JP2010028489A - データの再生方法、及び、光受信機 - Google Patents

Abstract

【課題】装置構成を複雑にすることなく、論理判定レベルを光信号の波形の状態に応じて短時間で調整可能なデータの再生方法及び光受信機を提供する。
【解決手段】光信号の予め算出された立上がり係数に従って光信号のボトム値から立ち上がる仮想的な第１の信号を表すラインＬ１と、光信号の予め算出された立下がり係数に従って第１の信号の立ち上がりの開始タイミングと同タイミングで光信号のピーク値から立ち下がる仮想的な第２の信号を表すラインＬ２との交点を算出し、光信号に含まれるデータに含まれる論理値を光信号から判別するための論理判定レベルに、この算出した交点の信号値を設定する。
【選択図】図３

Description

本発明は、データの再生方法と光受信機とに関する。

特許文献１には、受信光信号から信号を再生するための識別レベル（１／０を判別するための論理判定レベル）を設定し十分な誤り訂正特性を得るための光受信回路が記載されている。特許文献１の光受信回路は、フォトダイオードによる受信パワーレベルを監視する受信パワーモニタ部から出力されるモニタ信号と、誤り訂正部から出力される閾値入力信号とに基づいて、受信パワーと誤り率とに応じて識別レベルを算出する。また、特許文献２には、アイパターンの状態の如何にかかわらず識別点（論理判定レベル）を最適に決めるための識別点決定方式についての技術が記載されている。特許文献２の識別点決定方式は、誤り訂正復号器の誤り訂正可能範囲内において識別電圧を初期値から高い方向にシフトさせた時の誤り訂正復号器の示す誤り訂正状況と、この訂正可能範囲内において識別電圧を初期値から低い方向にシフトさせた時の誤り訂正復号器の示す誤り訂正状況とを監視し、双方の誤り訂正の状況から識別閾値を決定する。
特開２００７−１１０２３１号公報 特開２００３−２９８５５８号公報

上記従来の技術において、論理判定レベルは、誤り訂正結果等に基づいて帰還決定される。このため、誤り訂正するための誤り訂正装置や帰還処理を行うための回路構成が必須となり、装置構成が複雑なものとなる。更に、帰還処理によって適正な論理判定レベルに至るまでには比較的長い時間を要する。そこで本発明の目的は、装置構成を複雑にすることなく、論理判定レベルを光信号の波形の状態に応じて短時間で調整可能なデータの再生方法と光受信機とを提供することである。

本発明のデータの再生方法は、受信光信号に含まれるデータの再生方法であって、上記受信光信号のピーク値及びボトム値を検出するステップと、上記ピーク値と上記ボトム値の中間値近傍における上記受信光信号の立上がり係数及び立下がり係数を算出するステップと、上記ボトム値と上記立上がり係数とにより決定される仮想的な第１の信号と、上記ピーク値と上記立下がり係数とにより決定される仮想的な第２の信号との交点を算出するステップと、上記交点のレベルに基づき上記データの論理値を判定するステップとを有する、ことを特徴とする。

本発明の光受信機は、光信号を受信する光受信機であって、上記光信号のピーク値及びボトム値を検出するユニットと、上記ピーク値と上記ボトム値の中間値近傍における上記光信号の立上がり係数及び立下がり係数を算出するユニットと、上記ボトム値と上記立上がり係数とにより決定される仮想的な第１の信号と、上記ピーク値と上記立下がり係数とにより決定される仮想的な第２の信号との交点を上記光信号に含まれるデータの論理判定レベルとして設定するユニットとを含む、ことを特徴とする。

本発明のデータの再生方法と光受信機とによれば、立上がり係数に従ってボトム値から立ち上がる仮想的な第１の信号と、ピーク値から立下がり係数に従って立ち下がる仮想的な第２の信号との交点が算出され、この交点のレベル（論理判定レベル）に基づいてデータの論理値が判定される。従って、論理判定レベルを設定する場合、従来技術のような帰還処理を用いる必要がなく、よって、論理判定レベルの設定が短時間で行えると共に、帰還処理に必要な装置が必要無くなるので装置構成を簡略化できる。更に、この交点は、光信号の波形から算出されるので、光信号の波形の状態に応じた論理判定レベルの調整が行える。

また、本発明のデータの再生方法では、上記立上り係数および立下がり係数を算出するステップでは、上記受信光信号を標本化して上記係数を算出するのが好ましい。本発明の光受信機では、上記係数を算出するユニットは、上記光信号を標本化して上記係数を算出するのが好ましい。従って、立上がり係数及び立下がり係数が標本化された光信号によって算出されるので、光信号の波形の状態に応じた好適な論理判定レベルが確実に算出可能となる。

また、本発明のデータの再生方法では、上記立上り係数および立下がり係数を算出するステップでは、上記標本化により順次取得した連続する三つの信号値のうち第２番目に取得した信号値が上記中間値近傍にある場合に、該三つの信号値のうち第１番目に取得した信号値と第３番目に取得した信号値とに基づいて上記立上がり係数及び上記立下がり係数を算出するのが好ましい。本発明の光受信機では、上記係数を算出するユニットは、上記標本化により順次取得した連続する三つの信号値のうち第２番目に取得した信号値が上記中間値近傍にある場合に、該三つの信号値のうち第１番目に取得した信号値と第３番目に取得した信号値とに基づいて上記立上がり係数及び上記立下がり係数を算出するのが好ましい。このように、光信号のピーク値とボトム値の中間値近傍における傾き（立上がり係数及び立下がり係数）が用いられるので、第１及び第２の信号の交点を光信号のアイパターンのクロスポイントに対応させることができる。

また、本発明のデータの再生方法では、上記交点を算出するステップでは、上記立上がり係数及び上記立下がり係数のうち、一方の係数の絶対値が他方の係数の絶対値の１．５倍以上の場合には、上記交点の算出を行わないのが好ましい。本発明の光受信機では、上記論理判定レベルを設定するユニットは、上記立上がり係数及び上記立下がり係数のうち、一方の係数の絶対値が他方の係数の絶対値の１．５倍以上の場合には、上記交点の算出を行わないのが好ましい。よって、光信号の傾きが例えば定常的に大きく乱れても、このような乱れた傾きが論理判定レベルの算出に用いられるのを回避できる。

本発明によれば、装置構成を複雑にすることなく、論理判定レベルを光信号の波形の状態に応じて短時間で調整可能できる。

以下、図面を参照して、本発明に係る好適な実施形態について詳細に説明する。なお、図面の説明において、可能な場合には、同一要素には同一符号を付し、重複する説明を省略する。図１は、実施形態に係る光受信機１の構成を示す図である。光受信機１は、ＰＤ２（PD:Photo Diode）、電流／電圧変換回路３、データ再生ユニット４及び論理レベル設定ユニット５を備える。データ再生ユニット４及び論理レベル設定ユニット５によって、ＰＤ２に入射する光信号に含まれるデータの再生処理が行われる。ＰＤ２は、光信号を電気信号（電流信号）に変換する光電変換素子である。電流／電圧変換回路３は、ＴＩＡ（Trans-Impedance Amplifier）及びリミッタアンプを有する。ＴＩＡ（不図示）は、ＰＤ２から出力される電流による電気信号を電圧による電気信号に変換し、リミッタアンプ（不図示）は、このＴＩＡから出力される電気信号（電圧信号）を増幅し、電気信号Ｅ１として出力する。データ再生ユニット４は、電流／電圧変換回路３から出力される電気信号Ｅ１から、１／０の論理値を含むデータの再生を行う。論理レベル設定ユニット５は、データ再生ユニット４によって再生されるデータに含まれる論理値を電気信号Ｅ１から判別するためのスライスレベル（論理判定レベル）を、データ再生ユニット４の１／０判定回路６に設定する。データ再生ユニット４と論理レベル設定ユニット５とは、共働してＰＤ２に入射する光信号に含まれるデータを再生する。

データ再生ユニット４は、１／０判定回路６と識別再生回路７とを有する。
１／０判定回路６は、論理レベル設定ユニット５から提供されるスライスレベルを用いて電気信号Ｅ１に含まれる１／０の論理値（ＰＤ２の受ける受信光信号に含まれる１／０の論理値でもある）を判定し（論理値“１”に対応するデータと論理値“０”に対応するデータとを判定し）、この判定結果を示すデジタル信号を出力する。識別再生回路７は、１／０判定回路６から出力されるデジタル信号をクロックと識別して再生するＣＤＲ（Clock Data Recovery）回路である。

論理レベル設定ユニット５は、第１の電圧サンプリング回路８、第２の電圧サンプリング回路９、第３の電圧サンプリング回路１０、ピーク・ボトム検出ユニット１１、制御回路１４、記憶装置１５及び演算回路１６を有する。ピーク・ボトム検出ユニット１１は、ピークホールド回路１２及びボトムホールド回路１３を有する。第１の電圧サンプリング回路８は、電気信号Ｅ１から、この電気信号Ｅ１の信号値（電圧レベル）を所定の時間間隔Ｔ_１毎にサンプリング（標本化）し、このサンプリングした信号値を示すデータを記憶装置１５に送信する。時間間隔Ｔ_１はｎ×Ｔ＋Ｔ_０の値（Ｔ_１＝ｎ×Ｔ＋Ｔ_０）である。ここで、ｎは自然数であり、Ｔは電気信号Ｅ１の周期（すなわち、ＰＤ２の受ける受信光信号の周期）であり、Ｔ_０はＴより小さい正数である。

第２の電圧サンプリング回路９は、電気信号Ｅ１のピーク値（極大値）を示しピークホールド回路１２から出力される信号Ｐ（図３を参照）から時間間隔Ｔ_１毎にサンプリングし、このサンプリングした信号値を示すデータを記憶装置１５に送信する。ピークホールド回路１２は、電気信号Ｅ１のピーク値を示す信号Ｐを出力する。信号Ｐの減衰時定数は、Ｔ_１の６〜１０倍程度となっている。第３の電圧サンプリング回路１０は、電気信号Ｅ１のボトム値（極小値）を示しボトムホールド回路１３から出力される信号Ｂ（図３を参照）から時間間隔Ｔ_１毎にサンプリングし、このサンプリングした信号値を示すデータを記憶装置１５に送信する。ボトムホールド回路１３は、電気信号Ｅ１のボトム値を示す信号Ｂを出力する。信号Ｂの減衰時定数は、Ｔ_１の６〜１０倍程度となっている。

第１の電圧サンプリング回路８、第２の電圧サンプリング回路９及び第３の電圧サンプリング回路１０のそれぞれによるサンプリングの実行タイミング（サンプリングの開始タイミングと時間間隔Ｔ_１）は、制御回路１４によって制御される。制御回路１４は、第１の電圧サンプリング回路８、第２の電圧サンプリング回路９及び第３の電圧サンプリング回路１０のそれぞれのサンプリングの実行タイミングを同期させる。

記憶装置１５は、書き込み／読み出しが自在なメモリである。記憶装置１５は、第１の電圧サンプリング回路８から送信されたデータ（第１の電圧サンプリング回路８によってサンプリングされた電気信号Ｅ１の信号値を示すデータ）、第２の電圧サンプリング回路９から送信されたデータ（第２の電圧サンプリング回路９によってサンプリングされた信号Ｐの信号値を示すデータ）、及び、第３の電圧サンプリング回路１０から送信されたデータ（第３の電圧サンプリング回路１０によってサンプリングされた信号Ｂの信号値を示すデータ）を、サンプリングのタイミング毎に格納する。記憶装置１５は、演算回路１６によって算出（設定）されたスライスレベルＥ２を示すデータを格納する。

演算回路１６は、第１の電圧サンプリング回路８、第２の電圧サンプリング回路９及び第３の電圧サンプリング回路１０によってサンプリングされたデータを記憶装置１５から取得し、この取得したデータに基づいてスライスレベルＥ２を算出する。演算回路１６は、物理的には、ＣＰＵ、ＲＯＭ及びＲＡＭを有し、ＲＯＭ等に格納されたコンピュータプログラムをＲＡＭにロードして実行することによって、図４のフローチャートに示すデータ再生処理を行う。また、演算回路１６は、機能的には、係数算出ユニット１７及びレベル設定ユニット１８を有する。この係数算出ユニット１７及びレベル設定ユニット１８は、ＣＰＵがＲＯＭに格納された上記コンピュータプログラムを実行することによって実現される機能であり、図４のフローチャートに示す処理を行うための機能である。

係数算出ユニット１７は、第２の電圧サンプリング回路９によってサンプリングされた信号Ｐの信号値を示すデータ（データＤ１という）と、このデータＤ１の示す信号値がサンプリングされたタイミングと同期して第３の電圧サンプリング回路１０によってサンプリングされた信号Ｂの信号値を示すデータ（データＤ２という）とを、記憶装置１５から取得し、データＤ１の示す信号値とデータＤ２の示す信号値の中間値（Ｖ_ｈａｌｆという）を算出する。なお、電流／電圧変換回路３が、ＰＤ２から出力される電流信号を電圧信号に変換しこの電圧信号をキャパシタを介して（Ｃ結合）差動増幅回路に入力する構成を有する場合には、電流／電圧変換回路３から出力される電気信号Ｅ１の中心値の平均（Ｖ_ｈａｌｆに対応）は略０[ｍＶ]となる。データＤ１の示す信号値は電気信号Ｅ１のピーク値に対応し、データＤ２の示す信号値は電気信号Ｅ１のボトム値に対応しているので、Ｖ_ｈａｌｆは電気信号Ｅ１のピーク値とボトム値の中間値に対応している。係数算出ユニット１７は、Ｖ_ｈａｌｆを含む所定の電圧領域（電気信号Ｅ１のピーク値とボトム値の中間値近傍に対応し、上限がＶｒ（＋）であり、下限がＶｒ（−）である）における電気信号Ｅ１の傾き（立上がり係数及び立下がり係数）を算出する。

係数算出ユニット１７は、電気信号Ｅ１からサンプリングしたサンプル（例えば、図２に示すサンプルＳＰ１〜ＳＰ６等）の信号値を用いて、上記のＶｒ（−）以上Ｖｒ（＋）以下の電圧領域における電気信号Ｅ１の傾き（立上がり係数及び立下がり係数）を算出する。また、係数算出ユニット１７は、電気信号Ｅ１からサンプリングによって順次取得した連続する三つのサンプルの信号値のうち第２番目に取得したサンプル（例えば、図２に示すサンプルＳＰ２等）の信号値がＶ_ｈａｌｆの近傍（電気信号Ｅ１のピーク値とボトム値の中間値近傍に対応）にある場合に、これら三つの信号値のうち第１番目に取得したサンプル（例えば、図２に示すサンプルＳＰ１等）の信号値と第３番目に取得したサンプル（例えば、図２に示すサンプルＳＰ３等）の信号値とに基づいて、上記のＶｒ（−）以上Ｖｒ（＋）以下の電圧領域における電気信号Ｅ１の傾き（立上がり係数及び立下がり係数）を算出する。

レベル設定ユニット１８は、データＤ２の示す信号値（電気信号Ｅ１のボトム値に対応）から係数算出ユニット１７によって算出された電気信号Ｅ１の立上がり係数に従って立ち上がる仮想的な第１の信号（例えば、図５（Ｃ）に示すラインＬ１に対応する仮想的な信号）と、前記第１の信号の立ち上がりの開始タイミングでサンプリングされたデータＤ１の示す信号値（電気信号Ｅ１のピーク値に対応）から係数算出ユニット１７によって算出された電気信号Ｅ１の立下がり係数に従って立ち下がる仮想的な第２の信号（例えば、図５（Ｃ）に示すラインＬ２に対応する仮想的な信号）との交点を算出し、この算出した交点の信号値（例えば、図５（Ｃ）に示すレベルＶ_Ｃ）を新たなスライスレベルに設定する。

レベル設定ユニット１８は、上記した仮想的な第１及び第２の信号の交点の算出に用いる電気信号Ｅ１の立上がり係数及び立下がり係数のうち、何れか一方の係数の絶対値が他方の係数の絶対値の１．５倍以上の場合には、この立上がり係数と立下がり係数とを用いた交点の算出を行わない。よって、電気信号Ｅ１の傾きが例えば比較的大きな値となっても、このような大きな傾きがスライスレベルの算出に用いられるのを回避できる。

次に、図２を用いて、第１の電圧サンプリング回路８によってサンプリングされる信号値について説明する。図２は、第１の電圧サンプリング回路８によってサンプリングされる信号値の具体例を示す図である。第１の電圧サンプリング回路８は、電気信号Ｅ１に対し、タイミングｔ１〜ｔ６のそれぞれおいて信号値のサンプリングを行う。第１の電圧サンプリング回路８は、タイミングｔ１〜ｔ６のそれぞれにおいて、電気信号における図中符号ＳＰ１〜ＳＰ６のそれぞれに示す箇所をサンプリングする（以下、サンプルＳＰ１〜ＳＰ６という）。図２に示すサンプリングの時間間隔Ｔ_１は、ｎ＝１の場合であり、Ｔ＋Ｔ_０の値（Ｔ_１＝Ｔ＋Ｔ_０）となっている。サンプルＳＰ１〜ＳＰ６等、このサンプリングによって得られる複数のサンプルは、図２に示す電気信号Ｅ１の波形を時間軸方向にＴ／Ｔ_０倍に延伸したものに重なる。以下、サンプルＳＰ１〜ＳＰ６の信号値（電圧）をそれぞれＶ１〜Ｖ６とする。

また、図３は、電気信号Ｅ１のアイパターンを示す。図３には、サンプルＳＰ１〜ＳＰ６に対応する箇所が、電気信号Ｅ１のアイパターン上に示されている。図３には、更に、ピークホールド回路１２から出力される信号Ｐと、ボトムホールド回路１３から出力される信号Ｂとが示されている。

次に、図４を参照して、光受信機１の行うデータ再生処理について説明する。図４には、実施形態に係るデータ再生処理を説明するためのフローチャートが示されている。まず、現在のスライスレベルＥ２の値は記憶装置１５に格納されており、例えば０[ｍＶ]であるとする。そして、係数算出ユニット１７は、第１の電圧サンプリング回路８によってサンプリングされた電気信号Ｅ１の複数の信号値の中から一の信号値Ｖ（０）を記憶装置１５から取得する（ステップＳ１１）。以下、Ｖ（０）は、タイミングｔ５においてサンプリングされたサンプルＳＰ５の信号値Ｖ５であるとする。

ステップＳ１１の後、係数算出ユニット１７は、第２の電圧サンプリング回路９によってサンプリングされた信号Ｐの信号値（電気信号Ｅ１のピーク値に対応する値であり、以下、Ｖ_ｐｅａｋという）と、第３の電圧サンプリング回路１０によってサンプリングされた信号Ｂの信号値（電気信号Ｅ１のボトム値に対応する値であり、以下、Ｖ_{ｂｏｔｔｏｍ}という）とを、記憶装置１５から取得する（ステップＳ２１）。Ｖ（０）と、Ｖ_ｐｅａｋ及びＶ_{ｂｏｔｔｏｍ}とは同一のタイミング（すなわち、タイミングｔ５）でサンプリングされた信号値であるとする。なお、Ｖ_ｐｅａｋ及びＶ_{ｂｏｔｔｏｍ}をサンプリングしたタイミングは、Ｖ（０）のサンプリングの直前に行われたサンプリングのタイミング（すなわち、Ｖ４をサンプリングしたタイミングｔ４）と同一であってもよい。

ステップＳ２１の後、係数算出ユニット１７は、Ｖ_ｐｅａｋとＶ_{ｂｏｔｔｏｍ}の中間値Ｖ_ｈａｌｆを算出し（Ｖ_ｈａｌｆ＝（Ｖ_ｐｅａｋ＋Ｖ_{ｂｏｔｔｏｍ}）／２）（ステップＳ２２）、この後、Ｖ_ｈａｌｆを含む所定の電圧領域を特定する。この電圧領域の上限はＶｒ（＋）であり、下限はＶｒ（−）となっている（ステップＳ２３）。図２及び図３にＶ_ｈａｌｆ，Ｖｒ（＋），Ｖｒ（−）を示す。ステップＳ２３の後、係数算出ユニット１７は、Ｖ_ｐｅａｋとＶ_{ｂｏｔｔｏｍ}との差（以下、Ｖ_ａｍｐといい、Ｖ_ａｍｐ＝Ｖ_ｐｅａｋ−Ｖ_{ｂｏｔｔｏｍ}）を算出する（ステップＳ２４）。ステップＳ２３で特定された電圧領域の幅（Ｖｒ（＋）−Ｖｒ（−）の値）は、±（０．３〜０．５）×Ｖ_ａｍｐ程度が望ましい。なお、係数算出ユニット１７は、ステップＳ２４をステップＳ２３の前に行ってステップＳ２３の前にＶ_ａｍｐを算出しておき、ステップＳ２３において、この算出済みのＶ_ａｍｐに基づいて上記電圧領域の幅（すなわちＶｒ（＋）及びＶｒ（−））を特定してもよい。

ステップＳ２３の後、係数算出ユニット１７は、Ｖ（０）（すなわち、サンプルＳＰ５の信号値Ｖ５）が、ステップＳ２３において特定した電圧領域内（Ｖｒ（−）以上Ｖｒ（＋）以下の範囲内）にあるか否かを判定する（ステップＳ１２）。係数算出ユニット１７は、ステップＳ２３において特定した電圧領域内にＶ（０）があると判定した場合（ステップＳ１２；Ｙｅｓ）、Ｖ（０）のサンプリングの前後にそれぞれサンプリングした二つのサンプル（サンプルＳＰ４及びサンプルＳＰ６）の信号値Ｖ（−）（＝Ｖ４）及びＶ（＋）（＝Ｖ６）を示すデータを記憶装置１５から取得し、このデータを用いて、（Ｖ（＋）−Ｖ（−））／（２×Ｔ_０）の値（＝（Ｖ６−Ｖ４）／（２×Ｔ_０））を算出する（ステップＳ１３）。（Ｖ６−Ｖ４）／（２×Ｔ_０）は、図３に示す電気信号Ｅ１のアイパターン上のラインＬ２の傾き（立下がり係数）である。ラインＬ２は、図３においてサンプルＳＰ４（信号値Ｖ４）とサンプルＳＰ６（信号値Ｖ６）とを結ぶ線分である。図３に示すラインＬ２、サンプルＳＰ４及びサンプルＳＰ６を図５（Ｂ）に模式的に示す。ラインＬ２は、Ｖ_ｐｅａｋと立下がり係数とによって決定できる。

なお、係数算出ユニット１７は、ステップＳ２３において特定した電圧領域内にＶ（０）が無いと判定した場合（ステップＳ１２；Ｎｏ）、ステップＳ１１に戻り、サンプルＳＰ５の次にサンプリングしたサンプルＳＰ６の信号値を新たなＶ（０）として記憶装置１５から取得し、ステップＳ２１〜Ｓ２４及びステップＳ１２の処理を繰り返す。

ステップＳ１３の後、レベル設定ユニット１８は、ステップＳ１３においてラインＬ２の傾きを算出したのと同様に前回算出された傾きを示すデータを記憶装置１５から取得し、今回算出のラインＬ２の傾きが、前回算出の傾きと符号が異なっているか否かを判定する（ステップＳ１４）。以下、前回算出の傾きを、図３に示す電気信号Ｅ１のアイパターン上のラインＬ１の傾きであるとする。ラインＬ１は、図３においてサンプルＳＰ１（信号値Ｖ１）とサンプルＳＰ３（信号値Ｖ３）とを結ぶ線分である。図３に示すラインＬ１、サンプルＳＰ１及びサンプルＳＰ３を図５（Ａ）に模式的に示す。前回算出のラインＬ１の傾き（立上がり係数）は、（Ｖ３−Ｖ１）／（２×Ｔ_０）となる。ラインＬ１は、Ｖ_{ｂｏｔｔｏｍ}と立上がり係数とによって決定できる。なお、前回算出の傾きを示すデータが記憶装置１５に格納されていない場合、レベル設定ユニット１８は、今回算出の傾き（ラインＬ２の傾き）を示すデータを記憶装置１５に格納する。

図４に戻って説明する。今回算出のラインＬ２の傾きの符号は負（マイナス）であり、前回算出のラインＬ１の傾きの符号は正（プラス）である。よって、レベル設定ユニット１８は、ステップＳ１４において、今回算出の傾きが前回算出の傾きと符号が異なっていると判定し（ステップＳ１４；Ｙｅｓ）、ステップＳ１５の処理を行う。なお、ステップＳ１４において、今回算出の傾きの符号が前回算出の傾きの符号と同一であるとレベル設定ユニット１８によって判定された場合（ステップＳ１４；Ｎｏ）、ステップＳ１１に戻り、係数算出ユニット１７が、サンプルＳＰ５の次にサンプリングしたサンプルＳＰ６の信号値を新たなＶ（０）として記憶装置１５から取得し、ステップＳ２１〜Ｓ２４及びステップＳ１２以降の処理を繰り返す。

ステップＳ１５において、レベル設定ユニット１８は、今回算出のラインＬ２の傾きの絶対値が前回算出のラインＬ１の傾きの絶対値の１．５倍以内であるか否か（すなわち、符号の違いを除き前回算出の傾きと今回算出の傾きとが同程度であるか否か）を判定する（ステップＳ１５）。レベル設定ユニット１８は、今回算出のラインＬ２の傾きの絶対値が前回算出のラインＬ１の傾きの絶対値の１．５倍以内であると判定した場合（ステップＳ１５；Ｙｅｓ）、今回算出のラインＬ２の傾きを示すデータを記憶装置１５に格納する。前回算出のラインＬ１の傾きを示すデータも、このようにして記憶装置１５に格納されたものである。

そして、ステップＳ１６において、レベル設定ユニット１８は、ラインＬ１の傾き（以下、ａ１という）と、ラインＬ２の傾き（以下、ａ２という）と、Ｖ_ａｍｐ（＝Ｖ_ｐｅａｋ−Ｖ_{ｂｏｔｔｏｍ}）の値とを用いてＶ_Ｃを算出し、この算出したＶ_Ｃを示すデータを記憶装置１５に送信することによってＶ_Ｃを新たなスライスレベルＥ２として設定する（ステップＳ１６）。ここで、ａ１＝（Ｖ３−Ｖ１）／（２×Ｔ_０）であり、ａ２＝（Ｖ６−Ｖ４）／（２×Ｔ_０）である。記憶装置１５は、スライスレベルＥ２が次に算出されるまでＶ_Ｃの値を示すデータを保持し、演算回路１６は、記憶装置１５に格納されたＶ_Ｃを、スライスレベルＥ２として１／０判定回路６に提供し続ける。ステップＳ１６の後、１／０判定回路６は、演算回路１６から提供されたスライスレベルＥ２に基づいて、光信号（電気信号Ｅ１）に含まれるデータの論理値を判定する。

次に、Ｖ_Ｃの算出方法について説明する。まず、図５（Ｃ）に示すように、Ｖ_{ｂｏｔｔｏｍ}及びＶ_ｐｅａｋを同時刻に配置し、ラインＬ１をＶ_{ｂｏｔｔｏｍ}から傾きａ１で立ち上がる線分とし、ラインＬ２をＶ_ｐｅａｋから傾きａ２で立ち下がる線分とする。そして、図５（Ｃ）に示すようなラインＬ１とラインＬ２の交点の信号値（電圧）をＶ_Ｃとする。ラインＬ１とラインＬ２とが、電気信号Ｅ１のピーク値とボトム値の中間値近傍（Ｖ_ｈａｌｆを含むＶｒ（−）以上Ｖｒ（＋）以下の電圧領域内）における立上がり係数及び立下がり係数をそれぞれ有しているので、ラインＬ１とラインＬ２の交点を電気信号Ｅ１のアイパターンのクロスポイントに対応させることができるからである。よって、Ｖ_Ｃは、次の計算式、Ｖ_Ｃ＝Ｖ_ｈａｌｆ＋Δ、及び、Δ＝｛Ｖ_ａｍｐ／２｝×｛（１＋ｒ）／（１−ｒ）｝に基づいて算出される（ｒ＝ａ２／ａ１）。このように、Ｖ_Ｃは、Ｖ_ａｍｐ及びＶ_ｈａｌｆ（又は、Ｖ_ｐｅａｋ及びＶ_{ｂｏｔｔｏｍ}）と、ａ１及びａ２とから算出される。レベル設定ユニット１８は、以上のようにしてＶ_Ｃを算出する。

ここで、傾きａ１，ａ２とＶ_Ｃとの関係を、Δを用いて説明する。まず、−ａ２＝ａ１（ｒ＝−１）の場合、Δはゼロとなり、Ｖ_ＣはＶ_ｈａｌｆと同値となる。次に、｜ａ２｜＞｜ａ１｜（ｒ＜−１）の場合、Δは負であり、Ｖ_ＣはＶ_ｈａｌｆより小さい。この場合、Ｖ_ｈａｌｆの近傍における電気信号Ｅ１の立下がりが急峻になり、立上がりが維持あるいは緩やかになると、Ｖ_Ｃは低下する。次に、｜ａ２｜＜｜ａ１｜（−１＜ｒ＜０）の場合、Δは正であり、Ｖ_ＣはＶ_ｈａｌｆより大きい。この場合、Ｖ_ｈａｌｆの近傍における電気信号Ｅ１の立上がりが急峻になり、立下がりが維持あるいは緩やかになると、Ｖ_Ｃは上昇する。

以上説明したように、立上がり係数に従って電気信号Ｅ１のボトム値から立ち上がる仮想的な第１の信号を示すラインＬ１と、立下がり係数に従って第１の信号の立ち上がりの開始タイミングと同タイミングでピーク値から立ち下がる仮想的な第２の信号を示すラインＬ２との交点が算出され、この交点を用いてスライスレベルの設定が行われる。従って、スライスレベルの設定に、従来技術のような帰還処理を用いる必要がなく、よって、スライスレベルの設定が短時間で行えると共に、帰還処理に必要な装置が必要無くなるので装置構成を簡略化できる。更に、この交点は、電気信号Ｅ１の波形（ＰＤ２の受ける受信光信号の波形）から算出されるので、受信光信号の波形の状態に応じたスライスレベルの調整が行える。特に、電気信号Ｅ１の立上がり係数及び立下がり係数が電気信号Ｅ１からサンプリングされたサンプルＳＰ１〜ＳＰ６の信号値によって算出されるので、電気信号Ｅ１の波形の状態に応じた好適なスライスレベルが確実に算出可能となる。

以上、好適な実施の形態において本発明の原理を図示し説明してきたが、本発明は、そのような原理から逸脱することなく配置および詳細において変更され得ることは、当業者によって認識される。本発明は、本実施の形態に開示された特定の構成に限定されるものではない。したがって、特許請求の範囲およびその精神の範囲から来る全ての修正および変更に権利を請求する。

実施形態に係る光受信機の構成を示す図である。 サンプリングされた信号値の具体例を示す図である。 電気信号のアイパターンを示す図である。 実施形態に係るデータ再生処理を説明するためのフローチャートである。 実施形態に係るデータ再生処理を説明するための図である。

符号の説明

１…光受信機、１０…第３の電圧サンプリング回路、１１…ピーク・ボトム検出ユニット、１２…ピークホールド回路、１３…ボトムホールド回路、１４…制御回路、１５…記憶装置、１６…演算回路、１７…係数算出ユニット、１８…レベル設定ユニット、２…ＰＤ、３…電流／電圧変換回路、４…データ再生ユニット、５…論理レベル設定ユニット、６…１／０判定回路、７…識別再生回路、８…第１の電圧サンプリング回路、９…第２の電圧サンプリング回路、Ｅ１…電気信号、Ｅ２…スライスレベル

Claims (8)

1. 受信光信号に含まれるデータの再生方法であって、
   前記受信光信号のピーク値及びボトム値を検出するステップと、
   前記ピーク値と前記ボトム値の中間値近傍における前記受信光信号の立上がり係数及び立下がり係数を算出するステップと、
   前記ボトム値と前記立上がり係数とにより決定される仮想的な第１の信号と、前記ピーク値と前記立下がり係数とにより決定される仮想的な第２の信号との交点を算出するステップと、
   前記交点のレベルに基づき前記データの論理値を判定するステップと
   を有する、ことを特徴とするデータの再生方法。
2. 前記立上り係数および立下がり係数を算出するステップでは、前記受信光信号を標本化して前記係数を算出する、ことを特徴とする請求項１に記載のデータの再生方法。
3. 前記立上り係数および立下がり係数を算出するステップでは、前記標本化により順次取得した連続する三つの信号値のうち第２番目に取得した信号値が前記中間値近傍にある場合に、該三つの信号値のうち第１番目に取得した信号値と第３番目に取得した信号値とに基づいて前記立上がり係数及び前記立下がり係数を算出する、ことを特徴とする請求項２に記載のデータの再生方法。
4. 前記交点を算出するステップでは、前記立上がり係数及び前記立下がり係数のうち、一方の係数の絶対値が他方の係数の絶対値の１．５倍以上の場合には、前記交点の算出を行わない、ことを特徴とする請求項１〜３の何れか一項に記載のデータの再生方法。
5. 光信号を受信する光受信機であって、
   前記光信号のピーク値及びボトム値を検出するユニットと、
   前記ピーク値と前記ボトム値の中間値近傍における前記光信号の立上がり係数及び立下がり係数を算出するユニットと、
   前記ボトム値と前記立上がり係数とにより決定される仮想的な第１の信号と、前記ピーク値と前記立下がり係数とにより決定される仮想的な第２の信号との交点を前記光信号に含まれるデータの論理判定レベルとして設定するユニットと
   を含む、ことを特徴とする光受信機。
6. 前記係数を算出するユニットは、前記光信号を標本化して前記係数を算出する、ことを特徴とする請求項５に記載の光受信機。
7. 前記係数を算出するユニットは、前記標本化により順次取得した連続する三つの信号値のうち第２番目に取得した信号値が前記中間値近傍にある場合に、該三つの信号値のうち第１番目に取得した信号値と第３番目に取得した信号値とに基づいて前記立上がり係数及び前記立下がり係数を算出する、ことを特徴とする請求項６に記載の光受信機。
8. 前記論理判定レベルを設定するユニットは、前記立上がり係数及び前記立下がり係数のうち、一方の係数の絶対値が他方の係数の絶対値の１．５倍以上の場合には、前記交点の算出を行わない、ことを特徴とする請求項５〜７の何れか一項に記載の光受信機。