JP2004349888A - Optical receiver - Google Patents

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JP2004349888A
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Kazuo Kubo
和夫 久保
Kazue Sawada
和重 澤田
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To realize low-cost and high-quality high-speed/large-capacity transmission without increasing the transmission speed nor making an optical receiver large-sized. <P>SOLUTION: In the optical receiver which corrects errors of an optical receive signal and outputs the error-corrected signal as a receive signal, a soft decision means that the optical receiver is equipped with selects (2<SP>n</SP>-k-j) (where (j) is an integer satisfying 0≤j≤(2<SP>n</SP>-k-1)) of (2<SP>n</SP>-k) (where (n) is a natural number and (k) is an integer satisfying 0≤k≤(2n-1)) results of multilevel discrimination based upon the data pattern of the optical receive signal and then generates a hard decision result and reliability information for soft decision decoding from those selected multilevel discrimination results. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
この発明は、光受信装置に関するものであり、特に、光伝送後の信号品質劣化を補償し、高品質な伝送サービスを提供することができる光受信装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
長距離かつ大容量の伝送を行う光伝送装置に適用される光受信装置として、例えば、多値の識別信号による誤り訂正符号を信頼度情報が示す光受信品質に応じて行い、光受信品質が劣化した場合でも高い確率での誤り訂正が可能な光受信装置が開示されている(例えば、特許文献1など)。
【0003】
この特許文献1に示される光受信装置は、光電気変換手段、マルチレベル識別手段、光受信品質判定手段および誤り訂正復号化手段が備えられており、光電気変換手段は、伝送路を介して入力された光受信信号を第1電気受信信号および第2電気受信信号に変換し、マルチレベル識別手段は、第1電気受信信号を複数の識別レベルで識別された多値の識別信号として生成し、光受信品質判定手段は、第2電気受信信号に基づいて光受信信号の品質を示す信頼度情報を生成し、誤り訂正復号化手段は、信頼度情報を参照して多値の識別信号による誤り訂正を行った受信信号を出力するようにしている。
【0004】
したがって、この光受信装置では、光受信品質が劣化した場合であっても高い確率で誤り訂正を行うことができ、良好なビット誤り率の受信信号を得ることができる。
【0005】
また、上記の特許文献1のマルチレベル識別部に代えて高速2値判定回路を複数並列に配置することで高速なA/D変換を可能とし、特許文献1と同様な軟判定誤り訂正処理を行う光受信装置の例が開示されている(例えば、特許文献2など)。
【0006】
その他にも、しきい値制御回路が、硬判定の誤り訂正復号化回路で検出される誤り数が最小となるように制御された高速2値判定回路のしきい値を用いて硬判定の誤り訂正を行うことで、伝送特性の変動に対する受信特性を最適状態に保持することができる光受信装置の例が開示されている(例えば、特許文献3など)。
【0007】
【特許文献1】
特開2002−330104号公報(第5−7頁、図1)
【特許文献2】
特開2003−18023号公報(第3−4頁、図1)
【特許文献3】
特開2000−341344号公報(第3−7頁、図1)
【0008】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、これらの特許文献1および特許文献2に示された光受信装置では、多値の識別レベルでの判定により、伝送路で受ける雑音などによる光信号品質の劣化に対しては充分な補償を行うことはできたが、波長分散,非線型光学効果や偏波分散のような同一信号波長での偏波面の速度差によって受信後の波形に生じる伝播遅延に起因する光信号品質の劣化に対しては、充分な補償を行うことはできなかった。
【0009】
また、伝送距離が長距離になればなるほど、上述した波長分散や雑音などが単独で引き起こすだけでなく、これらの要因自身と非線形光学効果との相互作用によって、急激な光信号品質の劣化が引き起こされる。
【0010】
この急激な光信号品質の劣化に対し、光信号品質を改善するために、誤り訂正符号の冗長ビットの比率を上げて訂正能力を向上させるような従来手法を適用することも考えられるが、伝送速度の上昇は光信号品質の劣化を招来するとともに、さらに高速動作が可能なデバイス等が必要になり、低コスト化に難点があった。
【0011】
また歪んだ波形を等化する例として、AD変換後のディジタル信号をフーリエ変換により時間領域のデータから周波数領域のデータに変換し、周波数解析により伝送路特性と逆特性になるようなフィルタを組み込んで補償する方式もある。この方式は、無線通信の分野では広く行われているが、制御回路や補償回路など専用の高速回路が別途必要となり、コスト高や装置の大型化を回避することができない。
【0012】
また、上記の特許文献3に示された光受信装置では、上述のように、高速2値判定回路のしきい値を誤り訂正復号化回路で訂正される誤り数が最小となるように受信信号の2値判定回路のしきい値を制御する構成なので、軟判定には適用不可能で、また、受信ビットごとに変化するような品質劣化に対応することができない。
【0013】
この発明は、上記に鑑みてなされたものであり、伝送速度を向上させることなく、また装置を大型化することなく、低コストで、かつ、高品質な高速/大容量伝送を可能とする光受信装置を提供することを目的とする。
【0014】
【課題を解決するための手段】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、この発明にかかる光受信装置にあっては、光受信信号を光電気変換して電気受信信号を生成する光電気変換手段と、該電気受信信号を複数の識別レベルで識別した多値識別ディジタル信号を出力する軟判定手段と、該多値識別ディジタル信号を大規模論理処理が可能な速度に並列展開した多値並列ディジタル信号を出力する多重分離手段と、該多値並列ディジタル信号に含まれる信頼度情報および硬判定結果に基づいて誤り訂正を行い、誤り訂正後の信号を受信信号として出力する光受信装置において、前記軟判定手段は、(2−k)(nは自然数、kは0≦k≦(2−1)を満たす整数)個のしきい値で前記電気受信信号をそれぞれ識別し、この識別された(2−k)個の2値識別結果を生成する可変ビット多値識別器と、前記可変ビット多値識別器から出力された(2−k)個の2値識別結果から(2−k−j)(jは0≦j≦(2−k−1)を満たす整数)個の2値識別結果を生成する選択回路と、前記選択回路から出力された(2−k−j)個の2値識別結果を1ビット遅延させた2値識別結果を生成する1ビット遅延回路と、前記1ビット遅延回路から出力された(2−k−j)個の2値識別結果の中から選択した1個の2値識別結果に基づいて硬判定結果および複数の信頼度情報を生成する信頼度情報生成回路とを備えたことを特徴とする。
【0015】
この発明によれば、軟判定手段には可変ビット多値識別器、選択回路、1ビット遅延回路および信頼度情報生成回路が備えられる。可変ビット多値識別器では、電気受信信号が(2−k)(nは自然数、kは0≦k≦(2−1)を満たす整数)個のしきい値でそれぞれ識別された(2−k)個の2値識別結果が生成される。選択回路では、可変ビット多値識別器から出力された(2−k)個の2値識別結果から(2−k−j)(jは0≦j≦(2−k−1)を満たす整数)個の2値識別結果が生成される。1ビット遅延回路では、選択回路から出力された(2−k−j)個の2値識別結果を1ビット遅延させた2値識別結果が生成される。信頼度情報生成回路では、1ビット遅延回路から出力された(2−k−j)個の2値識別結果の中から選択した1個の2値識別結果に基づいて硬判定結果および複数の信頼度情報が生成される。
【0016】
【発明の実施の形態】
以下、この発明にかかる光受信装置の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。
【0017】
実施の形態1.
まず、この発明の実施の形態1にかかる光受信装置の構成について説明する。図1は、この発明の実施の形態1にかかる光受信装置の構成を示すブロック図である。同図に示す光受信装置は、光電気変換手段2、軟判定手段3、多重分離手段4、誤り訂正手段6を備えている。同図において、光電気変換手段2の出力端は、軟判定手段3に接続されている。軟判定手段3の出力端は、多重分離手段4を介して誤り訂正手段6に接続されている。
【0018】
つぎに、図1を用いて、この光受信装置の動作について説明する。光電気変換手段2は、図示を省略した光伝送路から到達した光受信信号を電気信号に変換して軟判定手段3に出力する。軟判定手段3は、光電気変換手段2で変換された電気信号(電気受信信号)を複数の識別レベルで識別したディジタル信号を多重分離手段4へ出力する。多重分離手段4は、この複数の識別レベルで識別されたディジタル信号(多値識別ディジタル信号)を大規模論理処理が可能な速度に並列展開した多値並列ディジタル信号を誤り訂正手段6へ出力する。誤り訂正手段6は、多重分離された多値並列ディジタル信号に含まれる信頼度情報および硬判定結果に基づいて誤り訂正を行い、誤り訂正後の並列信号を受信信号として出力する。
【0019】
図2は、図1に示した軟判定手段3の構成を示すブロック図である。同図に示す軟判定手段3は、可変ビット多値識別器101、選択回路102、1ビット遅延回路103および信頼度情報生成回路104を備えている。
【0020】
図2において、可変ビット多値識別器101は、光電気変換手段2から出力された電気受信信号を、(2−k)(kは、0≦k≦(2−1)を満たす整数)個のしきい値でそれぞれ識別し、これらのしきい値で識別された(2−k)個の2値識別結果を選択回路102へ出力する。選択回路102は、1ビット遅延回路103の出力に基づき、可変ビット多値識別器101から出力された(2−k)個の2値識別結果の中から、(2−k−j)(jは、0≦j≦(2−k−1)を満たす整数)個を選択し、1ビット遅延回路103へ出力する。1ビット遅延回路103は、選択回路102から出力された(2−k−j)個の2値識別結果を1ビット遅延させ、信頼度情報生成回路104へ出力するとともに、遅延させた(2−k−j)個のうちの1個を選択信号として選択回路102へ出力する。信頼度情報生成回路104は、遅延された(2−k−j)個の2値識別結果から硬判定結果とm個の信頼度情報とを次段の多重分離手段4へ出力する。
【0021】
なお、上記に示すnは、しきい値で識別された識別状態を表すために最低限必要なビット数(識別所要ビット数)である。いま、この識別所要ビット数について、図3および図4を用いて簡単に説明する。なお、図3は、受信1ビット波形を多値レベル識別する際の動作を説明するための説明図であり、図4は、各しきい値での識別結果とその識別状態を示す図表である。
【0022】
図3に示すように、7個のしきい値が、識別レベルの高い方から、それぞれ、”D+3”、”D+2”、”D+1”、”D”、”D−1”、”D−2”、”D−3”に設定されているとき、各しきい値での識別結果は、図4のようになる。例えば、受信1ビットの波形のレベルが”D+3”と”D+2”との間に存在すれば、”D+3”に対応する識別結果は”0”であり、また、”D+2”以下の識別結果は”1”であり、”▲7▼”の識別状態とる。同様に、受信1ビットの波形のレベルが”D”と”D−1”との間に存在すれば、”▲4▼”の識別状態となる。したがって、しきい値が7個の場合には、図4に示すように、8個の識別状態が現れる。同図に示す例では、この8個の識別状態を表現するための識別所要ビット数は、3ビットとなる。なお、しきい値の数をp(pは自然数)とすれば、識別所要ビット数nは、n=log(p+1)で表すことができる。
【0023】
図5(a)は、電気受信信号の信号波形(アイパターン)と可変ビット多値識別器101のしきい値とを説明するための図であり、同図(b)は、1ビット遅延回路103の出力Dcの値と選択される識別データグループとの関係を示す図表である。同図(a)に示す一組のしきい値(識別データグループ)は、図2に示す各処理部において、n=3、k=0、j=1の場合に8個のしきい値のうち7個のしきい値からなる複数の識別データグループ(この例では、2個の識別グループ)で識別する場合の例を示すものである。
【0024】
光伝送路で受ける波長分散や非線型光学効果による光信号の品質劣化および偏波分散のような同一信号波長での偏波面の速度差によって受信後の波形に伝播遅延に起因した信号品質劣化が生ずると、光電気変換後の電気受信信号のアイパターンは、図5に示すように、データパターンに依存してアイ開口が劣化する。例えば、マーク(”1”)が連続した後のスペース(”0”)は、スペース側まで落ちきらず、逆に、スペース(”0”)が連続した後のマーク(”1”)は、マーク側まで上がりきらない。
【0025】
このため、スペースに対する誤り率は、アイパターンの中心で識別した結果よりも、プラス側の識別−レベル(TH+α)で識別した結果の方が小さくなり、逆に、マークに対する誤り率はアイパターンの中心(THc)で識別した結果よりも、マイナス側の識別レベル(TH−α)で識別した結果の方が小さくなる。
【0026】
そこで、1ビット遅延回路103のDc出力の値が”1”の場合、すなわち1ビット前に識別したDcの値が”1”の場合には、選択回路102は、識別データグループ(DG1)の7個の識別結果を選択するようにする。一方、1ビット遅延回路103のDc出力の値が”0”の場合、すなわち1ビット前に識別したDcの値が”0”の場合には、選択回路102は識別データグループ(DG2)の7個の識別結果を選択するようにする。このとき、信頼度情報生成回路104は、それぞれ選択された識別データグループから、例えば、Dcを硬判定結果とし、選択された識別データグループの2値識別結果から硬判定結果に対する”1”あるいは”0”の確からしさを信頼度情報として生成する。これらの硬判定結果および信頼度情報は、多重分離手段4によって大規模論理処理が可能な速度に並列展開された後、誤り訂正手段6により軟判定復号処理が行われる。
【0027】
また、図6は、図5(a)において、しきい値の数を増加させた場合の一例を示す図である。図6に示す例は、n=4、 k=5、 j=4の場合の例であり、一組の識別データグループ内に存在するしきい値の数が7(=2−5―4)であり図5に示す例と同一であるが、その一方で、可変ビット多値識別器101内に備えられる識別器(図示省略)の数は11(=2−5)であり、識別器の数を増加させている。図6の例のように、識別器の数を増加させることにより、識別データグループのDc出力値の差分を大きくとることができるので、光受信信号の品質が劣化してアイ開口が閉じた場合であっても、高精度な誤り訂正が可能となる。
【0028】
以上説明したように、この実施の形態の光受信装置によれば、光受信装置に備えられた軟判定手段が、光受信信号のデータパターンに応じて識別された(2−k)個の多値識別結果から(2−k−j)個を選択した後、軟判定復号を行うための硬判定結果と信頼度情報を生成するようにしているので、伝送路の波長分散、偏波分散など様々な光信号品質を劣化させる要因の存在下でも、装置を大型化することなく、低コスト小型な装置で高品質なサービスを提供することができる。
【0029】
また、この実施の形態の光受信装置によれば、可変ビット多値識別器は、(2−k)(nは自然数、kは0≦k≦(2−1)を満たす整数)個のしきい値で電気受信信号をそれぞれ識別した(2−k)個の2値識別結果を生成し、選択回路は、可変ビット多値識別器から出力された(2−k)個の2値識別結果から(2−k−j)(jは0≦j≦(2−k−1)を満たす整数)個の2値識別結果を生成し、1ビット遅延回路は、選択回路から出力された(2−k−j)個の2値識別結果を1ビット遅延させた2値識別結果を生成し、信頼度情報生成回路は、1ビット遅延回路から出力された(2−k−j)個の2値識別結果の中から選択した1個の2値識別結果に基づいて硬判定結果および複数の信頼度情報を生成するようにしているので、伝送路の波長分散、偏波分散など様々な光信号品質を劣化させる要因の存在下でも、装置を大型化することなく、低コスト小型な装置で高品質なサービスを提供することができる。
【0030】
実施の形態2.
図7は、この発明の実施の形態2にかかる光受信装置であり、この光受信装置の軟判定手段の構成を示すブロック図である。同図に示す軟判定手段は、図2に示す軟判定手段において、1ビット遅延回路103の出力端の直後にさらに1ビット遅延信号を生成するための1ビット遅延回路106を加えた構成である。なお、その他の構成については、図2に示す構成と同一あるいは同等の構成であり、これらの箇所には同一符号を付して示している。
【0031】
図8(a)は、図6において、識別データグループの数を増加させた場合の一例を示す図であり、同図(b)は、1ビット遅延回路103の出力Dcの値と1ビット遅延回路106の出力Dcの値とによって選択される識別データグループとの関係を示す図表である。
【0032】
図8に示す例は、図6と同様に、n=4、k=5、j=4の場合の例であり、一組の識別データグループ内に存在するしきい値の数が7(=2−5―4)であり、可変ビット多値識別器101内に備えられる識別器(図示省略)の数は11(=2−5)である。一方、識別データグループは4グループ(DG1〜DG4)あり、1ビット遅延回路103の出力Dcの値と1ビット遅延回路106の出力Dcの値とによってこれらの識別データグループのいずれか一つが選択されることになる。
【0033】
例えば、図8(b)に示すように、1ビット遅延回路103と1ビット遅延回路106の出力Dcの値がともに”1”の場合にはDG1が選択され、1ビット遅延回路103と1ビット遅延回路106の出力Dcの値がともに”0”の場合にはDG4が選択される。つまり、”1”が連続して出力された場合には、識別データグループのDc出力レベルの値が高め(マークレベル側)に設定され、逆に、”0”が連続して出力された場合には、識別データグループのDc出力レベルの値を低め(スペースレベル側)に設定されることになる。
【0034】
なお、この実施の形態では、1ビット遅延回路が2つの場合について示したが、複数の1ビット遅延回路を備える構成とすることもできる。この場合には、選択回路102によって選択される識別データグループの数をさらに増加させることができる。
【0035】
以上のように、この実施の形態に光受信装置によれば、可変ビット多値識別器は、(2−k)(nは自然数、kは0≦k≦(2−1)を満たす整数)個のしきい値で電気受信信号をそれぞれ識別した(2−k)個の2値識別結果を生成し、選択回路は、可変ビット多値識別器から出力された(2−k)個の2値識別結果から(2−k−j)(jは0≦j≦(2−k−1)を満たす整数)個の2値識別結果を生成し、第1の1ビット遅延回路は、選択回路から出力された(2−k−j)個の2値識別結果を1ビット遅延させた2値識別結果を生成し、第2の1ビット遅延回路は、第1の1ビット遅延回路が出力した(2−k−j)個の2値識別結果をさらに1ビット遅延させ、計2ビット遅延させた2値識別結果を生成し、信頼度情報生成回路は、第1の1ビット遅延回路から出力された(2−k−j)個の2値識別結果の中から選択した1個の2値識別結果と、第2の1ビット遅延回路から出力された(2−k−j)個の2値識別結果の中から選択した1個の2値識別結果とに基づいて硬判定結果および複数の信頼度情報を生成するようにしているので、選択可能な識別データグループの数を増加させることができるとともに、識別結果に応じてより最適な軟判定識別を選択することができるので、さらに高性能な誤り訂正が可能となる。
【0036】
なお、上記でいうところの第1のビット遅延回路は、1ビット遅延回路103に対応し、第2のビット遅延回路は、1ビット遅延回路106に対応している。
【0037】
実施の形態3.
図9は、この発明の実施の形態3にかかる光受信装置の構成を示すブロック図である。同図に示す光受信装置は、図1に示す実施の形態1の光受信装置において、しきい値設定手段14を構成に加え、しきい値設定手段14の制御出力(しきい値設定情報および/またはしきい値掃引情報)に基づいて軟判定手段13を制御するように構成している。なお、その他の構成については、図1に示す構成と同一あるいは同等の構成であり、これらの箇所には同一符号を付して示している。
【0038】
また、図10は、図9に示した軟判定手段13の構成を示すブロック図である。図10に示す軟判定手段13は、図2に示す構成に、可変しきい値識別器107を加えた構成であり、その他の構成については、図2に示す構成と同一あるいは同等であり、これらの箇所には同一符号を付して示している。
【0039】
つぎに、図9および図10を用いて、この光受信装置の動作について説明する。図10に示す可変しきい値識別器107は、しきい値設定手段14からのしきい値掃引信号に基づいて、複数のしきい値を所定の時間間隔で掃引し、これらのしきい値ごとの2値識別結果を雑音分布情報として出力する。この雑音分布情報は、図9に示す多重分離手段4にて大規模論理処理が可能な速度に並列展開され、同図に示すしきい値設定手段14に入力される。
【0040】
また、しきい値設定手段14は、並列展開された雑音分布情報の統計的処理を行い、受信電気信号のマーク側およびスペース側の雑音分布を推定する。この推定は、例えば、各しきい値における識別結果の”1”と”0”を累積してヒストグラム解析を行うことにより実現できる。しきい値設定手段14は、推定した雑音分布および誤り訂正手段6から出力された誤り訂正情報に基づいて生成したしきい値設定情報を図10に示す可変ビット多値識別器101に出力する。可変ビット多値識別器101では、しきい値設定手段14から出力されたしきい値設定情報に基づいてしきい値の識別レベルなどが制御される。
【0041】
以上説明したように、この実施の形態の光受信装置によれば、可変しきい値識別器のしきい値を掃引し、各しきい値ごとの2値識別結果の統計情報から受信電気信号の雑音分布を類推し、さらに誤り訂正手段の誤り訂正情報から可変ビット多値識別器のしきい値を制御する構成としたので、受信電気信号のビットごとに高速に変化する光信号品質の劣化と比較的長周期に変動する光信号品質の劣化の双方に対して、高精度に軟判定識別を行うことができ、安定性の優れた高品質なサービスを提供できる。
【0042】
また、この実施の形態の光受信装置によれば、可変しきい値識別器は、所定の時間間隔で掃引された複数のしきい値ごとの2値識別結果に基づいて雑音分布情報として出力し、しきい値設定手段は、可変しきい値識別器から多重分離手段を介して出力される雑音分布情報および/または誤り訂正手段から出力される誤り訂正結果情報に基づいて可変ビット多値識別器にしきい値設定情報を出力するとともに、しきい値掃引信号を生成して可変しきい値識別器に出力するようにしているので、受信電気信号のビットごとに高速に変化する光信号品質の劣化と比較的長周期に変動する光信号品質の劣化の双方に対して、高精度に軟判定識別を行うことができ、安定性の優れた高品質なサービスを提供できる。
【0043】
なお、この実施の形態の光受信装置では、図2に示す実施の形態1の軟判定手段3に、しきい値設定手段14を付加する構成としているが、図7に示す実施の形態2の軟判定手段3に、このしきい値設定手段14を付加する構成としてもよく、この場合でも同様の作用および効果を得ることができる。
【0044】
実施の形態4.
図11は、この発明の実施の形態4にかかる光受信装置の構成を示すブロック図である。同図に示す光受信装置は、図9に示す実施の形態3の光受信装置において、電気受信信号をサンプリングするサンプリング手段15を加えた構成としている。なお、その他の構成については、図9に示す構成と同一あるいは同等の構成であり、これらの箇所には同一符号を付して示している。また、軟判定手段13の構成は、実施の形態1〜3に示した構成のいずれであっても構わない。
【0045】
図11において、サンプリング手段15は、複数の識別位相および複数の識別しきい値で受信電気信号を識別する。これらの識別結果は、多重分離手段を経由してしきい値設定手段14にサンプリングされた受信電気信号の波形情報を出力する。いま、信号速度をB[bit/s]、各識別位相の時間間隔をTs[s]とすれば、標本化定理を満たすためのサンプリング間隔は、Ts≦1/(2B)となるように設定される。しきい値設定手段14は、受信電気波形情報をフーリエ変換により周波数領域のデータに変換してスペクトル解析を行うことにより、軟判定手段13に付与するしきい値を決定し、しきい値設定情報として軟判定手段13の可変ビット多値識別器101に出力する。可変ビット多値識別器101では、しきい値設定手段14から出力されたしきい値設定情報に基づいてしきい値の識別レベルなどが制御される。
【0046】
以上説明したように、この実施の形態の光受信装置によれば、しきい値設定手段は、受信電気波形をサンプリングしてスペクトル解析を行うことにより軟判定識別手段のしきい値を設定するようにしているので、高精度な軟判定復号処理が可能となり、高品質なサービスを提供できる。
【0047】
なお、実施の形態3の光受信装置において実現したように、雑音分布情報と誤り訂正情報を併用することにより、しきい値の識別レベルなどを制御してもよく、安定性の優れた高品質なサービスを提供することができる。
【0048】
実施の形態5.
図12は、この発明の実施の形態5にかかる光受信装置の構成を示すブロック図である。同図に示す光受信装置は、図11に示す実施の形態4の光受信装置において、適応等化手段16を光電気変換手段2と軟判定手段3との間に備えた構成としており、その他の構成については、図11に示す構成と同一あるいは同等の構成であり、これらの箇所には同一符号を付して示している。また、軟判定手段13の構成は、実施の形態1〜4に示した構成のいずれであっても構わない。
【0049】
図12において、適応等化手段16は、例えば、トランスバーサルフィルタなどで構成され、しきい値設定手段14がスペクトル解析を行った結果からこのトランスバーサルフィルタに付与する重み係数を設定することができる。このとき、軟判定手段13に入力された電気受信信号の波形歪が適応等化手段16によって改善されるため、光信号品質が著しく劣化した場合であっても、高精度な軟判定復号処理が可能となり、高品質なサービスを提供できる。
【0050】
以上説明したように、この実施の形態の光受信装置によれば、光受信信号のデータパターンに応じて識別された(2−k)(nは自然数、kは0≦k≦(2−1)を満たす整数)個の多値識別結果から(2−k−j)(jは0≦j≦(2−k−1)を満たす整数)個を選択した後、これらの選択された多値識別結果から軟判定復号を行うための硬判定結果と信頼度情報とを生成するようにしているので、光信号品質が著しく劣化した場合であっても、高精度な軟判定復号処理が可能となり、高品質なサービスを提供できる。
【0051】
なお、実施の形態3の光受信装置において実現したように、雑音分布情報と誤り訂正情報を併用することにより、しきい値の識別レベルなどを制御してもよく、安定性の優れた高品質なサービスを提供することができる。
【0052】
【発明の効果】
以上説明したとおり、この発明によれば、光受信信号のデータパターンに応じて識別された(2−k)(nは自然数、kは0≦k≦(2−1)を満たす整数)個の多値識別結果から(2−k−j)(jは0≦j≦(2−k−1)を満たす整数)個を選択した後、これらの選択された多値識別結果から軟判定復号を行うための硬判定結果と信頼度情報とを生成するようにしているので、選択可能な識別データグループの数を増加させることができるとともに、識別結果に応じてより最適な軟判定識別を選択することができるので、さらに高性能な誤り訂正が可能となるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の実施の形態1にかかる光受信装置の構成を示すブロック図である。
【図2】図1に示した軟判定手段3の構成を示すブロック図である。
【図3】受信1ビット波形を多値レベル識別する際の動作を説明するための説明図である。
【図4】各しきい値での識別結果とその識別状態を示す図表である。
【図5】(a)は、電気受信信号の信号波形(アイパターン)と可変ビット多値識別器101のしきい値とを説明するための図であり、(b)は、1ビット遅延回路103の出力Dcの値と選択される識別データグループとの関係を示す図表である。
【図6】図5(a)において、しきい値の数を増加させた場合の一例を示す図である。
【図7】この発明の実施の形態2にかかる光受信装置であり、この光受信装置の軟判定手段の構成を示すブロック図である。
【図8】(a)は、図6において、識別データグループの数を増加させた場合の一例を示す図であり、(b)は、1ビット遅延回路103の出力Dcの値と1ビット遅延回路106の出力Dcの値とによって選択される識別データグループとの関係を示す図表である。
【図9】この発明の実施の形態3にかかる光受信装置の構成を示すブロック図である。
【図10】図9に示した軟判定手段13の構成を示すブロック図である。
【図11】この発明の実施の形態4にかかる光受信装置の構成を示すブロック図である。
【図12】この発明の実施の形態5にかかる光受信装置の構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
2 光電気変換手段、3,13 軟判定手段、4 多重分離手段、6 誤り訂正手段、14 しきい値設定手段、15 サンプリング手段、16 適応等化手段、101 可変ビット多値識別器、102 選択回路、103,106 1ビット遅延回路、104 信頼度情報生成回路、107 可変しきい値識別器。
[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an optical receiver, and more particularly, to an optical receiver that can compensate for signal quality degradation after optical transmission and provide high-quality transmission services.
[0002]
[Prior art]
As an optical receiving device applied to an optical transmission device that performs long-distance and large-capacity transmission, for example, an error correction code based on a multi-level identification signal is performed according to the optical receiving quality indicated by the reliability information, and the optical receiving quality is improved. An optical receiving device capable of correcting an error with a high probability even when deteriorated has been disclosed (for example, Patent Document 1).
[0003]
The optical receiving apparatus disclosed in Patent Document 1 includes an optical-electrical conversion unit, a multi-level identification unit, an optical reception quality determination unit, and an error correction decoding unit, and the optical-electrical conversion unit is connected via a transmission path. The input optical reception signal is converted into a first electric reception signal and a second electric reception signal, and the multi-level identification means generates the first electric reception signal as a multi-value identification signal identified by a plurality of identification levels. The optical reception quality determining means generates reliability information indicating the quality of the optical reception signal based on the second electrical reception signal, and the error correction decoding means refers to the reliability information to determine the reliability of the multilevel identification signal. An error-corrected received signal is output.
[0004]
Therefore, this optical receiver can perform error correction with a high probability even when the optical reception quality is degraded, and can obtain a received signal with a good bit error rate.
[0005]
In addition, high-speed A / D conversion can be performed by arranging a plurality of high-speed binary decision circuits in parallel in place of the multi-level discrimination unit of Patent Document 1 described above, and a soft decision error correction process similar to that of Patent Document 1 is performed. There is disclosed an example of an optical receiving apparatus for performing the method (for example, Patent Document 2).
[0006]
In addition, the threshold control circuit uses the threshold value of the high-speed binary decision circuit controlled so that the number of errors detected by the hard-decision error correction decoding circuit is minimized. There is disclosed an example of an optical receiver that can maintain reception characteristics with respect to fluctuations in transmission characteristics in an optimum state by performing correction (for example, Patent Document 3).
[0007]
[Patent Document 1]
JP-A-2002-330104 (page 5-7, FIG. 1)
[Patent Document 2]
JP-A-2003-18023 (page 3-4, FIG. 1)
[Patent Document 3]
JP-A-2000-341344 (page 3-7, FIG. 1)
[0008]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the optical receivers disclosed in Patent Documents 1 and 2, sufficient compensation can be made for deterioration of optical signal quality due to noise or the like received on a transmission line by determination at a multi-level identification level. Although it could be performed, the optical signal quality degradation caused by the propagation delay in the waveform after reception due to the speed difference of the polarization plane at the same signal wavelength such as chromatic dispersion, nonlinear optical effect and polarization dispersion As a result, sufficient compensation could not be provided.
[0009]
In addition, as the transmission distance becomes longer, not only the above-mentioned chromatic dispersion and noise alone cause, but also the interaction between these factors themselves and the nonlinear optical effect causes rapid deterioration of optical signal quality. It is.
[0010]
In order to improve the optical signal quality in response to the sudden deterioration of the optical signal quality, it is conceivable to apply a conventional method of improving the correction capability by increasing the ratio of redundant bits of the error correction code. The increase in speed leads to deterioration of optical signal quality, and furthermore, a device or the like capable of operating at higher speed is required, and there is a problem in cost reduction.
[0011]
As an example of equalizing distorted waveforms, a digital signal after AD conversion is converted from time-domain data to frequency-domain data by Fourier transform, and a filter is installed that has the opposite characteristic to the transmission path characteristics by frequency analysis. There is also a method of compensating for. Although this method is widely used in the field of wireless communication, a dedicated high-speed circuit such as a control circuit and a compensation circuit is additionally required, and it is not possible to avoid high cost and an increase in the size of the device.
[0012]
Further, in the optical receiving device disclosed in Patent Document 3, as described above, the threshold value of the high-speed binary decision circuit is set so that the number of errors corrected by the error correction decoding circuit is minimized. Since this configuration controls the threshold value of the binary decision circuit, it cannot be applied to soft decision and cannot cope with quality degradation that changes for each received bit.
[0013]
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above circumstances, and has been made in view of the fact that optical transmission that enables low-cost, high-quality, high-speed / large-capacity transmission without increasing the transmission speed and without increasing the size of the device. An object is to provide a receiving device.
[0014]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above-mentioned problems and achieve the object, an optical receiving apparatus according to the present invention includes: an optical-electrical conversion unit configured to generate an electrical reception signal by performing an optical-electrical conversion on an optical reception signal; Soft-decision means for outputting a multi-valued identification digital signal in which a signal is identified at a plurality of identification levels; Separating means, in the optical receiving device that performs error correction based on the reliability information and the hard decision result included in the multi-level parallel digital signal, and outputs the error-corrected signal as a received signal, the soft decision means (2 n −k) (n is a natural number and k is 0 ≦ k ≦ (2 n Each of the electric received signals is identified by an integer) thresholds satisfying -1), and the identified (2) n -K) variable bit multi-valued discriminators for generating binary discrimination results, and (2) output from the variable bit multi-valued discriminator. n −k) (2) n −kj) (j is 0 ≦ j ≦ (2 n −k−1), a selection circuit for generating binary identification results, and (2) output from the selection circuit. n -Kj) one-bit delay circuit for generating a binary identification result obtained by delaying the binary identification result by one bit, and (2) output from the one-bit delay circuit. n -Kj) a reliability information generation circuit that generates a hard decision result and a plurality of pieces of reliability information based on one binary identification result selected from the binary identification results. And
[0015]
According to the present invention, the soft decision means includes a variable bit multi-valued discriminator, a selection circuit, a 1-bit delay circuit, and a reliability information generation circuit. In the variable bit multi-value discriminator, the electric reception signal is (2 n −k) (n is a natural number and k is 0 ≦ k ≦ (2 n (2) thresholds (integer satisfying -1) n -K) binary identification results are generated. In the selection circuit, (2) n −k) (2) n −kj) (j is 0 ≦ j ≦ (2 n −k−1) binary identification results are generated. In the one-bit delay circuit, (2) n −k−j binary identification results are generated by delaying the binary identification results by one bit. In the reliability information generation circuit, the output from the one-bit delay circuit (2 n A hard decision result and a plurality of pieces of reliability information are generated based on one binary identification result selected from -kj) binary identification results.
[0016]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, an embodiment of an optical receiver according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings. It should be noted that the present invention is not limited by the embodiment.
[0017]
Embodiment 1 FIG.
First, the configuration of the optical receiving device according to the first embodiment of the present invention will be described. FIG. 1 is a block diagram illustrating a configuration of the optical receiving apparatus according to the first embodiment of the present invention. The optical receiving device shown in FIG. 1 includes an optical-electrical conversion unit 2, a soft decision unit 3, a demultiplexing unit 4, and an error correction unit 6. In the figure, the output end of the photoelectric conversion means 2 is connected to the soft decision means 3. The output end of the soft decision means 3 is connected to the error correction means 6 via the demultiplexing means 4.
[0018]
Next, the operation of the optical receiver will be described with reference to FIG. The photoelectric conversion unit 2 converts an optical signal received from an optical transmission line (not shown) into an electric signal and outputs the electric signal to the soft decision unit 3. The soft decision unit 3 outputs to the demultiplexing unit 4 a digital signal obtained by identifying the electric signal (electric reception signal) converted by the photoelectric conversion unit 2 at a plurality of identification levels. The demultiplexing means 4 outputs to the error correction means 6 a multi-level parallel digital signal obtained by developing the digital signals (multi-level identification digital signals) identified at the plurality of identification levels in parallel to a speed at which large-scale logic processing is possible. . The error correction means 6 performs error correction based on the reliability information and the hard decision result included in the demultiplexed multilevel parallel digital signal, and outputs the error-corrected parallel signal as a received signal.
[0019]
FIG. 2 is a block diagram showing a configuration of the soft decision means 3 shown in FIG. The soft decision means 3 shown in FIG. 1 includes a variable bit multi-value discriminator 101, a selection circuit 102, a 1-bit delay circuit 103, and a reliability information generation circuit 104.
[0020]
In FIG. 2, the variable bit multi-value discriminator 101 converts the electric reception signal output from the photoelectric conversion unit 2 into (2 n −k) (k is 0 ≦ k ≦ (2 n (Integer satisfying -1)) thresholds, and (2) n -K) output the binary identification results to the selection circuit 102; The selection circuit 102 outputs the variable bit multi-valued discriminator 101 based on the output of the one-bit delay circuit 103 (2 n -K) out of the binary identification results, (2 n -Kj) (j is 0 ≦ j ≦ (2 n −k−1) are selected and output to the one-bit delay circuit 103. The one-bit delay circuit 103 outputs (2 n −k−j binary identification results are delayed by one bit, output to the reliability information generation circuit 104, and delayed (2 n -Kj) is output to the selection circuit 102 as a selection signal. The reliability information generation circuit 104 outputs the delayed (2 n −k−j) Output the hard decision result and m pieces of reliability information from the binary identification results to the demultiplexing means 4 at the next stage.
[0021]
Note that n shown above is the minimum number of bits (number of bits required for identification) required to represent the identification state identified by the threshold. Now, the number of bits required for identification will be briefly described with reference to FIGS. FIG. 3 is an explanatory diagram for explaining the operation when the received 1-bit waveform is identified at the multi-value level, and FIG. 4 is a table showing the identification result at each threshold value and the identification state. .
[0022]
As shown in FIG. 3, the seven threshold values are “D” from the higher identification level, respectively. +3 "," D +2 "," D +1 "," D C "," D -1 "," D -2 "," D -3 When "1" is set, the identification result at each threshold value is as shown in FIG. 4. For example, the level of the received 1-bit waveform is "D". +3 "And" D +2 ”And“ D +3 The identification result corresponding to "" is "0", and "D" +2 The identification result below is "1" and the identification state is "7." Similarly, the level of the 1-bit received waveform is "D." C "And" D -1 If the threshold value is present between "4" and "4", then if the number of thresholds is seven, eight identification states appear as shown in FIG. In the example shown in (1), the number of identification required bits for expressing these eight identification states is 3. If the number of thresholds is p (p is a natural number), the number of identification required bits is n Is n = log 2 It can be represented by (p + 1).
[0023]
FIG. 5A is a diagram for explaining the signal waveform (eye pattern) of the electric reception signal and the threshold value of the variable bit multi-value discriminator 101, and FIG. 5B is a diagram illustrating a one-bit delay circuit. 10 is a chart showing a relationship between a value of an output Dc of FIG. 103 and a selected identification data group. A set of thresholds (identification data groups) shown in FIG. 2A is obtained by calculating eight thresholds when n = 3, k = 0, and j = 1 in each processing unit shown in FIG. The figure shows an example in which identification is performed using a plurality of identification data groups (in this example, two identification groups) including seven threshold values.
[0024]
Signal quality deterioration due to propagation delay in the waveform after reception due to the speed difference of the polarization plane at the same signal wavelength such as chromatic dispersion and nonlinear optical effect received in the optical transmission line, and the polarization difference in the same signal wavelength such as polarization dispersion When this occurs, the eye opening of the eye pattern of the electric reception signal after photoelectric conversion is deteriorated depending on the data pattern as shown in FIG. For example, a space ("0") after a continuous mark ("1") does not fall to the space side, and conversely, a mark ("1") after a continuous space ("0") is a mark ("1"). I can not go up to the side.
[0025]
For this reason, the error rate for the space is smaller for the result of discrimination at the plus-side discrimination-level (TH + α) than for the result of discrimination at the center of the eye pattern. The result of identification at the minus identification level (TH-α) is smaller than the result of identification at the center (THc).
[0026]
Therefore, when the value of the Dc output of the one-bit delay circuit 103 is “1”, that is, when the value of Dc identified one bit before is “1”, the selection circuit 102 sets the value of the identification data group (DG1). Seven identification results are selected. On the other hand, when the value of the Dc output of the one-bit delay circuit 103 is “0”, that is, when the value of Dc identified one bit before is “0”, the selection circuit 102 sets the 7th of the identification data group (DG2). Individual identification results are selected. At this time, the reliability information generation circuit 104 sets, for example, Dc as a hard decision result from each of the selected identification data groups, and sets “1” or “1” for the hard decision result from the binary identification result of the selected identification data group. Probability of “0” is generated as reliability information. The hard decision result and the reliability information are parallel-developed by the demultiplexing means 4 to a speed at which large-scale logical processing is possible, and then the soft correction decoding processing is performed by the error correction means 6.
[0027]
FIG. 6 is a diagram illustrating an example of a case where the number of thresholds is increased in FIG. The example shown in FIG. 6 is an example where n = 4, k = 5, and j = 4, and the number of thresholds existing in one set of identification data groups is 7 (= 2 4 −5-4), which is the same as the example shown in FIG. 5, but the number of discriminators (not shown) provided in the variable bit multi-value discriminator 101 is 11 (= 2). 4 -5), which increases the number of classifiers. As in the example of FIG. 6, by increasing the number of discriminators, the difference between the Dc output values of the discrimination data groups can be increased, so that the quality of the optical reception signal deteriorates and the eye opening is closed. However, highly accurate error correction is possible.
[0028]
As described above, according to the optical receiver of this embodiment, the soft decision means provided in the optical receiver is identified according to the data pattern of the optical reception signal (2). n −k) From the multi-valued identification results, (2 n −k−j), the hard decision result for performing soft decision decoding and the reliability information are generated, so that various optical signal qualities such as chromatic dispersion and polarization dispersion of the transmission path can be obtained. Even in the presence of a factor that causes deterioration, high-quality services can be provided with a low-cost and small-sized device without increasing the size of the device.
[0029]
Further, according to the optical receiver of this embodiment, the variable bit multi-valued discriminator is (2 n −k) (n is a natural number and k is 0 ≦ k ≦ (2 n Each of the electrical received signals is identified by (integer satisfying -1) thresholds (2). n -K) binary discrimination results are generated, and the selection circuit outputs (2) n −k) (2) n −kj) (j is 0 ≦ j ≦ (2 n −k−1) binary identification results are generated, and the 1-bit delay circuit outputs (2 n -Kj) binary identification results are generated by delaying the binary identification results by one bit, and the reliability information generation circuit outputs (2) n −k−j) The hard decision result and the plurality of pieces of reliability information are generated based on one binary identification result selected from the binary identification results. Even in the presence of various factors that degrade optical signal quality, such as polarization dispersion, high-quality services can be provided with low-cost and small-sized devices without increasing the size of the devices.
[0030]
Embodiment 2 FIG.
FIG. 7 is a block diagram illustrating a configuration of a soft decision unit of the optical receiver according to the second embodiment of the present invention. The soft decision means shown in the drawing has a configuration in which a one-bit delay circuit 106 for generating a one-bit delay signal is added immediately after the output terminal of the one-bit delay circuit 103 in the soft decision means shown in FIG. . The other configuration is the same as or equivalent to the configuration shown in FIG. 2, and these portions are denoted by the same reference numerals.
[0031]
FIG. 8A is a diagram showing an example in which the number of identification data groups is increased in FIG. 6, and FIG. 8B shows the value of the output Dc of the 1-bit delay circuit 103 and the 1-bit delay. 9 is a table showing a relationship between the value of an output Dc of the circuit 106 and an identification data group selected.
[0032]
The example shown in FIG. 8 is an example where n = 4, k = 5, and j = 4, as in FIG. 6, and the number of thresholds existing in one set of identification data groups is 7 (= 2 4 −5-4), and the number of discriminators (not shown) provided in the variable bit multi-value discriminator 101 is 11 (= 2). 4 -5). On the other hand, there are four identification data groups (DG1 to DG4), and one of these identification data groups is selected according to the value of the output Dc of the 1-bit delay circuit 103 and the value of the output Dc of the 1-bit delay circuit 106. Will be.
[0033]
For example, as shown in FIG. 8B, when both the output Dc of the 1-bit delay circuit 103 and the output Dc of the 1-bit delay circuit 106 are “1”, DG1 is selected and the 1-bit delay circuit 103 and the 1-bit delay circuit When both the values of the output Dc of the delay circuit 106 are “0”, DG4 is selected. That is, when “1” is continuously output, the value of the Dc output level of the identification data group is set to a higher value (on the mark level side). Conversely, when “0” is output continuously. , The value of the Dc output level of the identification data group is set to a lower value (space level side).
[0034]
In this embodiment, the case where there are two 1-bit delay circuits is described, but a configuration including a plurality of 1-bit delay circuits may be employed. In this case, the number of identification data groups selected by the selection circuit 102 can be further increased.
[0035]
As described above, according to the optical receiver of this embodiment, the variable bit multi-valued discriminator is (2 n −k) (n is a natural number and k is 0 ≦ k ≦ (2 n Each of the electrical received signals is identified by (integer satisfying -1) thresholds (2). n -K) binary discrimination results are generated, and the selection circuit outputs (2) n −k) (2) n −kj) (j is 0 ≦ j ≦ (2 n -K-1) binary identification results are generated, and the first 1-bit delay circuit outputs (2) n -Kj) The binary identification results are generated by delaying the binary identification results by one bit, and the second one-bit delay circuit outputs (2) n -Kj) binary identification results are further delayed by one bit to generate a binary identification result delayed by a total of two bits, and the reliability information generation circuit is output from the first one-bit delay circuit. (2 n -Kj) binary identification results selected from the binary identification results, and (2) output from the second 1-bit delay circuit. n -Kj) Since the hard decision result and the plurality of pieces of reliability information are generated based on one binary identification result selected from the binary identification results, selectable identification data can be selected. Since the number of groups can be increased and more optimal soft decision identification can be selected according to the identification result, higher performance error correction can be performed.
[0036]
The first bit delay circuit described above corresponds to the one-bit delay circuit 103, and the second bit delay circuit corresponds to the one-bit delay circuit 106.
[0037]
Embodiment 3 FIG.
FIG. 9 is a block diagram illustrating a configuration of the optical receiving apparatus according to the third embodiment of the present invention. The optical receiving apparatus shown in the figure is different from the optical receiving apparatus according to the first embodiment shown in FIG. 1 in that the threshold setting means 14 is added to the configuration and the control output (threshold setting information and And / or threshold sweep information). The other configuration is the same as or equivalent to the configuration shown in FIG. 1, and these portions are denoted by the same reference numerals.
[0038]
FIG. 10 is a block diagram showing the configuration of the soft decision means 13 shown in FIG. The soft decision means 13 shown in FIG. 10 is a configuration obtained by adding a variable threshold value discriminator 107 to the configuration shown in FIG. 2, and the other configuration is the same as or equivalent to the configuration shown in FIG. Are given the same reference numerals.
[0039]
Next, the operation of the optical receiver will be described with reference to FIGS. Variable threshold identifier 107 shown in FIG. 10 sweeps a plurality of thresholds at predetermined time intervals based on a threshold sweep signal from threshold setting means 14 and Is output as noise distribution information. This noise distribution information is parallel-expanded by the demultiplexing means 4 shown in FIG. 9 to a speed at which large-scale logic processing is possible, and is input to the threshold setting means 14 shown in FIG.
[0040]
The threshold setting unit 14 performs statistical processing on the noise distribution information that has been developed in parallel, and estimates the noise distribution on the mark side and the space side of the received electric signal. This estimation can be realized, for example, by accumulating “1” and “0” of the identification result at each threshold and performing histogram analysis. The threshold setting unit 14 outputs threshold setting information generated based on the estimated noise distribution and the error correction information output from the error correction unit 6 to the variable bit multi-value discriminator 101 shown in FIG. In the variable bit multi-value discriminator 101, the threshold discrimination level and the like are controlled based on the threshold setting information output from the threshold setting unit 14.
[0041]
As described above, according to the optical receiver of this embodiment, the threshold value of the variable threshold value identifier is swept, and the statistical information of the binary identification result for each threshold value is used to detect the received electric signal. Since the noise distribution is inferred and the threshold value of the variable bit multi-valued discriminator is controlled from the error correction information of the error correction means, the deterioration of the optical signal quality which changes at high speed for each bit of the received electric signal and Soft decision identification can be performed with high accuracy for both optical signal quality deterioration that fluctuates in a relatively long cycle, and a high quality service with excellent stability can be provided.
[0042]
Further, according to the optical receiver of this embodiment, the variable threshold discriminator outputs noise distribution information based on the binary discrimination result for each of the plurality of thresholds swept at predetermined time intervals. , The threshold setting means includes a variable bit multi-value discriminator based on noise distribution information output from the variable threshold discriminator via the demultiplexing means and / or error correction result information output from the error correction means. Output the threshold setting information and generate the threshold sweep signal and output it to the variable threshold discriminator, so that the optical signal quality deteriorates at a high speed for each bit of the received electric signal. The soft decision identification can be performed with high accuracy for both the optical signal quality degradation that fluctuates in a relatively long cycle and a high quality service with excellent stability can be provided.
[0043]
In the optical receiver of this embodiment, the threshold setting means 14 is added to the soft decision means 3 of the first embodiment shown in FIG. 2, but the configuration of the second embodiment shown in FIG. The threshold value setting means 14 may be added to the soft decision means 3, and in this case, the same operation and effect can be obtained.
[0044]
Embodiment 4 FIG.
FIG. 11 is a block diagram illustrating a configuration of the optical receiving apparatus according to the fourth embodiment of the present invention. The optical receiving apparatus shown in the figure has a configuration in which a sampling means 15 for sampling an electric received signal is added to the optical receiving apparatus according to the third embodiment shown in FIG. The other configuration is the same or equivalent to the configuration shown in FIG. 9, and these portions are denoted by the same reference numerals. Further, the configuration of the soft decision means 13 may be any of the configurations shown in the first to third embodiments.
[0045]
In FIG. 11, sampling means 15 identifies a received electric signal with a plurality of identification phases and a plurality of identification thresholds. These identification results output waveform information of the sampled received electric signal to the threshold setting unit 14 via the demultiplexing unit. Now, assuming that the signal speed is B [bit / s] and the time interval of each identification phase is Ts [s], the sampling interval for satisfying the sampling theorem is set so that Ts ≦ 1 / (2B). Is done. The threshold setting unit 14 converts the received electrical waveform information into frequency domain data by Fourier transform and performs spectrum analysis to determine a threshold value to be applied to the soft decision unit 13. Is output to the variable bit multi-value discriminator 101 of the soft decision means 13. In the variable bit multi-value discriminator 101, the threshold discrimination level and the like are controlled based on the threshold setting information output from the threshold setting means 14.
[0046]
As described above, according to the optical receiver of this embodiment, the threshold value setting unit sets the threshold value of the soft decision identification unit by sampling the received electric waveform and performing spectrum analysis. Therefore, high-precision soft-decision decoding can be performed, and a high-quality service can be provided.
[0047]
As realized in the optical receiving apparatus according to the third embodiment, the threshold level and the like may be controlled by using the noise distribution information and the error correction information together. Services can be provided.
[0048]
Embodiment 5 FIG.
FIG. 12 is a block diagram showing a configuration of the optical receiver according to the fifth embodiment of the present invention. The optical receiving apparatus shown in the figure is different from the optical receiving apparatus according to the fourth embodiment shown in FIG. 11 in that the adaptive equalizing means 16 is provided between the photoelectric conversion means 2 and the soft decision means 3. Is the same or equivalent to the configuration shown in FIG. 11, and these portions are denoted by the same reference numerals. Further, the configuration of soft decision means 13 may be any of the configurations shown in the first to fourth embodiments.
[0049]
In FIG. 12, the adaptive equalizer 16 is composed of, for example, a transversal filter, and can set a weighting factor to be assigned to the transversal filter based on the result of the spectrum analysis performed by the threshold setting unit 14. . At this time, since the waveform distortion of the electric received signal input to the soft decision means 13 is improved by the adaptive equalization means 16, even if the optical signal quality is significantly degraded, high-precision soft decision decoding processing can be performed. It is possible to provide high quality services.
[0050]
As described above, according to the optical receiver of this embodiment, the identification is performed according to the data pattern of the optical reception signal (2). n −k) (n is a natural number and k is 0 ≦ k ≦ (2 n -1) (integral) number of multi-valued identification results, (2 n −kj) (j is 0 ≦ j ≦ (2 n After selecting (integers satisfying −k−1), a hard decision result for performing soft decision decoding and reliability information are generated from the selected multi-valued identification results. Even when the signal quality is significantly degraded, high-precision soft-decision decoding can be performed, and a high-quality service can be provided.
[0051]
As realized in the optical receiving apparatus according to the third embodiment, the threshold level and the like may be controlled by using the noise distribution information and the error correction information together. Services can be provided.
[0052]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, identification is performed according to the data pattern of the optical reception signal (2 n −k) (n is a natural number and k is 0 ≦ k ≦ (2 n -1) (integral) number of multi-valued identification results, (2 n −kj) (j is 0 ≦ j ≦ (2 n −k−1) is selected, and then a hard decision result for performing soft decision decoding and reliability information are generated from the selected multi-valued identification results. The number of possible identification data groups can be increased, and more optimal soft-decision identification can be selected in accordance with the identification result, so that higher performance error correction can be achieved.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram illustrating a configuration of an optical receiving device according to a first embodiment of the present invention;
FIG. 2 is a block diagram showing a configuration of a soft decision means 3 shown in FIG.
FIG. 3 is an explanatory diagram for explaining an operation when a received 1-bit waveform is identified at a multi-level.
FIG. 4 is a table showing identification results at respective threshold values and their identification states.
5A is a diagram for explaining a signal waveform (eye pattern) of an electric reception signal and a threshold value of a variable bit multi-level discriminator 101, and FIG. 5B is a diagram for explaining a one-bit delay circuit; 10 is a chart showing a relationship between a value of an output Dc of FIG. 103 and a selected identification data group.
FIG. 6 is a diagram illustrating an example of a case where the number of thresholds is increased in FIG.
FIG. 7 is a block diagram showing an optical receiving apparatus according to a second embodiment of the present invention, showing a configuration of soft decision means of the optical receiving apparatus;
8A is a diagram illustrating an example in which the number of identification data groups in FIG. 6 is increased, and FIG. 8B is a diagram illustrating the value of the output Dc of the 1-bit delay circuit 103 and the 1-bit delay; 9 is a table showing a relationship between the value of an output Dc of the circuit 106 and an identification data group selected.
FIG. 9 is a block diagram illustrating a configuration of an optical receiving device according to a third embodiment of the present invention;
FIG. 10 is a block diagram showing a configuration of a soft decision unit 13 shown in FIG.
FIG. 11 is a block diagram illustrating a configuration of an optical receiving device according to a fourth embodiment of the present invention;
FIG. 12 is a block diagram illustrating a configuration of an optical receiving device according to a fifth embodiment of the present invention;
[Explanation of symbols]
2 photoelectric conversion means, 3,13 soft decision means, 4 demultiplexing means, 6 error correction means, 14 threshold setting means, 15 sampling means, 16 adaptive equalization means, 101 variable bit multi-value discriminator, 102 selection Circuit, 103, 106 1-bit delay circuit, 104 reliability information generation circuit, 107 variable threshold value discriminator.

Claims (8)

光受信信号を光電気変換して電気受信信号を生成する光電気変換手段と、該電気受信信号を複数の識別レベルで識別した多値識別ディジタル信号を出力する軟判定手段と、該多値識別ディジタル信号を大規模論理処理が可能な速度に並列展開した多値並列ディジタル信号を出力する多重分離手段と、該多値並列ディジタル信号に含まれる信頼度情報および硬判定結果に基づいて誤り訂正を行い、誤り訂正後の信号を受信信号として出力する光受信装置において、
前記軟判定手段は、
(2−k)(nは自然数、kは0≦k≦(2−1)を満たす整数)個のしきい値で前記電気受信信号をそれぞれ識別し、この識別された(2−k)個の2値識別結果を生成する可変ビット多値識別器と、
前記可変ビット多値識別器から出力された(2−k)個の2値識別結果から(2−k−j)(jは0≦j≦(2−k−1)を満たす整数)個の2値識別結果を生成する選択回路と、
前記選択回路から出力された(2−k−j)個の2値識別結果を1ビット遅延させた2値識別結果を生成する1ビット遅延回路と、
前記1ビット遅延回路から出力された(2−k−j)個の2値識別結果の中から選択した1個の2値識別結果に基づいて硬判定結果および複数の信頼度情報を生成する信頼度情報生成回路と、
を備えたことを特徴とする光受信装置。
Opto-electrical conversion means for converting an optical reception signal into an electric reception signal to generate an electric reception signal, soft decision means for outputting a multi-value identification digital signal which identifies the electric reception signal at a plurality of identification levels, A demultiplexing means for outputting a multi-level parallel digital signal obtained by expanding the digital signal in parallel to a speed capable of large-scale logic processing, and performing error correction based on the reliability information and the hard decision result contained in the multi-level parallel digital signal In the optical receiving device that performs the error-corrected signal as a received signal,
The soft decision means,
(2 n -k) (n is a natural number, k is 0 ≦ k ≦ (2 n -1 ) to meet integer) the electrical received signal at the threshold identifies each the identified (2 n - k) a variable bit multi-valued discriminator for generating binary discrimination results;
Integer satisfying the output from the variable bit multi-level discriminator (2 n -k) number from the binary identification result (2 n -k-j) ( j is 0 ≦ j ≦ (2 n -k -1) A) selection circuit for generating binary identification results;
A 1-bit delay circuit for generating a binary identification result obtained by delaying the (2 n -kj) binary identification results output from the selection circuit by 1 bit;
A hard decision result and a plurality of pieces of reliability information are generated based on one binary identification result selected from the (2 n -kj) binary identification results output from the one-bit delay circuit. A reliability information generation circuit;
An optical receiving device comprising:
前記軟判定手段には、複数のしきい値を所定の時間間隔で掃引し、該複数のしきい値ごとの2値識別結果に基づいて雑音分布情報として出力する可変しきい値識別器が備えられ、
該可変しきい値識別器から前記多重分離手段を介して出力される雑音分布情報および/または前記誤り訂正手段から出力される誤り訂正結果情報に基づいて前記可変ビット多値識別器にしきい値設定情報を出力するしきい値設定手段をさらに備えることを特徴とする請求項1に記載の光受信装置。
The soft decision means includes a variable threshold value discriminator that sweeps a plurality of threshold values at predetermined time intervals and outputs the result as noise distribution information based on a binary discrimination result for each of the plurality of threshold values. And
Threshold setting for the variable bit multi-valued discriminator based on noise distribution information output from the variable threshold discriminator through the demultiplexing means and / or error correction result information output from the error correction means. The optical receiving device according to claim 1, further comprising a threshold setting unit that outputs information.
前記可変しきい値識別器は、複数のしきい値を所定の時間間隔で掃引し、これらのしきい値ごとの2値識別結果を雑音分布情報として出力することを特徴とする請求項2に記載の光受信装置。3. The variable threshold discriminator sweeps a plurality of thresholds at predetermined time intervals, and outputs a binary discrimination result for each of the thresholds as noise distribution information. The optical receiving device as described in the above. 前記しきい値設定手段は、しきい値掃引信号を生成して前記可変しきい値識別器に出力することを特徴とする請求項3に記載の光受信装置。The optical receiving device according to claim 3, wherein the threshold setting unit generates a threshold sweep signal and outputs the generated signal to the variable threshold discriminator. 光受信信号を光電気変換して電気受信信号を生成する光電気変換手段と、該電気受信信号を複数の識別レベルで識別した多値識別ディジタル信号を出力する軟判定手段と、該多値識別ディジタル信号を大規模論理処理が可能な速度に並列展開した多値並列ディジタル信号を出力する多重分離手段と、該多値並列ディジタル信号に含まれる信頼度情報および硬判定結果に基づいて誤り訂正を行い、誤り訂正後の信号を受信信号として出力する光受信装置において、
前記軟判定手段は、
(2−k)(nは自然数、kは0≦k≦(2−1)を満たす整数)個のしきい値で前記電気受信信号をそれぞれ識別し、この識別された(2−k)個の2値識別結果を生成する可変ビット多値識別器と、
前記可変ビット多値識別器から出力された(2−k)個の2値識別結果から(2−k−j)(jは0≦j≦(2−k−1)を満たす整数)個の2値識別結果を生成する選択回路と、
前記選択回路から出力された(2−k−j)個の2値識別結果を1ビット遅延させた2値識別結果を生成する第1の1ビット遅延回路と、
前記第1の1ビット遅延回路が出力した(2−k−j)個の2値識別結果をさらに1ビット遅延させ、計2ビット遅延させた2値識別結果を生成する第2の1ビット遅延回路と、
前記第1の1ビット遅延回路から出力された(2−k−j)個の2値識別結果の中から選択した1個の2値識別結果と、前記第2の1ビット遅延回路から出力された(2−k−j)個の2値識別結果の中から選択した1個の2値識別結果と、に基づいて硬判定結果および複数の信頼度情報を生成する信頼度情報生成回路と、
を備えたことを特徴とする光受信装置。
Opto-electrical conversion means for converting an optical reception signal into an electric reception signal to generate an electric reception signal, soft decision means for outputting a multi-value identification digital signal which identifies the electric reception signal at a plurality of identification levels, A demultiplexing means for outputting a multi-level parallel digital signal obtained by expanding the digital signal in parallel to a speed capable of large-scale logic processing, and performing error correction based on the reliability information and the hard decision result contained in the multi-level parallel digital signal In the optical receiving device that performs the error-corrected signal as a received signal,
The soft decision means,
(2 n -k) (n is a natural number, k is 0 ≦ k ≦ (2 n -1 ) to meet integer) the electrical received signal at the threshold identifies each the identified (2 n - k) a variable bit multi-valued discriminator for generating binary discrimination results;
Integer satisfying the output from the variable bit multi-level discriminator (2 n -k) number from the binary identification result (2 n -k-j) ( j is 0 ≦ j ≦ (2 n -k -1) A) selection circuit for generating binary identification results;
A first 1-bit delay circuit that generates a binary identification result obtained by delaying the (2 n −k−j) binary identification results output from the selection circuit by 1 bit;
A second 1-bit that further delays the (2 n -kj) binary identification results output by the first 1-bit delay circuit by 1 bit to generate a binary identification result delayed by a total of 2 bits A delay circuit;
One binary identification result selected from the (2 n -kj) binary identification results output from the first one-bit delay circuit, and an output from the second one-bit delay circuit A reliability information generation circuit for generating a hard decision result and a plurality of pieces of reliability information based on one binary identification result selected from the (2 n -kj) binary identification results obtained When,
An optical receiving device comprising:
前記電気受信信号を複数の識別位相および複数の識別しきい値で識別するサンプリング手段をさらに備え、
前記しきい値設定手段は、前記サンプリング手段から前記多重分離手段を介して出力される受信電気波形情報をスペクトル解析したスペクトル解析析結果に基づいたしきい値設定情報を前記軟判定手段に出力することを特徴とする請求項1〜5のいずれか一つに記載の光受信装置。
Sampling means for identifying the electrical reception signal with a plurality of identification phases and a plurality of identification thresholds,
The threshold setting means outputs threshold setting information to the soft decision means based on a spectrum analysis result obtained by spectrally analyzing received electric waveform information output from the sampling means via the demultiplexing means. The optical receiving device according to claim 1, wherein:
前記光電気等化手段と前記軟判定手段との間に接続され、該光電気等化手段から出力される電気受信信号の波形歪みを改善するための適用等価手段をさらに備え、
前記しきい値設定手段は、前記スペクトル解析析結果に基づいて決定される重み係数を前記適用等価手段に出力することを特徴とする請求項6に記載の光受信装置。
Further provided is an application equivalent unit connected between the opto-electric equalization unit and the soft decision unit, for improving waveform distortion of an electric reception signal output from the opto-electric equalization unit,
The optical receiving device according to claim 6, wherein the threshold setting unit outputs a weight coefficient determined based on the spectrum analysis result to the application equivalence unit.
光受信信号を光電気変換して電気受信信号を生成する光電気変換手段と、該電気受信信号を複数の識別レベルで識別した多値識別ディジタル信号を出力する軟判定手段と、該多値識別ディジタル信号を大規模論理処理が可能な速度に並列展開した多値並列ディジタル信号を出力する多重分離手段と、該多値並列ディジタル信号に含まれる信頼度情報および硬判定結果に基づいて誤り訂正を行い、誤り訂正後の信号を受信信号として出力する光受信装置において、前記軟判定手段は、前記光受信信号のデータパターンに応じて識別された(2−k)(nは自然数、kは0≦k≦(2−1)を満たす整数)個の多値識別結果から(2−k−j)(jは0≦j≦(2−k−1)を満たす整数)個を選択した後、これらの選択された多値識別結果から軟判定復号を行うための硬判定結果と信頼度情報とを生成することを特徴とする光受信装置。Opto-electrical conversion means for converting an optical reception signal into an electric reception signal to generate an electric reception signal, soft decision means for outputting a multi-value identification digital signal which identifies the electric reception signal at a plurality of identification levels, A demultiplexing means for outputting a multi-level parallel digital signal obtained by expanding the digital signal in parallel to a speed capable of large-scale logic processing, and performing error correction based on the reliability information and the hard decision result contained in the multi-level parallel digital signal performed, an optical receiver for outputting a signal after error correction as the received signal, the soft decision unit, the light is identified in accordance with the data pattern of the received signal (2 n -k) (n is a natural number, k is (2 n −k−j) (j is an integer satisfying 0 ≦ j ≦ (2 n −k−1)) pieces from the multivalued identification results of 0 ≦ k ≦ (2 n −1) After selecting these selected multiples An optical receiving apparatus and generates a hard decision result and the reliability information for performing soft decision decoding the identification result.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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