JP3533636B2 - 識別再生回路 - Google Patents

識別再生回路

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JP3533636B2 JP22976199A JP22976199A JP3533636B2 JP 3533636 B2 JP3533636 B2 JP 3533636B2 JP 22976199 A JP22976199 A JP 22976199A JP 22976199 A JP22976199 A JP 22976199A JP 3533636 B2 JP3533636 B2 JP 3533636B2
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千立 栗岡
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、光受信回路に関
し、特に受信データ信号の識別を目的とした識別再生回
路に関する。
【0002】
【従来の技術】図9は、従来における一般的な識別再生
回路を示すブロック図であり、受信データ信号を増幅す
る増幅部101と、受信データからクロック成分を抽出
するタイミング抽出部104と、増幅された受信データ
を前記タイミング抽出部104から得たクロック信号と
に基づいてデータの識別再生を行う識別再生部105と
を備えた構成となっている。ここで、図9、図10を用
いて、従来の識別再生回路の動作について説明する。受
信データ信号の入力を受けて、増幅部101は、そのデ
ータ信号を、識別再生するために最適な振幅に増幅し、
データ信号mを得る。タイミング抽出部104は、増幅
部101より出力されたデータ信号mから、データ信号
の基本周波数の2倍の基本周波数をもつクロック成分を
生成し、クロック信号oを得る。識別再生部105は、
データ信号mをクロック信号oにより識別再生し、デー
タ信号pを得る。次に、上記従来技術の他に先行技術と
して知られる特開平8−163050号公報の構成を図
11に示す。光受信装置は、光ファイバ211から入力
される光信号を電気信号に変換する変換部201と、第
1光分岐器210にて分岐した光信号と、これを第2光
分岐器20にて分岐し光遅延素子221でτ1遅延した
光信号とを得るための光分岐手段と、これらの光信号の
差分に応じた差分電気信号を得るための第1バランスド
レシーバ223と、差分電気信号を第1整流回路224
で整流し、その整流信号に基づいて光信号に含まれるク
ロック信号を狭帯域フィルタ225にて抽出するクロッ
ク抽出手段と、変換部201から得た電気信号とクロッ
ク抽出手段から得たクロックとに基づいて光信号の識別
再生を行う識別器203とを備えている。リタイミング
部202の主要部分つまり入力される光信号に基づきそ
の微分波形を得る部分を光学的に構成しているため、高
速信号処理にも十分対応できるようになる。また、リタ
イミング部202における電気回路構成部分が簡素化さ
れ、温度変化に対する影響を少なくすることが容易とな
る。これらによって、高速信号処理を行う光伝送システ
ムを構築する上で信頼性の高い光受信装置を提供するこ
とが可能となる。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、公報記
載の光受信装置においても、前述の一般的な識別再生回
路と同様に、整流回路のスピードは、データ信号の2倍
の周波数応答速度が必要である。また、実動作上、整流
回路、狭帯域フィルタ、および電気遅延素子の常識的な
減衰量を考えると、識別器のクロック入力に増幅器が必
要であり、その増幅器及び識別器内部のクロック入力回
路においても、データ信号に対し2倍の周波数応答速度
を必要とする。すなわち、公報記載の識別再生回路にお
いても、データの識別に際し、クロック抽出回路にて基
本周波数の2倍の周波数関係にあるクロックを生成する
必要があるため、当該構成が識別再生回路の高速化を妨
げる要因となっていた。また、第1受光素子213、前
置増幅器214および識別器203で構成されるデータ
信号を処理する回路は、前述の一般的な識別再生回路と
同様の構成であり、データ信号のS/N劣化による識別
器の位相余裕が小さくなるという問題は、一般的な識別
再生回路と全く同様である。そのため、データ信号のビ
ットレートが上がるにしたがって、ノイズ、波形歪み等
によるデータ信号のアイパターンの劣化は大きく、感度
劣化が生じる欠点を有する。そこで、本発明において
は、識別再生回路の高速化を容易に達成しうる識別再生
回路を提供し、高ビットレートの受信データ信号であっ
ても、正確にデータを識別しうることを目的とする。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明によると、時分割
多重された受信データ信号の識別再生回路において、受
信データ信号から当該データ信号のクロックを再生する
タイミング抽出部と、前記多重化された受信データ信号
のうち所定チャネルのデータ信号のみデューティ比を調
整し位相余裕を増大させるチャネル選択部と、前記タイ
ミング抽出部から出力されたクロックの立ち上がりを前
記デューティ比調整後の所定チャネルのビット位置に位
相が一致するように調整する位相調整部と、前記位相調
整後のクロックによりデューティ比調整後のデータ信号
をリタイミングすることでデータを識別再生する識別再
生部とを備えたことを特徴とする識別再生回路を得るこ
とができる。
【0005】また、タイミング抽出部において、受信デ
ータ信号の基本周波数と同じ周波数であるクロック成分
を抽出しクロックを再生することで、回路の高速化が容
易に図れる。
【0006】前記チャネル選択部は、前記受信データ信
号から前記所定チャネルのビットを抽出するCHビット
抽出手段と、抽出したチャネルのデューティ比を広げる
デューティ比調整手段とから構成としてもよく、更にこ
のCHビット抽出手段を、前記受信データ信号と前記タ
イミング抽出部から出力されたクロックを入力とする論
理積回路とし、前記デューティ比調整手段を、前記論理
積回路の出力を入力とし所定時間遅延させる遅延回路
と、前記論理積回路の出力と前記遅延回路の出力を入力
とする論理和回路ととしてもよい。
【0007】また、前記CHビット抽出手段を、前記受
信データ信号と前記タイミング抽出部から出力されたク
ロックを入力とする論理積回路とし、前記デューティ比
調整手段を、リファレンス電圧を調整することで出力デ
ータ信号のデューティを可変することのできる増幅回路
としてもよい。
【0008】
【発明の実施の形態】次に、本発明の実施の形態につい
て図面を参照して詳細に説明する。図1に、データ1と
データ2が時分割多重された受信データ信号を識別する
場合の識別再生回路のブロック図を示す。
【0009】この識別再生回路は、受信データ信号を増
幅する増幅部1と、多重化された受信データ信号のデュ
ーティ比を調整するチャネル選択部2,3と、受信デー
タ信号からクロックを再生するタイミング抽出部4と、
各部における受信データの入力と前記クロックとの位相
を調整する位相調整部5,6,7,8と、前記チャネル
選択部から出力されたデータの識別再生を行う識別再生
部9,10とから構成されている。当該識別再生回路
は、チャネル選択部2と識別再生部9の処理系列でデー
タ1を識別再生する系統と、チャネル選択部6と識別再
生部10の処理系列でデータ2を識別再生する系統から
なる。
【0010】増幅部1は、受信したデータを、後段に設
けられた識別再生部9にてデータを識別するに最適な振
幅に増幅し、チャネル選択部2,3とタイミング抽出部
4に出力する。
【0011】タイミング抽出部4では、受信データ信号
から基本周波数と同一周波数のクロック信号bを生成
し、位相調整部5,6を介してチャネル選択部2,3に
出力するとともに、位相調整部7,8を介して識別再生
部9,10に出力し、各部におけるリタイミングに必要
なクロックを供給する。
【0012】チャネル選択部2は、増幅部1から出力さ
れた受信データ信号のうちデータ1に相当するシンボル
のみを時間軸方向に位相を拡大し、これ以外のチャネル
は時間軸方向に位相を縮小するよう動作するが、ここで
は2chのデータが多重されているため、データ2の位
相幅を縮小することで、データ1とデータ2のデューテ
ィ比を調整する。一方、チャネル選択部3は、データ2
に相当するシンボルのみを時間軸方向に位相を拡大し、
データ1の位相幅を縮小することで、デューティ比を調
整する。当該回路構成においては、デューティ比を広げ
る対象データを抽出する所定CH抽出手段と、抽出した
CHのデューティ比を広げるデューティ比調整手段によ
り構成される(図示せず)。
【0013】識別再生部9は、チャネル選択部2から出
力されたデューティ比調整後の受信データ信号を入力と
し、位相調整後のクロック信号によりデータ1のみを識
別再生し出力する。また、識別再生部10では、チャネ
ル選択部3から出力されたデューティ比調整後の受信デ
ータ信号を入力とし、位相調整後のクロック信号により
データ2のみを識別再生し出力する。
【0014】次に、図1及び図2を用いて、データ1及
びデータ2を識別再生する場合の動作について詳述す
る。
【0015】増幅部1は、データ信号が入力され、後段
の処理に最適な振幅のデータ信号aを出力する。データ
信号aは、データ1とデータ2が交互に配列された時分
割多重信号であり、1/Tを基本周波数とする。
【0016】タイミング抽出部4は、データ信号aを入
力とし、受信データ信号の基本周波数と同じ周波数であ
るクロック成分を抽出しクロックを再生する。すなわ
ち、増幅後の受信データ信号aは、一組のデータ1とデ
ータ2の間隔を1周期とする基本周波数を有し、データ
信号bは、この基本周波数と同一の周波数であって、デ
ータ信号aに対して位相が遅れた周波数関係にある。
【0017】位相調整部5は、クロック信号bの位相を
チャネル選択部2に適切な位相条件になるようにし、ク
ロック信号cを出力する。位相調整部6は、クロック信
号bの位相をチャネル選択部3に適切な位相条件になる
ようにし、クロック信号eを出力する。
【0018】チャネル選択部2は、データ信号a及びク
ロック信号cを入力とし、識別再生部9で識別するビッ
トのデューティ幅を拡大し、データ信号dを得る。デー
タ信号dに着目すると、データ1に相当するデューティ
幅が(1/2)T+t1に拡大され、一方、データ2に
相当するデューティ幅が(1/2)T−t1に縮小され
ていることが容易に分かる。
【0019】同様に、チャネル選択部3は、データ信号
a及び位相調整後のクロック信号eを入力としており、
データ信号fに着目すると、データ信号1に相当するデ
ューティ幅が(1/2)T−t1に縮小され、識別再生
の対象となるデータ2のデューティ幅が(1/2)T+
t1に拡大されている。
【0020】位相調整部7は、クロック信号bの位相を
識別再生部9に適切な位相条件になるようにし、クロッ
ク信号gを出力する。すなわち、クロック信号gは、デ
ューティ比調整後のデータ信号dのうちデータ1に相当
する部分にクロックが立ち上がる位相関係となるように
位相が調整されている。同様に、位相調整部8は、クロ
ック信号bの位相を識別再生部10に適切な位相条件と
なるようにし、位相調整後のクロック信号hは、デュー
ティ比調整後のデータ信号fにおけるデータ信号2に相
当する部分にクロックが立ち上がるように位相の調整が
行われている。
【0021】識別再生部9,10では、それぞれデータ
信号d,fをそれぞれクロック信号g,hで識別再生
し、再生したデータ信号1、2を出力する。この時、識
別再生部のデータ識別再生処理においては、データ信号
d,fの識別すべきビットのデューティが拡大されてい
るため、クロック識別時の位相余裕が広がっていること
はいうまでもない。
【0022】図3に、チャネル選択部の1実施例を示
す。チャネル識別部は、選択したいデータチャネルを抽
出するためのAND回路21と、AND回路21から出
力された信号を2分岐し、一方の信号に遅延を与える遅
延回路23と、前記2分岐された信号を入力とするOR
回路22とからなるデューティ比調整手段で構成され
る。
【0023】図3、4を用い、動作原理について説明す
る。
【0024】AND回路21には、入力されたデータ信
号と、クロック信号が入力される。入力されるクロック
信号は、図4のように、選択したいデータチャネルと、
位相が一致するようにし、クロックのハイパルスの位置
で選択したいデータチャネルが抽出される。
【0025】次に、AND回路21により選択されたデ
ータ信号a1を2分岐し、一方に最適な遅延を与えるこ
とでデータ信号a2を得る。2分岐されたデータ信号a1
とデータ信号a2は、OR回路22に入力され、OR回
路22により演算された結果、図4のように、選択チャ
ネルのデータのデューティ幅が広いデータ信号を得るこ
とができる。
【0026】図5にチャネル選択部の他の実施例を示
す。チャネル選択部は、AND回路31と、増幅回路3
2とで構成される。
【0027】図5、6を用い、動作原理について説明す
る。データ信号及びクロック信号がAND回路31に入
力される。入力されるクロック信号は、図6のように、
選択したいデータチャネルと、位相が一致するように入
力される。そして、選択されたデータ信号aを増幅回路
32で増幅し、図6のようにデューティ調整電圧(しき
い値電圧)をデータ信号の低いレベルに設定する。
【0028】その結果、図6のような、選択チャネルの
デューティ幅が広いデータ信号を得ることができる。
【0029】次に、図7に、タイミング抽出部の1実施
例を示す。タイミング抽出部は、狭帯域フィルタ41及
び増幅回路42で構成される。
【0030】図7、8を用い、動作原理について説明す
る。狭帯域フィルタ41は、入力されたデータ信号か
ら、クロックの再生に必要な周波数成分のみを取り出
し、信号b0を得る。信号aは、非常に微少な信号であ
り、増幅回路42により増幅し、クロック信号を得るこ
とができる。
【0031】
【発明の効果】本発明では、入力データをシリアル−パ
ラレル変換し、またデータ信号のデューティ調整したた
めデータ識別時の位相余裕が広がったことから、受信信
号のビットレートが上がるにしたがって、難しくなる受
信感度の高感度化を、従来に比べ容易にすることができ
た。
【0032】また、クロック系回路を、従来の1/2の
速度にすることができる。その理由は、本発明の構成に
することで、データ識別に必要なクロック信号を従来の
速度の1/2で済むことである。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施形態の光受信回路の一例の構成を
示す図である。
【図2】図1の動作説明のための各部におけるタイムチ
ャートである。
【図3】チャネル選択部の1実施例である。
【図4】図3の動作説明のためのタイムチャートであ
る。
【図5】チャネル選択部の他の実施例である。
【図6】図5の動作説明のためのタイムチャートであ
る。
【図7】タイミング抽出部の1実施例である。
【図8】図7の動作説明のためのタイムチャートであ
る。
【図9】従来の一般的な識別再生回路の構成例を示す図
である。
【図10】図9の動作説明のための各部における、タイ
ムチャートである。
【図11】従来の識別再生回路の第2の例を示す図であ
る。
【符号の説明】
1,101 増幅部 2,3 チャネル選択部 5,6,7,8 位相調整部 4,104 タイミング抽出部 9,10,105 識別再生部 21,31 AND回路 22 OR回路 23 遅延回路 32,42 増幅回路 41 狭帯域フィルタ 201 変換部 202 リタイミング部 203 識別器 210,220 光分岐器 211 光ファイバ 212 光増幅回路 213,223a,223b 受光素子 214 前置増幅器 221 光遅延素子 223 バランスドレシーバ 224 整流回路 225 狭帯域フィルタ 226 電気遅延素子
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI H04B 10/26 10/28 H04L 7/027 25/03 (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H04J 3/06 H04B 10/00 H04B 10/04 H04B 10/06 H04B 10/14 H04B 10/26 H04B 10/28 H04L 7/027 H04L 25/03

Claims (5)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 時分割多重された受信データ信号の識別
    再生回路において、 受信データ信号から当該データ信号のクロックを再生す
    るタイミング抽出部と、 前記多重化された受信データ信号のうち所定チャネルの
    データ信号のみデューティ比を調整し位相余裕を増大さ
    せるチャネル選択部と、 前記タイミング抽出部から出力されたクロックの立ち上
    がりを前記デューティ比調整後の所定チャネルのビット
    位置に位相が一致するように調整する位相調整部と、 前記位相調整後のクロックによりデューティ比調整後の
    データ信号をリタイミングすることでデータを識別再生
    する識別再生部とを備えたことを特徴とする識別再生回
    路。
  2. 【請求項2】 前記タイミング抽出部は、受信データ信
    号の基本周波数と同じ周波数であるクロック成分を抽出
    しクロックを再生する請求項1に記載の識別再生回路。
  3. 【請求項3】 前記チャネル選択部は、前記受信データ
    信号から前記所定チャネルのビットを抽出するCHビッ
    ト抽出手段と、抽出したチャネルのデューティ比を広げ
    るデューティ比調整手段とからなることを特徴とする請
    求項1又は2に記載の識別再生回路。
  4. 【請求項4】 前記CHビット抽出手段を、前記受信デ
    ータ信号と前記タイミング抽出部から出力されたクロッ
    クを入力とする論理積回路とし、 前記デューティ比調整手段を、前記論理積回路の出力を
    入力とし所定時間遅延させる遅延回路と、前記論理積回
    路の出力と前記遅延回路の出力を入力とする論理和回路
    とすることを特徴とする請求項1又は2に記載の識別再
    生回路。
  5. 【請求項5】 前記CHビット抽出手段を、前記受信デ
    ータ信号と前記タイミング抽出部から出力されたクロッ
    クを入力とする論理積回路とし、 前記デューティ比調整手段を、リファレンス電圧を調整
    することで、出力データ信号のデューティを可変するこ
    とのできる増幅回路とすることを特徴とする請求項1又
    は2に記載の識別再生回路。
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