光受信装置及びジッタトレランス制御方法
【課題】光受信装置において、最小受信感度を悪化させることなくジッタトレランスを確保することを目的とする。
【解決手段】入力光を光素子で受光して電気信号に変換し、前記光素子の出力する信号を等価、増幅及び識別する光受信装置において、前記入力光のパワーを検出する入力光パワー検出手段と、前記入力光パワー検出手段で検出した入力光パワーが最小受信感度に対応する値以下のとき、入力光パワーに対するエラーレートを悪化させるように制御する制御手段とを有する。
【解決手段】入力光を光素子で受光して電気信号に変換し、前記光素子の出力する信号を等価、増幅及び識別する光受信装置において、前記入力光のパワーを検出する入力光パワー検出手段と、前記入力光パワー検出手段で検出した入力光パワーが最小受信感度に対応する値以下のとき、入力光パワーに対するエラーレートを悪化させるように制御する制御手段とを有する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ジッタトレランスを制御する光受信装置及びジッタトレランス制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ジッタトレランスは、ＩＴＵ−Ｔ（国際電気通信連合、電気通信標準化部門） ＧＲ２５３標準規格において１ｄＢペナルティ法で規定されており、この規格に基づいて光のＳＮの悪い領域でジッタトレランス特性を確保する必要がある。
【０００３】
ＩＴＵ−Ｔ ＧＲ２５３標準規格におけるジッタトレランスに関する１ｄＢペナルティ法とは、ジッタトレランスによる受信感度劣化を１ｄＢ以下に抑えるため、ジッタトレランスの測定閾値より１ｄＢ大きい入力光パワーを入力してジッタトレランスを測定する手法である。即ち、ジッタトレランスの測定閾値より１ｄＢ大きい入力光パワーを入力してジッタを印加し、ＢＥＲ（Ｂｉｔ Ｅｒｒｏｒ Ｒａｔｅ）がジッタトレランスの測定閾値と等しくなるまで測定する手法であり、その耐力がジッタトレランスである。
【０００４】
一方、最小受信感度もＩＴＵ−Ｔ ＧＲ２５３標準規格でＢＥＲ＝１×１０−１２（１Ｅ−１２と表記）として規定されている。また、エンドユーザからの要求は、ＩＴＵ−Ｔ ＧＲ２５３標準規格より厳しい要求となることもあり、最小受信感度をより小さくする必要がある。
【０００５】
このため、従来技術として、最小受信感度を確保するように光受信部の識別点を一定の入力光パワーにおける最適点に固定する設定方法、また、入力光パワーに応じて識別点を最適点に可変する設定方法がある（例えば特許文献１，２参照）。
【０００６】
上記の入力光パワーに応じて識別点を最適点に可変する設定方法でジッタトレランス特性が確保できない場合は、ジッタトレランス特性を確保するために、最小受信感度を大きくする必要がある。
【０００７】
図１を用いて第１の従来技術を説明する。図１（Ａ）に示すように、入力光パワーが大きくなるほどスライスレベル［％］を大きくして、識別点（スライスレベル）を最適点にしている。なお、図２に示すアイ開口波形において、スライスレベルは入力光パワーの何％であるかを示している。光素子であるアバランシェフォトダイオード（ＡＰＤ）では入力光のハイレベル側にノイズが乗りやすいのでスライスレベルは５０％以下とし、入力光パワーが小さいほどスライスレベルを低下させている。
【０００８】
図１（Ｂ）は横軸に入力光パワー、縦軸にＢＥＲ（上側ほどＢＥＲは増加もしくは悪化）を示している。１０Ｇｂｐｓの光信号の入力光パワーが−２４ｄＢのとき標準規格の最小受信感度（ＢＥＲ＝１Ｅ−１２）をＬ字形で示す。入力光パワーに応じて識別点を最適点に可変した場合の入力光パワー／ＢＥＲ特性は実線に示すようになる。ここで、入力光パワー／ＢＥＲ特性における例えばＢＥＲ＝１Ｅ−１０を測定閾値とし、この測定閾値より１ｄＢ大きい入力光パワーを入力してジッタトレランスを測定する。
【０００９】
図３を用いて第２の従来技術を説明する。図３（Ａ）に示すように、識別点（スライスレベル）を最適点より高くして悪化させた状態で、入力光パワーの大きさに拘わらず一定にしている。
【００１０】
図３（Ｂ）は横軸に入力光パワー、縦軸にＢＥＲを示している。１０Ｇｂｐｓの光信号の入力光パワーが−２４ｄＢのとき標準規格（ＢＥＲ＝１Ｅ−１２）の最小受信感度をＬ字形で示す。ジッタトレランス特性が確保できない場合は、識別点（スライスレベル）を最適点より高くして最小受信感度をあえて悪くさせ、標準規格の最小受信感度とほぼ一致させる。このため、ジッタトレランスの測定閾値（ＢＥＲ＝１Ｅ−１０）における入力光パワーを大きくし、これより１ｄＢ大きくした入力光パワーも大きくなることで、光のＳＮを少しでも良くさせ、ジッタトレランス特性を確保している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】特開２０００−１３４１６０号公報
【特許文献２】特表２００８−５１７５５２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
図１の従来技術では、最小受信感度が改善されるが、ジッタトレランスの測定閾値（ＢＥＲ＝１Ｅ−１０）における入力光パワーも小さくなり、これより１ｄＢ大きくした入力光パワーも小さくなる。従って、光のＳＮが悪い状態となるため、光受信部の入力波形のアイ開口の開きが小さくなり、ジッタトレランスの確保が困難になるという問題があった。
【００１３】
図２の従来技術では、ジッタトレランスを確保するために、最小受信感度をあえて悪化させなければならないという問題があった。
【００１４】
開示の光受信装置は、最小受信感度を悪化させることなくジッタトレランスを確保することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
開示の一実施形態による光受信装置は、入力光を光素子で受光して電気信号に変換し、前記光素子の出力する信号を等価、増幅及び識別する光受信装置において、前記入力光のパワーを検出する入力光パワー検出手段と、前記入力光パワー検出手段で検出した入力光パワーが最小受信感度に対応する値以下のとき、入力光パワーに対するエラーレートを悪化させるように制御する制御手段と、を有する。
【発明の効果】
【００１６】
本実施形態によれば、最小受信感度を悪化させることなくジッタトレランスを確保することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】第１の従来技術を説明するための特性図である。
【図２】アイ開口波形を示す図である。
【図３】第２の従来技術を説明するための特性図である。
【図４】光受信装置の第１実施形態の構成図である。
【図５】光受信装置の第２実施形態の構成図である。
【図６】第１、第２実施形態を説明するための特性図である。
【図７】増幅器と識別点制御部の一例の詳細構成図である。
【図８】図７を説明するための波形図である。
【図９】光受信装置の第３実施形態の構成図である。
【図１０】光受信装置の第４実施形態の構成図である。
【図１１】第３、第４実施形態を説明するための特性図である。
【図１２】ＡＰＤバイアス部とＡＰＤバイアス制御部の一例の詳細構成図である。
【図１３】光受信装置の第５実施形態の構成図である。
【図１４】光受信装置の第６実施形態の構成図である。
【図１５】第５、第６実施形態を説明するための特性図である。
【図１６】アイ開口波形を示す図である。
【図１７】等価器と帯域制御部の一例の詳細構成図である。
【図１８】図１７を説明するための特性図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、図面に基づいて実施形態を説明する。
【００１９】
＜第１、第２実施形態＞
図４は光受信装置の第１実施形態の構成図を示す。図５は光受信装置の第２実施形態の構成図を示す。図４と図５において、同一部分には同一符号を付す。
【００２０】
図４において、光素子１１は例えばアバランシェフォトダイオードであり、光入力信号を受光して電気信号（受信信号）に変換してプリアンプ１２に供給する。プリアンプ１２は受信信号を増幅して等価器１３に供給する。
【００２１】
等価器１３は受信信号の波形を整形して増幅器１４に供給する。増幅器１４はリミッタアンプであり、識別点制御部１８から供給される識別点を用いて受信信号の値（１，０）を識別し識別回路１５に供給する。識別回路１５では受信信号からクロックを抽出し、増幅器１４から供給される受信信号の値を上記クロックで打ち抜いてデータ（１，０）として出力する。
【００２２】
一方、ＡＰＤバイアス部２０から供給されるＡＰＤバイアス電圧で駆動される光素子１１は、光入力信号の強度に応じて電流信号が変化する。このため、パワーモニタ部１９で電流信号から光入力信号のパワーをモニタしてパワーモニタ情報を識別点制御部１８に供給する。
【００２３】
識別点制御部１８は入力光のパワーモニタ情報に応じて、識別点を変化させて増幅器１４に供給する。例えば図６（Ａ）に示すように、入力光パワーが−２６ｄＢ以上で識別点を最適点（スライスレベルは４９％）とする。入力光パワー＝−２６ｄＢは、識別点を最適点としたとき最小受信感度のＢＥＲ値（＝１Ｅ−１２）に対応する値である。入力光パワーが−２６ｄＢから−２８ｄＢ（所定値）まではスライスレベルを４９％から５２％まで入力光パワーに応じて増加させ、最適識別点からずらしている。入力光パワーが−２８ｄＢ（所定値）以下ではスライスレベルを５２％で一定とするリミット制御を行う。
【００２４】
図５においては、ＢＥＲ監視部１６は、識別回路１５で識別したデータを供給され、データのＢＥＲを算出し、このＢＥＲ情報を識別点制御部１８に供給する。
【００２５】
識別点制御部１８は入力光のパワーモニタ情報と、識別したデータのＢＥＲ情報に応じて識別点を変化させ増幅器１４に供給する。例えば図６（Ａ）に示すように、ＢＥＲが１Ｅ−１２以下で識別点を最適点（スライスレベルは４９％）とする。ＢＥＲが１Ｅ−１２を超えて悪化すると、入力光パワーが−２８ｄＢ（所定値）まではスライスレベルを４９％から５２％まで入力光パワーに応じて可変する。入力光パワーが−２８ｄＢ（所定値）以下ではスライスレベルを５２％とするリミット制御を行う。
【００２６】
つまり、特定エラーレベル（ＢＥＲ＝１Ｅ−１２）になる感度（最小受信感度）より入力光パワーが小さい場合、増幅器１４の識別点を最適点からずらすことで入力光パワー／ＢＥＲ特性を悪化させる（傾きの絶対値を大きくさせる）ように、識別点制御部１８で制御する。なお、上記第１、第２実施形態で、最適識別点から識別点（スライスレベル）を大きくする方向にずらす代りに、最適点から識別点をさらに小さくする方向にずらしても良い。
【００２７】
上記第１、第２実施形態では、図６（Ｂ）に実線で示す入力光パワー／ＢＥＲ特性となる。１０Ｇｂｐｓの光信号の入力光パワーが−２４ｄＢのとき標準規格の最小受信感度（ＢＥＲ＝１Ｅ−１２）をＬ字形で示している。
【００２８】
図６（Ｂ）の入力光パワー／ＢＥＲ特性では、最小受信感度のＢＥＲ値（＝１Ｅ−１２）以下となる入力光パワーが−２６ｄＢ以上で識別点を最適点とする識別点制御部１８の制御で、最小受信感度を確保する。
【００２９】
ジッタトレランスの測定閾値は、最小受信感度におけるＢＥＲ値（＝１Ｅ−１２）よりも大きく（悪く）設定できるため、ジッタトレランスの測定閾値における入力光パワー及びジッタトレランス測定点の入力光パワーを大きくすることになり、ジッタトレランスの測定閾値と、ジッタトレランス測定入力パワーとのＢＥＲの差が大きくなり、ジッタトレランス特性を増加させる。
【００３０】
入力光パワーが最小受信感度以下、かつ、所定値（＝−２８ｄＢ）以下、もしくは第２のエラーレベル（＝１Ｅ−３）以上であるときは、ＢＥＲが大きくなることによる主信号の同期はずれを回避するために、識別点制御部１８はスライスレベルを５２％として最小受信感度を確保している。
【００３１】
図７は、図５における増幅器１４と識別点制御部１８の一例の詳細構成図を示す。図７において、識別点制御部１８は入力光のパワーモニタ情報とＢＥＲ情報に基づいて増幅器１４の入力オフセット電圧を制御する。すなわち、識別点制御部１８はパワーモニタ情報とＢＥＲ情報に基づいてＯＦＦＳＥＴ＿Ｐ電圧信号とＯＦＦＳＥＴ＿Ｎ電圧信号を出力する。
【００３２】
増幅器１４において、図８（Ａ）に示すように、ＯＦＦＳＥＴ＿Ｐ電圧は差動入力信号の一方であるＤＡＴＡ＿Ｐ信号に重畳される。また、図８（Ｂ）に示すように、ＯＦＦＳＥＴ＿Ｎ電圧は差動入力信号の他方であるＤＡＴＡ＿Ｎ信号に重畳される。これにより、ＤＡＴＡ＿Ｐ信号とＤＡＴＡ＿Ｎ信号による差動入力信号の識別点を図８（Ｃ）に示すように変化させることができる。
【００３３】
＜第３、第４実施形態＞
図９は光受信装置の第３実施形態の構成図を示す。図１０は光受信装置の第４実施形態の構成図を示す。図９と図１０において、同一部分には同一符号を付す。
【００３４】
図９において、光素子１１は例えばアバランシェフォトダイオードであり、光入力信号を受光して電気信号（受信信号）に変換してプリアンプ１２に供給する。プリアンプ１２は受信信号を増幅して等価器１３に供給する。
【００３５】
等価器１３は受信信号の波形を整形して増幅器１４に供給する。増幅器１４はリミッタアンプであり、固定の識別点を用いて受信信号の値（１，０）を識別し識別回路１５に供給する。識別回路１５では受信信号からクロックを抽出し、増幅器１４から供給される受信信号の値を上記クロックで打ち抜いてデータ（１，０）として出力する。
【００３６】
一方、ＡＰＤバイアス部２０から供給されるＡＰＤバイアス電圧で駆動される光素子１１は、光入力信号の強度に応じて電流信号が変化する。このため、パワーモニタ部１９で電流信号から光入力信号のパワーをモニタしてパワーモニタ情報をＡＰＤバイアス制御部２１に供給する。
【００３７】
ＡＰＤバイアス制御部２１は、入力光のパワーモニタ情報に応じてＡＰＤバイアス部２０の発生するＡＰＤバイアス電圧を変化させる。例えば図１１（Ａ）に示すように、入力光パワーが−２６ｄＢ以上でＡＰＤバイアス電圧を最適点（２８Ｖ）とする。入力光パワー＝−２６ｄＢは、ＡＰＤバイアス電圧を最適点としたとき最小受信感度のＢＥＲ値（＝１Ｅ−１２）に対応する値である。入力光パワーが−２６ｄＢから−２８ｄＢ（所定値）まではＡＰＤバイアス電圧を２８Ｖから２６Ｖまで入力光パワーに応じて低下させる。つまり、ＡＰＤバイアス電圧を最適点からずらしている。入力光パワーが−２８ｄＢ（所定値）以下ではＡＰＤバイアス制御部２１はＡＰＤバイアス電圧を２６Ｖで一定とするリミット制御を行う。上記のようにＡＰＤバイアス電圧を変化させることにより、入力光パワーに対する光素子１１の光増倍率Ｍは図１１（Ｂ）に示すように変化する。
【００３８】
図１０においては、ＢＥＲ監視部１６は、識別回路１５で識別したデータを供給され、データのＢＥＲを算出し、このＢＥＲ情報をＡＰＤバイアス制御部２１に供給する。
【００３９】
ＡＰＤバイアス制御部２１は入力光のパワーモニタ情報と、識別したデータのＢＥＲ情報に応じて、ＡＰＤバイアス電圧を変化させる。例えば図１１（Ｃ）に示すように、ＢＥＲが１Ｅ−１２以下でＡＰＤバイアス制御部２１はＡＰＤバイアス電圧を最適点（２８Ｖ）とする。ＢＥＲが１Ｅ−１２を超えて悪化すると、ＡＰＤバイアス制御部２１は入力光パワーが−２８ｄＢ（所定値）まではＡＰＤバイアス電圧を２８Ｖから２６Ｖまで入力光パワーに応じて可変する。入力光パワーが−２８ｄＢ（所定値）以下ではＡＰＤバイアス制御部２１はＡＰＤバイアス電圧を２６Ｖとするリミット制御を行う。
【００４０】
つまり、特定エラーレベル（ＢＥＲ＝１Ｅ−１２）になる感度（最小受信感度）より入力光パワーが小さい場合、ＡＰＤバイアス電圧を最適点から低くずらす（光増倍率Ｍを小さくする）ことで、入力光パワー／ＢＥＲ特性を悪化させる（傾きの絶対値を大きくさせる）よう、ＡＰＤバイアス制御部２１で制御を行う。
【００４１】
上記第３、第４実施形態では、図１１（Ｃ）に実線で示す入力光パワー／ＢＥＲ特性となる。１０Ｇｂｐｓの光信号の入力光パワーが−２４ｄＢのとき標準規格の最小受信感度（ＢＥＲ＝１Ｅ−１２）をＬ字形で示している。
【００４２】
図１１（Ｃ）の入力光パワー／ＢＥＲ特性では、最小受信感度のＢＥＲ値（＝１Ｅ−１２）以下となる入力光パワーが−２６ｄＢ以上で光増倍率Ｍを最適点とするＡＰＤバイアス制御部２１の制御で、最小受信感度を確保する。
【００４３】
ジッタトレランスの測定閾値は、最小受信感度におけるＢＥＲ値（＝１Ｅ−１２）よりも大きく（悪く）設定できるため、ジッタトレランスの測定閾値における入力光パワー及びジッタトレランス測定点の入力光パワーを大きくすることになり、ジッタトレランスの測定閾値と、ジッタトレランス測定入力パワーとのＢＥＲの差が大きくなり、ジッタトレランス特性を増加させる。
【００４４】
入力光パワーが最小受信感度以下、かつ、所定値（＝−２８ｄＢ）以下、もしくは第２のエラーレベル（＝１Ｅ−３）以上であるときは、ＢＥＲが大きくなることによる主信号の同期はずれを回避するために、ＡＰＤバイアス電圧を２６Ｖとして最小受信感度を確保している。
【００４５】
図１２は、図１０におけるＡＰＤバイアス部２０とＡＰＤバイアス制御部２１の一例の詳細構成図を示す。図１２において、ＡＰＤバイアス制御部２１は入力光のパワーモニタ情報とＢＥＲ情報に基づいてＡＰＤバイアス部２０のＡＰＤバイアス電圧を制御する。すなわち、ＡＰＤバイアス制御部２１はパワーモニタ情報とＢＥＲ情報に基づいてＡＰＤバイアス制御電圧（Ｖｃｏｎｔ）を出力する。
【００４６】
ＡＰＤバイアス部２０は、例えば主にＤＣ−ＤＣコンバータ２０ａで構成されており、ＡＰＤバイアス電圧（ＶＡＰＤ）は、ＡＰＤバイアス制御電圧（Ｖｃｏｎｔ）と、抵抗Ｒ１、抵抗Ｒ２で以下に示すように決定されるため、ＢＥＲ情報及びパワーモニタ情報に応じて、ＡＰＤバイアス電圧（ＶＡＰＤ）を制御することができる。
【００４７】
ＶＡＰＤ＝Ｖｃｏｎｔ×（１＋Ｒ２／Ｒ１）
【００４８】
＜第５、第６実施形態＞
図１３は光受信装置の第５実施形態の構成図を示す。図１４は光受信装置の第６実施形態の構成図を示す。図１３と図１４において、同一部分には同一符号を付す。
【００４９】
図１３において、光素子１１は例えばアバランシェフォトダイオードであり、光入力信号を受光して電気信号（受信信号）に変換してプリアンプ１２に供給する。プリアンプ１２は受信信号を増幅して等価器１３に供給する。
【００５０】
等価器１３は受信信号の波形を整形して増幅器１４に供給する。増幅器１４はリミッタアンプであり、固定の識別点を用いて受信信号の値（１，０）を識別し識別回路１５に供給する。識別回路１５では受信信号からクロックを抽出し、増幅器１４から供給される受信信号の値を上記クロックで打ち抜いてデータ（１，０）として出力する。
【００５１】
一方、ＡＰＤバイアス部２０から供給されるＡＰＤバイアス電圧で駆動される光素子１１は、光入力信号の強度に応じて電流信号が変化する。このため、パワーモニタ部１９で電流信号から光入力信号のパワーをモニタしてパワーモニタ情報を帯域制御部２２に供給する。
【００５２】
帯域制御部２２は、入力光のパワーモニタ情報に応じて等価器１３の等価帯域つまりカットオフ周波数を変化させる。例えば図１５（Ａ）に示すように、入力光パワーが−２６ｄＢ以上で等価器１３におけるカットオフ周波数を最適点（８ＧＨｚ）とする。入力光パワー＝−２６ｄＢは、カットオフ周波数を最適点（８ＧＨｚ）としたとき最小受信感度のＢＥＲ値（＝１Ｅ−１２）に対応する値である。入力光パワーが−２６ｄＢから−２８ｄＢ（所定値）まではカットオフ周波数を８ＧＨｚから６ＧＨｚまで入力光パワーに応じて低下させ、カットオフ周波数を最適点からずらしている。入力光パワーが−２８ｄＢ（所定値）以下では帯域制御部２２はカットオフ周波数を６ＧＨｚで一定とするリミット制御を行う。
【００５３】
なお、等価器１３のカットオフ周波数を８ＧＨｚとしたときのアイ開口波形が図２に示すものであるとした場合、カットオフ周波数を６ＧＨｚとしたときのアイ開口波形は図１６に示すようになり、アイ開口が狭くなっているのが分かる。
【００５４】
つまり、特定エラーレベル（ＢＥＲ＝１Ｅ−１２）になる感度（最小受信感度）より入力光パワーが小さい場合、等価器１３のカットオフ周波数を最適点からずらすことで、入力光パワー／ＢＥＲ特性を悪化させる（傾きの絶対値を大きくさせる）よう、帯域制御部２２で制御する。
【００５５】
図１４においては、ＢＥＲ監視部１６は、識別回路１５で識別したデータを供給され、データのＢＥＲを算出し、このＢＥＲ情報を帯域制御部２２に供給する。
【００５６】
帯域制御部２２は入力光のパワーモニタ情報と、識別したデータのＢＥＲ情報に応じて、カットオフ周波数を変化させる。例えば図１５（Ａ）に示すように、ＢＥＲが１Ｅ−１２以下で帯域制御部２２は等価器１３のカットオフ周波数を最適点（８ＧＨｚ）とする。ＢＥＲが１Ｅ−１２を超えて悪化すると、帯域制御部２２は入力光パワーが−２８ｄＢ（所定値）までは等価器１３のカットオフ周波数を８ＧＨｚから６ＧＨｚまで入力光パワーに応じて可変する。入力光パワーが−２８ｄＢ（所定値）以下では帯域制御部２２は等価器１３のカットオフ周波数を６ＧＨｚとするリミット制御を行う。
【００５７】
つまり、特定エラーレベル（ＢＥＲ＝１Ｅ−１２）になる感度（最小受信感度）より入力光パワーが小さい場合、カットオフ周波数を低くするように、帯域制御部２２で等価器１３のカットオフ周波数を低くする制御を行う。
【００５８】
上記第５、第６実施形態では、図１５（Ｂ）に実線で示す入力光パワー／ＢＥＲ特性となる。１０Ｇｂｐｓの光信号の入力光パワーが−２４ｄＢのとき標準規格の最小受信感度（ＢＥＲ＝１Ｅ−１２）をＬ字形で示している。
【００５９】
図１５（Ｂ）の入力光パワー／ＢＥＲ特性では、最小受信感度のＢＥＲ値（＝１Ｅ−１２）以下となる入力光パワーが−２６ｄＢ以上で等価器１３のカットオフ周波数を最適点とする帯域制御部２２の制御で、最小受信感度を確保する。
【００６０】
ジッタトレランスの測定閾値は、最小受信感度におけるＢＥＲ値（＝１Ｅ−１２）よりも大きく（悪く）設定できるため、ジッタトレランスの測定閾値における入力光パワー及びジッタトレランス測定点の入力光パワーを大きくすることになり、ジッタトレランスの測定閾値と、ジッタトレランス測定入力パワーとのＢＥＲの差が大きくなり、ジッタトレランス特性を増加させる。
【００６１】
入力光パワーが最小受信感度以下、かつ、所定値（＝−２８ｄＢ）以下、もしくは第２のエラーレベル（＝１Ｅ−３）以上であるときは、ＢＥＲが大きくなることによる主信号の同期はずれを回避するために、等価器１３のカットオフ周波数を６ＧＨｚとして最小受信感度を確保している。
【００６２】
図１７は、図１４における等価器１３と帯域制御部２２の一例の詳細構成図を示す。図１７において、帯域制御部２２は入力光のパワーモニタ情報とＢＥＲ情報に基づいて等価器１３のカットオフ周波数を制御する。すなわち、帯域制御部２２はパワーモニタ情報とＢＥＲ情報に基づいて帯域制御電圧（ｆｃ＿ｃｏｎｔ）を出力する。
【００６３】
等価器１３は、帯域制御電圧（ｆｃ＿ｃｏｎｔ）をパラメータとして図１８（Ａ）に示す周波数／ゲイン特性を有しており、また、図１８（Ｂ）に示すような帯域制御電圧（ｆｃ＿ｃｏｎｔ）／カットオフ周波数（ｆｃ）特性を有している。これにより、等価器１３は帯域制御電圧（ｆｃ＿ｃｏｎｔ）に応じて等価帯域つまりカットオフ周波数（ｆｃ）を変化させることができる。
【００６４】
このように、上記実施形態によれば、ジッタトレランスを増加する対策を行っても最小受信感度以上の入力光に対し受信特性の劣化を生じない。また、最小受信感度以下の入力光に対し、受信特性が劣化するものの、そもそも最小受信感度以下であるため、問題にならない。
【００６５】
ジッタトレランスの測定閾値は、最小受信感度におけるＢＥＲ値よりも大きく（悪く）設定できるため、最小受信感度以下の入力光に対し、識別点を最適点からずらすように設定し、あるいはＡＰＤバイアス電圧を低く設定し、あるいは等価器の帯域を低く設定して、ジッタトレランスの測定閾値における入力光パワーを大きくすることにより、ジッタトレランス測定点の入力光パワーを大きくし、ジッタトレランス測定点におけるエラーレートを向上させることができる。
（付記１）
入力光を光素子で受光して電気信号に変換し、前記光素子の出力する信号を等価、増幅及び識別する光受信装置において、
前記入力光のパワーを検出する入力光パワー検出手段と、
前記入力光パワー検出手段で検出した入力光パワーが最小受信感度に対応する値以下のとき、入力光パワーに対するエラーレートを悪化させるように制御する制御手段と、
を有することを特徴とする光受信装置。
（付記２）
付記１記載の光受信装置において、
前記制御手段は、前記入力光パワー検出手段で検出した入力光パワーが最小受信感度に対応する値以下のとき、前記信号の識別に用いる識別点を、前記入力光パワーに応じて最適点からずらすことで入力光パワーに対するエラーレートを悪化させるように制御する、
ことを特徴とする光受信装置。
（付記３）
付記２記載の光受信装置において、
前記識別された信号のエラーレートを検出するエラーレート検出手段を有し、
前記制御手段は、前記エラーレート検出手段で検出したエラーレートが前記最小受信感度以下のとき、前記識別点を、前記入力光パワーに応じて最適点からずらすように制御する、
ことを特徴とする光受信装置。
（付記４）
付記２又は３記載の光受信装置において、
前記制御手段は、前記入力光パワー検出手段で検出した入力光パワーが前記最小受信感度に対応する値より小さい所定値以下のとき、前記識別点を一定に制御する、
ことを特徴とする光受信装置。
（付記５）
付記１記載の光受信装置において、
前記制御手段は、前記入力光パワー検出手段で検出した入力光パワーが最小受信感度に対応する値以下のとき、前記光素子のバイアス電圧を、前記入力光パワーに応じて最適点から低くすることで入力光パワーに対するエラーレートを悪化させるように制御する、
ことを特徴とする光受信装置。
（付記６）
付記５記載の光受信装置において、
前記識別された信号のエラーレートを検出するエラーレート検出手段を有し、
前記制御手段は、前記エラーレート検出手段で検出したエラーレートが前記最小受信感度以下のとき、前記バイアス電圧を、前記入力光パワーに応じて最適点から低くするように制御する、
ことを特徴とする光受信装置。
（付記７）
付記５又は６記載の光受信装置において、
前記制御手段は、前記入力光パワー検出手段で検出した入力光パワーが前記最小受信感度に対応する値より小さい所定値以下のとき、前記バイアス電圧を一定に制御する、
ことを特徴とする光受信装置。
（付記８）
付記１記載の光受信装置において、
前記制御手段は、前記入力光パワー検出手段で検出した入力光パワーが最小受信感度に対応する値以下のとき、前記信号の等価を行う等価器の等価帯域を、前記入力光パワーに応じて最適点から低くすることで入力光パワーに対するエラーレートを悪化させるように制御する、
ことを特徴とする光受信装置。
（付記９）
付記８記載の光受信装置において、
前記識別された信号のエラーレートを検出するエラーレート検出手段を有し、
前記制御手段は、前記エラーレート検出手段で検出したエラーレートが前記最小受信感度以下のとき、前記等価帯域を、前記入力光パワーに応じて最適点から低くするように制御する、
ことを特徴とする光受信装置。
（付記１０）
付記８又は９記載の光受信装置において、
前記制御手段は、前記入力光パワー検出手段で検出した入力光パワーが前記最小受信感度に対応する値より小さい所定値以下のとき、前記等価帯域を一定に制御する、
ことを特徴とする光受信装置。
（付記１１）
入力光を光素子で受光して電気信号に変換し、前記光素子の出力する信号を等価、増幅及び識別する光受信装置のジッタトレランス制御方法において、
前記入力光のパワーを検出するステップと、
検出した入力光パワーが最小受信感度に対応する値以下のとき、入力光パワーに対するエラーレートを悪化させるように制御するステップと、
を有することを特徴とするジッタトレランス制御方法。
（付記１２）
付記１１記載のジッタトレランス制御方法において、
前記入力光パワーに対するエラーレートを悪化させるように制御するステップは、前記入力光パワー検出手段で検出した入力光パワーが最小受信感度に対応する値以下のとき、前記信号の識別に用いる識別点を、前記入力光パワーに応じて最適点からずらすことで入力光パワーに対するエラーレートを悪化させるように制御する、
ことを特徴とするジッタトレランス制御方法。
（付記１３）
付記１１記載のジッタトレランス制御方法において、
前記入力光パワーに対するエラーレートを悪化させるように制御するステップは、前記入力光パワー検出手段で検出した入力光パワーが最小受信感度に対応する値以下のとき、前記光素子のバイアス電圧を、前記入力光パワーに応じて最適点から低くすることで入力光パワーに対するエラーレートを悪化させるように制御する、
ことを特徴とするジッタトレランス制御方法。
（付記１４）
付記１１記載のジッタトレランス制御方法において、
前記入力光パワーに対するエラーレートを悪化させるように制御するステップは、前記入力光パワー検出手段で検出した入力光パワーが最小受信感度に対応する値以下のとき、前記信号の等価を行う等価器の等価帯域を、前記入力光パワーに応じて最適点から低くすることで入力光パワーに対するエラーレートを悪化させるように制御する、
ことを特徴とするジッタトレランス制御方法。
【符号の説明】
【００６６】
１１ 光素子
１２ プリアンプ
１３ 等価器
１４ 増幅器
１５ 識別回路
１８ 識別点制御部
１９ パワーモニタ部
２０ ＡＰＤバイアス部
２１ ＡＰＤバイアス制御部
２２ 帯域制御部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ジッタトレランスを制御する光受信装置及びジッタトレランス制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ジッタトレランスは、ＩＴＵ−Ｔ（国際電気通信連合、電気通信標準化部門） ＧＲ２５３標準規格において１ｄＢペナルティ法で規定されており、この規格に基づいて光のＳＮの悪い領域でジッタトレランス特性を確保する必要がある。
【０００３】
ＩＴＵ−Ｔ ＧＲ２５３標準規格におけるジッタトレランスに関する１ｄＢペナルティ法とは、ジッタトレランスによる受信感度劣化を１ｄＢ以下に抑えるため、ジッタトレランスの測定閾値より１ｄＢ大きい入力光パワーを入力してジッタトレランスを測定する手法である。即ち、ジッタトレランスの測定閾値より１ｄＢ大きい入力光パワーを入力してジッタを印加し、ＢＥＲ（Ｂｉｔ Ｅｒｒｏｒ Ｒａｔｅ）がジッタトレランスの測定閾値と等しくなるまで測定する手法であり、その耐力がジッタトレランスである。
【０００４】
一方、最小受信感度もＩＴＵ−Ｔ ＧＲ２５３標準規格でＢＥＲ＝１×１０−１２（１Ｅ−１２と表記）として規定されている。また、エンドユーザからの要求は、ＩＴＵ−Ｔ ＧＲ２５３標準規格より厳しい要求となることもあり、最小受信感度をより小さくする必要がある。
【０００５】
このため、従来技術として、最小受信感度を確保するように光受信部の識別点を一定の入力光パワーにおける最適点に固定する設定方法、また、入力光パワーに応じて識別点を最適点に可変する設定方法がある（例えば特許文献１，２参照）。
【０００６】
上記の入力光パワーに応じて識別点を最適点に可変する設定方法でジッタトレランス特性が確保できない場合は、ジッタトレランス特性を確保するために、最小受信感度を大きくする必要がある。
【０００７】
図１を用いて第１の従来技術を説明する。図１（Ａ）に示すように、入力光パワーが大きくなるほどスライスレベル［％］を大きくして、識別点（スライスレベル）を最適点にしている。なお、図２に示すアイ開口波形において、スライスレベルは入力光パワーの何％であるかを示している。光素子であるアバランシェフォトダイオード（ＡＰＤ）では入力光のハイレベル側にノイズが乗りやすいのでスライスレベルは５０％以下とし、入力光パワーが小さいほどスライスレベルを低下させている。
【０００８】
図１（Ｂ）は横軸に入力光パワー、縦軸にＢＥＲ（上側ほどＢＥＲは増加もしくは悪化）を示している。１０Ｇｂｐｓの光信号の入力光パワーが−２４ｄＢのとき標準規格の最小受信感度（ＢＥＲ＝１Ｅ−１２）をＬ字形で示す。入力光パワーに応じて識別点を最適点に可変した場合の入力光パワー／ＢＥＲ特性は実線に示すようになる。ここで、入力光パワー／ＢＥＲ特性における例えばＢＥＲ＝１Ｅ−１０を測定閾値とし、この測定閾値より１ｄＢ大きい入力光パワーを入力してジッタトレランスを測定する。
【０００９】
図３を用いて第２の従来技術を説明する。図３（Ａ）に示すように、識別点（スライスレベル）を最適点より高くして悪化させた状態で、入力光パワーの大きさに拘わらず一定にしている。
【００１０】
図３（Ｂ）は横軸に入力光パワー、縦軸にＢＥＲを示している。１０Ｇｂｐｓの光信号の入力光パワーが−２４ｄＢのとき標準規格（ＢＥＲ＝１Ｅ−１２）の最小受信感度をＬ字形で示す。ジッタトレランス特性が確保できない場合は、識別点（スライスレベル）を最適点より高くして最小受信感度をあえて悪くさせ、標準規格の最小受信感度とほぼ一致させる。このため、ジッタトレランスの測定閾値（ＢＥＲ＝１Ｅ−１０）における入力光パワーを大きくし、これより１ｄＢ大きくした入力光パワーも大きくなることで、光のＳＮを少しでも良くさせ、ジッタトレランス特性を確保している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】特開２０００−１３４１６０号公報
【特許文献２】特表２００８−５１７５５２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
図１の従来技術では、最小受信感度が改善されるが、ジッタトレランスの測定閾値（ＢＥＲ＝１Ｅ−１０）における入力光パワーも小さくなり、これより１ｄＢ大きくした入力光パワーも小さくなる。従って、光のＳＮが悪い状態となるため、光受信部の入力波形のアイ開口の開きが小さくなり、ジッタトレランスの確保が困難になるという問題があった。
【００１３】
図２の従来技術では、ジッタトレランスを確保するために、最小受信感度をあえて悪化させなければならないという問題があった。
【００１４】
開示の光受信装置は、最小受信感度を悪化させることなくジッタトレランスを確保することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
開示の一実施形態による光受信装置は、入力光を光素子で受光して電気信号に変換し、前記光素子の出力する信号を等価、増幅及び識別する光受信装置において、前記入力光のパワーを検出する入力光パワー検出手段と、前記入力光パワー検出手段で検出した入力光パワーが最小受信感度に対応する値以下のとき、入力光パワーに対するエラーレートを悪化させるように制御する制御手段と、を有する。
【発明の効果】
【００１６】
本実施形態によれば、最小受信感度を悪化させることなくジッタトレランスを確保することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】第１の従来技術を説明するための特性図である。
【図２】アイ開口波形を示す図である。
【図３】第２の従来技術を説明するための特性図である。
【図４】光受信装置の第１実施形態の構成図である。
【図５】光受信装置の第２実施形態の構成図である。
【図６】第１、第２実施形態を説明するための特性図である。
【図７】増幅器と識別点制御部の一例の詳細構成図である。
【図８】図７を説明するための波形図である。
【図９】光受信装置の第３実施形態の構成図である。
【図１０】光受信装置の第４実施形態の構成図である。
【図１１】第３、第４実施形態を説明するための特性図である。
【図１２】ＡＰＤバイアス部とＡＰＤバイアス制御部の一例の詳細構成図である。
【図１３】光受信装置の第５実施形態の構成図である。
【図１４】光受信装置の第６実施形態の構成図である。
【図１５】第５、第６実施形態を説明するための特性図である。
【図１６】アイ開口波形を示す図である。
【図１７】等価器と帯域制御部の一例の詳細構成図である。
【図１８】図１７を説明するための特性図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、図面に基づいて実施形態を説明する。
【００１９】
＜第１、第２実施形態＞
図４は光受信装置の第１実施形態の構成図を示す。図５は光受信装置の第２実施形態の構成図を示す。図４と図５において、同一部分には同一符号を付す。
【００２０】
図４において、光素子１１は例えばアバランシェフォトダイオードであり、光入力信号を受光して電気信号（受信信号）に変換してプリアンプ１２に供給する。プリアンプ１２は受信信号を増幅して等価器１３に供給する。
【００２１】
等価器１３は受信信号の波形を整形して増幅器１４に供給する。増幅器１４はリミッタアンプであり、識別点制御部１８から供給される識別点を用いて受信信号の値（１，０）を識別し識別回路１５に供給する。識別回路１５では受信信号からクロックを抽出し、増幅器１４から供給される受信信号の値を上記クロックで打ち抜いてデータ（１，０）として出力する。
【００２２】
一方、ＡＰＤバイアス部２０から供給されるＡＰＤバイアス電圧で駆動される光素子１１は、光入力信号の強度に応じて電流信号が変化する。このため、パワーモニタ部１９で電流信号から光入力信号のパワーをモニタしてパワーモニタ情報を識別点制御部１８に供給する。
【００２３】
識別点制御部１８は入力光のパワーモニタ情報に応じて、識別点を変化させて増幅器１４に供給する。例えば図６（Ａ）に示すように、入力光パワーが−２６ｄＢ以上で識別点を最適点（スライスレベルは４９％）とする。入力光パワー＝−２６ｄＢは、識別点を最適点としたとき最小受信感度のＢＥＲ値（＝１Ｅ−１２）に対応する値である。入力光パワーが−２６ｄＢから−２８ｄＢ（所定値）まではスライスレベルを４９％から５２％まで入力光パワーに応じて増加させ、最適識別点からずらしている。入力光パワーが−２８ｄＢ（所定値）以下ではスライスレベルを５２％で一定とするリミット制御を行う。
【００２４】
図５においては、ＢＥＲ監視部１６は、識別回路１５で識別したデータを供給され、データのＢＥＲを算出し、このＢＥＲ情報を識別点制御部１８に供給する。
【００２５】
識別点制御部１８は入力光のパワーモニタ情報と、識別したデータのＢＥＲ情報に応じて識別点を変化させ増幅器１４に供給する。例えば図６（Ａ）に示すように、ＢＥＲが１Ｅ−１２以下で識別点を最適点（スライスレベルは４９％）とする。ＢＥＲが１Ｅ−１２を超えて悪化すると、入力光パワーが−２８ｄＢ（所定値）まではスライスレベルを４９％から５２％まで入力光パワーに応じて可変する。入力光パワーが−２８ｄＢ（所定値）以下ではスライスレベルを５２％とするリミット制御を行う。
【００２６】
つまり、特定エラーレベル（ＢＥＲ＝１Ｅ−１２）になる感度（最小受信感度）より入力光パワーが小さい場合、増幅器１４の識別点を最適点からずらすことで入力光パワー／ＢＥＲ特性を悪化させる（傾きの絶対値を大きくさせる）ように、識別点制御部１８で制御する。なお、上記第１、第２実施形態で、最適識別点から識別点（スライスレベル）を大きくする方向にずらす代りに、最適点から識別点をさらに小さくする方向にずらしても良い。
【００２７】
上記第１、第２実施形態では、図６（Ｂ）に実線で示す入力光パワー／ＢＥＲ特性となる。１０Ｇｂｐｓの光信号の入力光パワーが−２４ｄＢのとき標準規格の最小受信感度（ＢＥＲ＝１Ｅ−１２）をＬ字形で示している。
【００２８】
図６（Ｂ）の入力光パワー／ＢＥＲ特性では、最小受信感度のＢＥＲ値（＝１Ｅ−１２）以下となる入力光パワーが−２６ｄＢ以上で識別点を最適点とする識別点制御部１８の制御で、最小受信感度を確保する。
【００２９】
ジッタトレランスの測定閾値は、最小受信感度におけるＢＥＲ値（＝１Ｅ−１２）よりも大きく（悪く）設定できるため、ジッタトレランスの測定閾値における入力光パワー及びジッタトレランス測定点の入力光パワーを大きくすることになり、ジッタトレランスの測定閾値と、ジッタトレランス測定入力パワーとのＢＥＲの差が大きくなり、ジッタトレランス特性を増加させる。
【００３０】
入力光パワーが最小受信感度以下、かつ、所定値（＝−２８ｄＢ）以下、もしくは第２のエラーレベル（＝１Ｅ−３）以上であるときは、ＢＥＲが大きくなることによる主信号の同期はずれを回避するために、識別点制御部１８はスライスレベルを５２％として最小受信感度を確保している。
【００３１】
図７は、図５における増幅器１４と識別点制御部１８の一例の詳細構成図を示す。図７において、識別点制御部１８は入力光のパワーモニタ情報とＢＥＲ情報に基づいて増幅器１４の入力オフセット電圧を制御する。すなわち、識別点制御部１８はパワーモニタ情報とＢＥＲ情報に基づいてＯＦＦＳＥＴ＿Ｐ電圧信号とＯＦＦＳＥＴ＿Ｎ電圧信号を出力する。
【００３２】
増幅器１４において、図８（Ａ）に示すように、ＯＦＦＳＥＴ＿Ｐ電圧は差動入力信号の一方であるＤＡＴＡ＿Ｐ信号に重畳される。また、図８（Ｂ）に示すように、ＯＦＦＳＥＴ＿Ｎ電圧は差動入力信号の他方であるＤＡＴＡ＿Ｎ信号に重畳される。これにより、ＤＡＴＡ＿Ｐ信号とＤＡＴＡ＿Ｎ信号による差動入力信号の識別点を図８（Ｃ）に示すように変化させることができる。
【００３３】
＜第３、第４実施形態＞
図９は光受信装置の第３実施形態の構成図を示す。図１０は光受信装置の第４実施形態の構成図を示す。図９と図１０において、同一部分には同一符号を付す。
【００３４】
図９において、光素子１１は例えばアバランシェフォトダイオードであり、光入力信号を受光して電気信号（受信信号）に変換してプリアンプ１２に供給する。プリアンプ１２は受信信号を増幅して等価器１３に供給する。
【００３５】
等価器１３は受信信号の波形を整形して増幅器１４に供給する。増幅器１４はリミッタアンプであり、固定の識別点を用いて受信信号の値（１，０）を識別し識別回路１５に供給する。識別回路１５では受信信号からクロックを抽出し、増幅器１４から供給される受信信号の値を上記クロックで打ち抜いてデータ（１，０）として出力する。
【００３６】
一方、ＡＰＤバイアス部２０から供給されるＡＰＤバイアス電圧で駆動される光素子１１は、光入力信号の強度に応じて電流信号が変化する。このため、パワーモニタ部１９で電流信号から光入力信号のパワーをモニタしてパワーモニタ情報をＡＰＤバイアス制御部２１に供給する。
【００３７】
ＡＰＤバイアス制御部２１は、入力光のパワーモニタ情報に応じてＡＰＤバイアス部２０の発生するＡＰＤバイアス電圧を変化させる。例えば図１１（Ａ）に示すように、入力光パワーが−２６ｄＢ以上でＡＰＤバイアス電圧を最適点（２８Ｖ）とする。入力光パワー＝−２６ｄＢは、ＡＰＤバイアス電圧を最適点としたとき最小受信感度のＢＥＲ値（＝１Ｅ−１２）に対応する値である。入力光パワーが−２６ｄＢから−２８ｄＢ（所定値）まではＡＰＤバイアス電圧を２８Ｖから２６Ｖまで入力光パワーに応じて低下させる。つまり、ＡＰＤバイアス電圧を最適点からずらしている。入力光パワーが−２８ｄＢ（所定値）以下ではＡＰＤバイアス制御部２１はＡＰＤバイアス電圧を２６Ｖで一定とするリミット制御を行う。上記のようにＡＰＤバイアス電圧を変化させることにより、入力光パワーに対する光素子１１の光増倍率Ｍは図１１（Ｂ）に示すように変化する。
【００３８】
図１０においては、ＢＥＲ監視部１６は、識別回路１５で識別したデータを供給され、データのＢＥＲを算出し、このＢＥＲ情報をＡＰＤバイアス制御部２１に供給する。
【００３９】
ＡＰＤバイアス制御部２１は入力光のパワーモニタ情報と、識別したデータのＢＥＲ情報に応じて、ＡＰＤバイアス電圧を変化させる。例えば図１１（Ｃ）に示すように、ＢＥＲが１Ｅ−１２以下でＡＰＤバイアス制御部２１はＡＰＤバイアス電圧を最適点（２８Ｖ）とする。ＢＥＲが１Ｅ−１２を超えて悪化すると、ＡＰＤバイアス制御部２１は入力光パワーが−２８ｄＢ（所定値）まではＡＰＤバイアス電圧を２８Ｖから２６Ｖまで入力光パワーに応じて可変する。入力光パワーが−２８ｄＢ（所定値）以下ではＡＰＤバイアス制御部２１はＡＰＤバイアス電圧を２６Ｖとするリミット制御を行う。
【００４０】
つまり、特定エラーレベル（ＢＥＲ＝１Ｅ−１２）になる感度（最小受信感度）より入力光パワーが小さい場合、ＡＰＤバイアス電圧を最適点から低くずらす（光増倍率Ｍを小さくする）ことで、入力光パワー／ＢＥＲ特性を悪化させる（傾きの絶対値を大きくさせる）よう、ＡＰＤバイアス制御部２１で制御を行う。
【００４１】
上記第３、第４実施形態では、図１１（Ｃ）に実線で示す入力光パワー／ＢＥＲ特性となる。１０Ｇｂｐｓの光信号の入力光パワーが−２４ｄＢのとき標準規格の最小受信感度（ＢＥＲ＝１Ｅ−１２）をＬ字形で示している。
【００４２】
図１１（Ｃ）の入力光パワー／ＢＥＲ特性では、最小受信感度のＢＥＲ値（＝１Ｅ−１２）以下となる入力光パワーが−２６ｄＢ以上で光増倍率Ｍを最適点とするＡＰＤバイアス制御部２１の制御で、最小受信感度を確保する。
【００４３】
ジッタトレランスの測定閾値は、最小受信感度におけるＢＥＲ値（＝１Ｅ−１２）よりも大きく（悪く）設定できるため、ジッタトレランスの測定閾値における入力光パワー及びジッタトレランス測定点の入力光パワーを大きくすることになり、ジッタトレランスの測定閾値と、ジッタトレランス測定入力パワーとのＢＥＲの差が大きくなり、ジッタトレランス特性を増加させる。
【００４４】
入力光パワーが最小受信感度以下、かつ、所定値（＝−２８ｄＢ）以下、もしくは第２のエラーレベル（＝１Ｅ−３）以上であるときは、ＢＥＲが大きくなることによる主信号の同期はずれを回避するために、ＡＰＤバイアス電圧を２６Ｖとして最小受信感度を確保している。
【００４５】
図１２は、図１０におけるＡＰＤバイアス部２０とＡＰＤバイアス制御部２１の一例の詳細構成図を示す。図１２において、ＡＰＤバイアス制御部２１は入力光のパワーモニタ情報とＢＥＲ情報に基づいてＡＰＤバイアス部２０のＡＰＤバイアス電圧を制御する。すなわち、ＡＰＤバイアス制御部２１はパワーモニタ情報とＢＥＲ情報に基づいてＡＰＤバイアス制御電圧（Ｖｃｏｎｔ）を出力する。
【００４６】
ＡＰＤバイアス部２０は、例えば主にＤＣ−ＤＣコンバータ２０ａで構成されており、ＡＰＤバイアス電圧（ＶＡＰＤ）は、ＡＰＤバイアス制御電圧（Ｖｃｏｎｔ）と、抵抗Ｒ１、抵抗Ｒ２で以下に示すように決定されるため、ＢＥＲ情報及びパワーモニタ情報に応じて、ＡＰＤバイアス電圧（ＶＡＰＤ）を制御することができる。
【００４７】
ＶＡＰＤ＝Ｖｃｏｎｔ×（１＋Ｒ２／Ｒ１）
【００４８】
＜第５、第６実施形態＞
図１３は光受信装置の第５実施形態の構成図を示す。図１４は光受信装置の第６実施形態の構成図を示す。図１３と図１４において、同一部分には同一符号を付す。
【００４９】
図１３において、光素子１１は例えばアバランシェフォトダイオードであり、光入力信号を受光して電気信号（受信信号）に変換してプリアンプ１２に供給する。プリアンプ１２は受信信号を増幅して等価器１３に供給する。
【００５０】
等価器１３は受信信号の波形を整形して増幅器１４に供給する。増幅器１４はリミッタアンプであり、固定の識別点を用いて受信信号の値（１，０）を識別し識別回路１５に供給する。識別回路１５では受信信号からクロックを抽出し、増幅器１４から供給される受信信号の値を上記クロックで打ち抜いてデータ（１，０）として出力する。
【００５１】
一方、ＡＰＤバイアス部２０から供給されるＡＰＤバイアス電圧で駆動される光素子１１は、光入力信号の強度に応じて電流信号が変化する。このため、パワーモニタ部１９で電流信号から光入力信号のパワーをモニタしてパワーモニタ情報を帯域制御部２２に供給する。
【００５２】
帯域制御部２２は、入力光のパワーモニタ情報に応じて等価器１３の等価帯域つまりカットオフ周波数を変化させる。例えば図１５（Ａ）に示すように、入力光パワーが−２６ｄＢ以上で等価器１３におけるカットオフ周波数を最適点（８ＧＨｚ）とする。入力光パワー＝−２６ｄＢは、カットオフ周波数を最適点（８ＧＨｚ）としたとき最小受信感度のＢＥＲ値（＝１Ｅ−１２）に対応する値である。入力光パワーが−２６ｄＢから−２８ｄＢ（所定値）まではカットオフ周波数を８ＧＨｚから６ＧＨｚまで入力光パワーに応じて低下させ、カットオフ周波数を最適点からずらしている。入力光パワーが−２８ｄＢ（所定値）以下では帯域制御部２２はカットオフ周波数を６ＧＨｚで一定とするリミット制御を行う。
【００５３】
なお、等価器１３のカットオフ周波数を８ＧＨｚとしたときのアイ開口波形が図２に示すものであるとした場合、カットオフ周波数を６ＧＨｚとしたときのアイ開口波形は図１６に示すようになり、アイ開口が狭くなっているのが分かる。
【００５４】
つまり、特定エラーレベル（ＢＥＲ＝１Ｅ−１２）になる感度（最小受信感度）より入力光パワーが小さい場合、等価器１３のカットオフ周波数を最適点からずらすことで、入力光パワー／ＢＥＲ特性を悪化させる（傾きの絶対値を大きくさせる）よう、帯域制御部２２で制御する。
【００５５】
図１４においては、ＢＥＲ監視部１６は、識別回路１５で識別したデータを供給され、データのＢＥＲを算出し、このＢＥＲ情報を帯域制御部２２に供給する。
【００５６】
帯域制御部２２は入力光のパワーモニタ情報と、識別したデータのＢＥＲ情報に応じて、カットオフ周波数を変化させる。例えば図１５（Ａ）に示すように、ＢＥＲが１Ｅ−１２以下で帯域制御部２２は等価器１３のカットオフ周波数を最適点（８ＧＨｚ）とする。ＢＥＲが１Ｅ−１２を超えて悪化すると、帯域制御部２２は入力光パワーが−２８ｄＢ（所定値）までは等価器１３のカットオフ周波数を８ＧＨｚから６ＧＨｚまで入力光パワーに応じて可変する。入力光パワーが−２８ｄＢ（所定値）以下では帯域制御部２２は等価器１３のカットオフ周波数を６ＧＨｚとするリミット制御を行う。
【００５７】
つまり、特定エラーレベル（ＢＥＲ＝１Ｅ−１２）になる感度（最小受信感度）より入力光パワーが小さい場合、カットオフ周波数を低くするように、帯域制御部２２で等価器１３のカットオフ周波数を低くする制御を行う。
【００５８】
上記第５、第６実施形態では、図１５（Ｂ）に実線で示す入力光パワー／ＢＥＲ特性となる。１０Ｇｂｐｓの光信号の入力光パワーが−２４ｄＢのとき標準規格の最小受信感度（ＢＥＲ＝１Ｅ−１２）をＬ字形で示している。
【００５９】
図１５（Ｂ）の入力光パワー／ＢＥＲ特性では、最小受信感度のＢＥＲ値（＝１Ｅ−１２）以下となる入力光パワーが−２６ｄＢ以上で等価器１３のカットオフ周波数を最適点とする帯域制御部２２の制御で、最小受信感度を確保する。
【００６０】
ジッタトレランスの測定閾値は、最小受信感度におけるＢＥＲ値（＝１Ｅ−１２）よりも大きく（悪く）設定できるため、ジッタトレランスの測定閾値における入力光パワー及びジッタトレランス測定点の入力光パワーを大きくすることになり、ジッタトレランスの測定閾値と、ジッタトレランス測定入力パワーとのＢＥＲの差が大きくなり、ジッタトレランス特性を増加させる。
【００６１】
入力光パワーが最小受信感度以下、かつ、所定値（＝−２８ｄＢ）以下、もしくは第２のエラーレベル（＝１Ｅ−３）以上であるときは、ＢＥＲが大きくなることによる主信号の同期はずれを回避するために、等価器１３のカットオフ周波数を６ＧＨｚとして最小受信感度を確保している。
【００６２】
図１７は、図１４における等価器１３と帯域制御部２２の一例の詳細構成図を示す。図１７において、帯域制御部２２は入力光のパワーモニタ情報とＢＥＲ情報に基づいて等価器１３のカットオフ周波数を制御する。すなわち、帯域制御部２２はパワーモニタ情報とＢＥＲ情報に基づいて帯域制御電圧（ｆｃ＿ｃｏｎｔ）を出力する。
【００６３】
等価器１３は、帯域制御電圧（ｆｃ＿ｃｏｎｔ）をパラメータとして図１８（Ａ）に示す周波数／ゲイン特性を有しており、また、図１８（Ｂ）に示すような帯域制御電圧（ｆｃ＿ｃｏｎｔ）／カットオフ周波数（ｆｃ）特性を有している。これにより、等価器１３は帯域制御電圧（ｆｃ＿ｃｏｎｔ）に応じて等価帯域つまりカットオフ周波数（ｆｃ）を変化させることができる。
【００６４】
このように、上記実施形態によれば、ジッタトレランスを増加する対策を行っても最小受信感度以上の入力光に対し受信特性の劣化を生じない。また、最小受信感度以下の入力光に対し、受信特性が劣化するものの、そもそも最小受信感度以下であるため、問題にならない。
【００６５】
ジッタトレランスの測定閾値は、最小受信感度におけるＢＥＲ値よりも大きく（悪く）設定できるため、最小受信感度以下の入力光に対し、識別点を最適点からずらすように設定し、あるいはＡＰＤバイアス電圧を低く設定し、あるいは等価器の帯域を低く設定して、ジッタトレランスの測定閾値における入力光パワーを大きくすることにより、ジッタトレランス測定点の入力光パワーを大きくし、ジッタトレランス測定点におけるエラーレートを向上させることができる。
（付記１）
入力光を光素子で受光して電気信号に変換し、前記光素子の出力する信号を等価、増幅及び識別する光受信装置において、
前記入力光のパワーを検出する入力光パワー検出手段と、
前記入力光パワー検出手段で検出した入力光パワーが最小受信感度に対応する値以下のとき、入力光パワーに対するエラーレートを悪化させるように制御する制御手段と、
を有することを特徴とする光受信装置。
（付記２）
付記１記載の光受信装置において、
前記制御手段は、前記入力光パワー検出手段で検出した入力光パワーが最小受信感度に対応する値以下のとき、前記信号の識別に用いる識別点を、前記入力光パワーに応じて最適点からずらすことで入力光パワーに対するエラーレートを悪化させるように制御する、
ことを特徴とする光受信装置。
（付記３）
付記２記載の光受信装置において、
前記識別された信号のエラーレートを検出するエラーレート検出手段を有し、
前記制御手段は、前記エラーレート検出手段で検出したエラーレートが前記最小受信感度以下のとき、前記識別点を、前記入力光パワーに応じて最適点からずらすように制御する、
ことを特徴とする光受信装置。
（付記４）
付記２又は３記載の光受信装置において、
前記制御手段は、前記入力光パワー検出手段で検出した入力光パワーが前記最小受信感度に対応する値より小さい所定値以下のとき、前記識別点を一定に制御する、
ことを特徴とする光受信装置。
（付記５）
付記１記載の光受信装置において、
前記制御手段は、前記入力光パワー検出手段で検出した入力光パワーが最小受信感度に対応する値以下のとき、前記光素子のバイアス電圧を、前記入力光パワーに応じて最適点から低くすることで入力光パワーに対するエラーレートを悪化させるように制御する、
ことを特徴とする光受信装置。
（付記６）
付記５記載の光受信装置において、
前記識別された信号のエラーレートを検出するエラーレート検出手段を有し、
前記制御手段は、前記エラーレート検出手段で検出したエラーレートが前記最小受信感度以下のとき、前記バイアス電圧を、前記入力光パワーに応じて最適点から低くするように制御する、
ことを特徴とする光受信装置。
（付記７）
付記５又は６記載の光受信装置において、
前記制御手段は、前記入力光パワー検出手段で検出した入力光パワーが前記最小受信感度に対応する値より小さい所定値以下のとき、前記バイアス電圧を一定に制御する、
ことを特徴とする光受信装置。
（付記８）
付記１記載の光受信装置において、
前記制御手段は、前記入力光パワー検出手段で検出した入力光パワーが最小受信感度に対応する値以下のとき、前記信号の等価を行う等価器の等価帯域を、前記入力光パワーに応じて最適点から低くすることで入力光パワーに対するエラーレートを悪化させるように制御する、
ことを特徴とする光受信装置。
（付記９）
付記８記載の光受信装置において、
前記識別された信号のエラーレートを検出するエラーレート検出手段を有し、
前記制御手段は、前記エラーレート検出手段で検出したエラーレートが前記最小受信感度以下のとき、前記等価帯域を、前記入力光パワーに応じて最適点から低くするように制御する、
ことを特徴とする光受信装置。
（付記１０）
付記８又は９記載の光受信装置において、
前記制御手段は、前記入力光パワー検出手段で検出した入力光パワーが前記最小受信感度に対応する値より小さい所定値以下のとき、前記等価帯域を一定に制御する、
ことを特徴とする光受信装置。
（付記１１）
入力光を光素子で受光して電気信号に変換し、前記光素子の出力する信号を等価、増幅及び識別する光受信装置のジッタトレランス制御方法において、
前記入力光のパワーを検出するステップと、
検出した入力光パワーが最小受信感度に対応する値以下のとき、入力光パワーに対するエラーレートを悪化させるように制御するステップと、
を有することを特徴とするジッタトレランス制御方法。
（付記１２）
付記１１記載のジッタトレランス制御方法において、
前記入力光パワーに対するエラーレートを悪化させるように制御するステップは、前記入力光パワー検出手段で検出した入力光パワーが最小受信感度に対応する値以下のとき、前記信号の識別に用いる識別点を、前記入力光パワーに応じて最適点からずらすことで入力光パワーに対するエラーレートを悪化させるように制御する、
ことを特徴とするジッタトレランス制御方法。
（付記１３）
付記１１記載のジッタトレランス制御方法において、
前記入力光パワーに対するエラーレートを悪化させるように制御するステップは、前記入力光パワー検出手段で検出した入力光パワーが最小受信感度に対応する値以下のとき、前記光素子のバイアス電圧を、前記入力光パワーに応じて最適点から低くすることで入力光パワーに対するエラーレートを悪化させるように制御する、
ことを特徴とするジッタトレランス制御方法。
（付記１４）
付記１１記載のジッタトレランス制御方法において、
前記入力光パワーに対するエラーレートを悪化させるように制御するステップは、前記入力光パワー検出手段で検出した入力光パワーが最小受信感度に対応する値以下のとき、前記信号の等価を行う等価器の等価帯域を、前記入力光パワーに応じて最適点から低くすることで入力光パワーに対するエラーレートを悪化させるように制御する、
ことを特徴とするジッタトレランス制御方法。
【符号の説明】
【００６６】
１１ 光素子
１２ プリアンプ
１３ 等価器
１４ 増幅器
１５ 識別回路
１８ 識別点制御部
１９ パワーモニタ部
２０ ＡＰＤバイアス部
２１ ＡＰＤバイアス制御部
２２ 帯域制御部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力光を光素子で受光して電気信号に変換し、前記光素子の出力する信号を等価、増幅及び識別する光受信装置において、
前記入力光のパワーを検出する入力光パワー検出手段と、
前記入力光パワー検出手段で検出した入力光パワーが最小受信感度に対応する値以下のとき、入力光パワーに対するエラーレートを悪化させるように制御する制御手段と、
を有することを特徴とする光受信装置。
【請求項２】
請求項１記載の光受信装置において、
前記制御手段は、前記入力光パワー検出手段で検出した入力光パワーが最小受信感度に対応する値以下のとき、前記信号の識別に用いる識別点を、前記入力光パワーに応じて最適点からずらすことで入力光パワーに対するエラーレートを悪化させるように制御する、
ことを特徴とする光受信装置。
【請求項３】
請求項２記載の光受信装置において、
前記識別された信号のエラーレートを検出するエラーレート検出手段を有し、
前記制御手段は、前記エラーレート検出手段で検出したエラーレートが前記最小受信感度以下のとき、前記識別点を、前記入力光パワーに応じて最適点からずらすように制御する、
ことを特徴とする光受信装置。
【請求項４】
請求項２又は３記載の光受信装置において、
前記制御手段は、前記入力光パワー検出手段で検出した入力光パワーが前記最小受信感度に対応する値より小さい所定値以下のとき、前記識別点をリミット制御する、
ことを特徴とする光受信装置。
【請求項５】
請求項１記載の光受信装置において、
前記制御手段は、前記入力光パワー検出手段で検出した入力光パワーが最小受信感度に対応する値以下のとき、前記光素子のバイアス電圧を、前記入力光パワーに応じて最適点から低くすることで入力光パワーに対するエラーレートを悪化させるように制御する、
ことを特徴とする光受信装置。
【請求項６】
請求項５記載の光受信装置において、
前記識別された信号のエラーレートを検出するエラーレート検出手段を有し、
前記制御手段は、前記エラーレート検出手段で検出したエラーレートが前記最小受信感度以下のとき、前記バイアス電圧を、前記入力光パワーに応じて最適点から低くするように制御する、
ことを特徴とする光受信装置。
【請求項７】
請求項５又は６記載の光受信装置において、
前記制御手段は、前記入力光パワー検出手段で検出した入力光パワーが前記最小受信感度に対応する値より小さい所定値以下のとき、前記バイアス電圧をリミット制御する、
ことを特徴とする光受信装置。
【請求項８】
請求項１記載の光受信装置において、
前記制御手段は、前記入力光パワー検出手段で検出した入力光パワーが最小受信感度に対応する値以下のとき、前記信号の等価を行う等価器の等価帯域を、前記入力光パワーに応じて最適点から低くすることで入力光パワーに対するエラーレートを悪化させるように制御する、
ことを特徴とする光受信装置。
【請求項９】
請求項８記載の光受信装置において、
前記識別された信号のエラーレートを検出するエラーレート検出手段を有し、
前記制御手段は、前記エラーレート検出手段で検出したエラーレートが前記最小受信感度以下のとき、前記等価帯域を、前記入力光パワーに応じて最適点から低くするように制御する、
ことを特徴とする光受信装置。
【請求項１０】
入力光を光素子で受光して電気信号に変換し、前記光素子の出力する信号を等価、増幅及び識別する光受信装置のジッタトレランス制御方法において、
前記入力光のパワーを検出するステップと、
前記入力光パワー検出手段で検出した入力光パワーが最小受信感度に対応する値以下のとき、入力光パワーに対するエラーレートを悪化させるように制御するステップと、
を有することを特徴とするジッタトレランス制御方法。
【請求項１】
入力光を光素子で受光して電気信号に変換し、前記光素子の出力する信号を等価、増幅及び識別する光受信装置において、
前記入力光のパワーを検出する入力光パワー検出手段と、
前記入力光パワー検出手段で検出した入力光パワーが最小受信感度に対応する値以下のとき、入力光パワーに対するエラーレートを悪化させるように制御する制御手段と、
を有することを特徴とする光受信装置。
【請求項２】
請求項１記載の光受信装置において、
前記制御手段は、前記入力光パワー検出手段で検出した入力光パワーが最小受信感度に対応する値以下のとき、前記信号の識別に用いる識別点を、前記入力光パワーに応じて最適点からずらすことで入力光パワーに対するエラーレートを悪化させるように制御する、
ことを特徴とする光受信装置。
【請求項３】
請求項２記載の光受信装置において、
前記識別された信号のエラーレートを検出するエラーレート検出手段を有し、
前記制御手段は、前記エラーレート検出手段で検出したエラーレートが前記最小受信感度以下のとき、前記識別点を、前記入力光パワーに応じて最適点からずらすように制御する、
ことを特徴とする光受信装置。
【請求項４】
請求項２又は３記載の光受信装置において、
前記制御手段は、前記入力光パワー検出手段で検出した入力光パワーが前記最小受信感度に対応する値より小さい所定値以下のとき、前記識別点をリミット制御する、
ことを特徴とする光受信装置。
【請求項５】
請求項１記載の光受信装置において、
前記制御手段は、前記入力光パワー検出手段で検出した入力光パワーが最小受信感度に対応する値以下のとき、前記光素子のバイアス電圧を、前記入力光パワーに応じて最適点から低くすることで入力光パワーに対するエラーレートを悪化させるように制御する、
ことを特徴とする光受信装置。
【請求項６】
請求項５記載の光受信装置において、
前記識別された信号のエラーレートを検出するエラーレート検出手段を有し、
前記制御手段は、前記エラーレート検出手段で検出したエラーレートが前記最小受信感度以下のとき、前記バイアス電圧を、前記入力光パワーに応じて最適点から低くするように制御する、
ことを特徴とする光受信装置。
【請求項７】
請求項５又は６記載の光受信装置において、
前記制御手段は、前記入力光パワー検出手段で検出した入力光パワーが前記最小受信感度に対応する値より小さい所定値以下のとき、前記バイアス電圧をリミット制御する、
ことを特徴とする光受信装置。
【請求項８】
請求項１記載の光受信装置において、
前記制御手段は、前記入力光パワー検出手段で検出した入力光パワーが最小受信感度に対応する値以下のとき、前記信号の等価を行う等価器の等価帯域を、前記入力光パワーに応じて最適点から低くすることで入力光パワーに対するエラーレートを悪化させるように制御する、
ことを特徴とする光受信装置。
【請求項９】
請求項８記載の光受信装置において、
前記識別された信号のエラーレートを検出するエラーレート検出手段を有し、
前記制御手段は、前記エラーレート検出手段で検出したエラーレートが前記最小受信感度以下のとき、前記等価帯域を、前記入力光パワーに応じて最適点から低くするように制御する、
ことを特徴とする光受信装置。
【請求項１０】
入力光を光素子で受光して電気信号に変換し、前記光素子の出力する信号を等価、増幅及び識別する光受信装置のジッタトレランス制御方法において、
前記入力光のパワーを検出するステップと、
前記入力光パワー検出手段で検出した入力光パワーが最小受信感度に対応する値以下のとき、入力光パワーに対するエラーレートを悪化させるように制御するステップと、
を有することを特徴とするジッタトレランス制御方法。
【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１７】
【図１８】
【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１７】
【図１８】
【公開番号】特開２０１０−２８８２１９（Ｐ２０１０−２８８２１９Ａ）
【公開日】平成２２年１２月２４日（２０１０．１２．２４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−１４２５０５（Ｐ２００９−１４２５０５）
【出願日】平成２１年６月１５日（２００９．６．１５）
【出願人】（３０９０１５１３４）富士通オプティカルコンポーネンツ株式会社 (72)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年１２月２４日（２０１０．１２．２４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年６月１５日（２００９．６．１５）
【出願人】（３０９０１５１３４）富士通オプティカルコンポーネンツ株式会社 (72)
【Ｆターム（参考）】
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