JP6665682B2 - 光受信装置および判別方法 - Google Patents

Description

本発明は、光受信装置および判別方法に関する。

従来、変調波から抽出されたベースバンド信号に基づいて変調波がマルチキャリアであるか否かを識別する技術が知られている（たとえば、下記特許文献１参照。）。また、光伝送路の伝送特性に応じて送受信回路を変更せずに伝送容量を変更する技術が知られている（たとえば、下記特許文献２参照。）。

また、近年、短距離向けの通信システム等の変調方式として、ＤＭＴなどのＯＦＤＭ変調やＰＡＭなどの変調方式が検討されている。ＤＭＴはＤｉｓｃｒｅｔｅ Ｍｕｌｔｉ−Ｔｏｎｅ ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ（離散マルチトーン変調）の略である。ＯＦＤＭはＯｒｔｈｏｇｏｎａｌ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ（直交周波数分割多重）の略である。ＰＡＭはＰｕｌｓｅ Ａｍｐｌｉｔｕｄｅ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ（パルス振幅変調）の略である。

特開２００７−３３６０７８号公報 特開２００８−１６７１２６号公報

しかしながら、上述した従来技術では、ＯＦＤＭ変調やＰＡＭなどの変調方式の光信号が用いられる場合に、受信側において光信号の変調方式を判別することができないという問題がある。

１つの側面では、本発明は、受信した光信号の変調方式を判別することができる光受信装置および判別方法を提供することを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するため、本発明の一側面によれば、光信号を直接検波方式により受信し、受信した信号の強度をサンプリングすることにより前記受信した信号をデジタル信号に変換し、変換したデジタル信号が示す前記強度の度数分布に基づいて前記光信号の変調方式を判別する光受信装置および判別方法が提案される。

本発明の一側面によれば、受信した光信号の変調方式を判別することができるという効果を奏する。

図１は、実施の形態にかかる光受信装置および受信回路の一例を示す図である。 図２は、実施の形態にかかる変調方式判別部による処理の一例を示すフローチャートである。 図３は、実施の形態にかかる光受信装置が受信する光信号の一例を示す図（その１）である。 図４は、実施の形態にかかる光受信装置が受信する光信号の一例を示す図（その２）である。 図５は、実施の形態にかかる光受信装置が受信する光信号の一例を示す図（その３）である。 図６は、実施の形態にかかる光受信装置が受信する光信号の一例を示す図（その４）である。 図７は、実施の形態にかかる光受信装置が受信する光信号のサンプリング結果のヒストグラムの一例を示す図（その１）である。 図８は、実施の形態にかかる光受信装置が受信する光信号のサンプリング結果のヒストグラムの一例を示す図（その２）である。 図９は、実施の形態にかかる光受信装置が受信する光信号のサンプリング結果のヒストグラムの一例を示す図（その３）である。 図１０は、実施の形態にかかる光受信装置が受信する光信号のサンプリング結果のヒストグラムの一例を示す図（その４）である。 図１１は、実施の形態にかかる光受信装置が受信するＤＭＴの光信号の各サブキャリアの一例を示す図（その１）である。 図１２は、実施の形態にかかる光受信装置が受信するＤＭＴの光信号の各サブキャリアの一例を示す図（その２）である。 図１３は、実施の形態にかかる光受信装置が受信するＤＭＴの光信号の各サブキャリアの一例を示す図（その３）である。 図１４は、実施の形態にかかる光受信装置が受信するＤＭＴの光信号の各サブキャリアの多重化の一例を示す図である。 図１５は、実施の形態にかかる光受信装置が受信する光信号の各サンプリングレートにおけるサンプリング結果のヒストグラムの一例を示す図である。 図１６は、実施の形態にかかる光受信装置のＡＤＣの一例を示す図である。

以下に図面を参照して、本発明にかかる光受信装置および判別方法の実施の形態を詳細に説明する。

（実施の形態）
（実施の形態にかかる光受信装置および受信回路）
図１は、実施の形態にかかる光受信装置および受信回路の一例を示す図である。図１に示すように、実施の形態にかかる光受信装置１００は、光フロントエンド１１０と、ＡＤＣ１２０と、受信回路１３０と、を備える。ＡＤＣはＡｎａｌｏｇ／Ｄｉｇｉｔａｌ Ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ（アナログ／デジタル変換器）の略である。

光受信装置１００は、対向する光送信装置から光伝送路を介して送信された光信号を受信する。光受信装置１００が受信する光信号は、たとえば強度変調された光信号である。たとえば、光受信装置１００が受信する光信号は、ＯＦＤＭ（直交周波数分割多重）変調およびＰＡＭ（パルス振幅変調）を含む複数の変調方式のいずれかである。

ＯＦＤＭ変調には、たとえばＤＭＴ（Ｄｉｓｃｒｅｔｅ Ｍｕｌｔｉ−Ｔｏｎｅ ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ：離散マルチトーン変調）が含まれる。ＰＡＭ（Ｐｕｌｓｅ Ａｍｐｌｉｔｕｄｅ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ：パルス振幅変調）には、たとえばＮＲＺ（Ｎｏｎ Ｒｅｔｕｒｎ ｔｏ Ｚｅｒｏ）が含まれる。ＰＡＭには、たとえば、２値変調のＰＡＭ−２、４値変調のＰＡＭ−４、８値変調のＰＡＭ−８、１６値変調のＰＡＭ−１６、…が含まれる。ＰＡＭ−２はＮＲＺと同等の変調方式である。

光フロントエンド１１０は、光送信装置から光伝送路を介して送信された光信号を直接検波方式により受信する集積型の光フロントエンドである。直接検波方式は、たとえば光信号の光強度の強弱を信号に変換する方式である。たとえば、光フロントエンド１１０は、ＰＤ１１１と、アンプ１１２と、を備える。

ＰＤはＰｈｏｔｏ Ｄｅｔｅｃｔｏｒの略である。ＰＤ１１１は、光受信装置１００と対向する光送信装置から光伝送路を介して送信された光信号を受光し、受光により得られた信号（電気信号）をアンプ１１２へ出力する。

アンプ１１２は、ＰＤ１１１から出力された信号を増幅してＡＤＣ１２０へ出力する。たとえば、アンプ１１２には、信号の強度を線形に増幅するリニアアンプを用いることができる。これにより、アンプ１１２において信号を増幅しても、後段の受信回路１３０において後述の強度の分布を得ることができる。

ＡＤＣ１２０は、光フロントエンド１１０から出力された信号の電位をサンプリングすることによりアナログ信号からデジタル信号に変換する。そして、ＡＤＣ１２０は、デジタル信号に変換した信号を受信回路１３０へ出力する。

受信回路１３０は、ＡＤＣ１２０から出力された信号の復調および復号を行う。たとえば、受信回路１３０は、ＤＳＰ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｓｉｇｎａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）などのデジタル回路により実現することができる。また、たとえば、受信回路１３０は、変調方式判別部１３１と、復調部１３２と、復号部１３３と、を備える。

変調方式判別部１３１は、ＡＤＣ１２０から出力された信号が示す強度（電位）の度数分布に基づいて、ＡＤＣ１２０から出力された信号の変調方式を判別する。すなわち、変調方式判別部１３１は、光受信装置１００が受信した光信号の変調方式を判別する。そして、変調方式判別部１３１は、判別した変調方式を復調部１３２へ通知する。

たとえば、変調方式判別部１３１は、ＡＤＣ１２０から出力された信号が示す強度の度数分布におけるピーク（たとえば度数の極大点）の数を算出し、算出したピークの数に基づいて、光受信装置１００が受信した光信号の変調方式を判別する。ＡＤＣ１２０から出力された信号が示す強度の度数分布は、たとえばＡＤＣ１２０から出力された信号を所定期間、強度ごとにカウントすることにより算出することができる。度数分布におけるピークの数は、たとえば最小二乗法などの近似手法を用いて、度数分布の近似曲線を生成することによって算出することができる。または、度数分布におけるピークの数は、たとえば、度数が所定数を超える強度の数をカウントすることにより算出することができる。

復調部１３２は、ＡＤＣ１２０から出力された信号を、変調方式判別部１３１から通知された変調方式に基づいて復調する。たとえば、復調部１３２は、ＡＤＣ１２０から出力された信号を、変調方式判別部１３１から通知された変調方式に対応するアルゴリズムの復調方式によって復調する。復調部１３２は、復調した信号を復号部１３３へ出力する。

復号部１３３は、復調部１３２から出力された信号を復号する。そして、復号部１３３は、復号した信号を出力する。復号部１３３による復号には、たとえばＦＥＣ（Ｆｏｒｗａｒｄ Ｅｒｒｏｒ Ｃｏｒｒｅｃｔｉｏｎ：前方誤り訂正）が含まれてもよい。

光信号を直接検波方式により受信する受信部は、たとえば光フロントエンド１１０により実現することができる。受信部によって受信された信号の強度をサンプリングすることによりその信号をデジタル信号に変換する変換部は、たとえばＡＤＣ１２０により実現することができる。変換部によって変換されたデジタル信号が示す強度の度数分布に基づいて光信号の変調方式を判別する判別部は、たとえば変調方式判別部１３１により実現することができる。判別部によって判別された変調方式に基づいてデジタル信号を復調する復調部は、たとえば復調部１３２により実現することができる。

（実施の形態にかかる変調方式判別部による処理）
図２は、実施の形態にかかる変調方式判別部による処理の一例を示すフローチャートである。図２に示す例において、光受信装置１００が受信する光信号の変調方式は、ＤＭＴ、ＮＲＺ（ＰＡＭ−２）、ＰＡＭ−４、ＰＡＭ−８の４通りの変調方式であるとする。この場合に、実施の形態にかかる変調方式判別部１３１は、たとえば図２に示す各ステップを実行する。まず、変調方式判別部１３１は、ＡＤＣ１２０からの信号の入力があるか否かを判断し（ステップＳ２０１）、ＡＤＣ１２０からの信号の入力があるまで待つ（ステップＳ２０１：Ｎｏのループ）。

ステップＳ２０１において、ＡＤＣ１２０からの信号の入力があると（ステップＳ２０１：Ｙｅｓ）、変調方式判別部１３１は、ＡＤＣ１２０からの信号の強度に関する度数分布を算出する（ステップＳ２０２）。ステップＳ２０２において、変調方式判別部１３１は、たとえばＡＤＣ１２０からの信号を所定期間、強度ごとにカウントすることによって度数分布を算出することができる。つぎに、変調方式判別部１３１は、ステップＳ２０２によって算出した度数分布におけるピークの数を算出する（ステップＳ２０３）。

つぎに、変調方式判別部１３１は、ステップＳ２０３によって算出したピークの数が１個であるか否かを判断する（ステップＳ２０４）。ピークの数が１個である場合（ステップＳ２０４：Ｙｅｓ）は、変調方式判別部１３１は、入力された信号の変調方式がＤＭＴであると判別し（ステップＳ２０５）、ステップＳ２０１へ戻る。この場合は、復調部１３２が、信号の復調に用いる復調方式を、ＤＭＴに対応する復調方式に設定する。

ステップＳ２０４において、ピークの数が１個でない場合（ステップＳ２０４：Ｎｏ）は、変調方式判別部１３１は、ステップＳ２０３によって算出したピークの数が２個であるか否かを判断する（ステップＳ２０６）。ピークの数が２個である場合（ステップＳ２０６：Ｙｅｓ）は、変調方式判別部１３１は、入力された信号の変調方式がＮＲＺ（ＰＡＭ−２）であると判別し（ステップＳ２０７）、ステップＳ２０１へ戻る。この場合は、復調部１３２が、信号の復調に用いる復調方式を、ＮＲＺ（ＰＡＭ−２）に対応する復調方式に設定する。

ステップＳ２０６において、ピークの数が２個でない場合（ステップＳ２０６：Ｎｏ）は、変調方式判別部１３１は、ステップＳ２０３によって算出したピークの数が４個であるか否かを判断する（ステップＳ２０８）。ピークの数が４個である場合（ステップＳ２０８：Ｙｅｓ）は、変調方式判別部１３１は、入力された信号の変調方式がＰＡＭ−４であると判別し（ステップＳ２０９）、ステップＳ２０１へ戻る。この場合は、復調部１３２が、信号の復調に用いる復調方式を、ＰＡＭ−４に対応する復調方式に設定する。

ステップＳ２０８において、ピークの数が４個でない場合（ステップＳ２０８：Ｎｏ）は、変調方式判別部１３１は、ステップＳ２０３によって算出したピークの数が８個であるか否かを判断する（ステップＳ２１０）。ピークの数が８個である場合（ステップＳ２１０：Ｙｅｓ）は、変調方式判別部１３１は、入力された信号の変調方式がＰＡＭ−８であると判別し（ステップＳ２１１）、ステップＳ２０１へ戻る。この場合は、復調部１３２が、信号の復調に用いる復調方式を、ＰＡＭ−８に対応する復調方式に設定する。

ステップＳ２１０において、ピークの数が８個でない場合（ステップＳ２１０：Ｎｏ）は、たとえば、光受信装置１００と対向する光送信装置の立ち上げが完了していない等の理由により変調方式を判別できない状況であると判断することができる。この場合は、変調方式判別部１３１は、たとえばステップＳ２０１へ戻ることによって変調方式の判別を再度行う。これにより、たとえば光受信装置１００と対向する光送信装置の立ち上げが完了後に変調方式を判別することができる。

図２に示したように、変調方式判別部１３１は、ＡＤＣ１２０により得られたデジタル信号が示す強度の度数分布に基づいて光信号の変調方式を判別することができる。また、光受信装置１００は、変調方式の判別およびその判別結果に基づく復調方式の設定を繰り返し行うことにより、光信号の変調方式を自動的に判別して光信号を復調するプラグ・アンド・プレイを実現することができる。

（実施の形態にかかる光受信装置が受信する光信号の波形）
図３〜図６は、実施の形態にかかる光受信装置が受信する光信号の一例を示す図である。図３〜図６において、横軸は時間［ｎｓ］を示し、縦軸は電気信号の電力［ａ．ｕ．］を示す。図３に示す波形３０１は、変調方式がＤＭＴである光信号の光受信装置１００における波形を示す。

図４に示すアイ・ダイアグラム４０１は、変調方式がＰＡＭ−２（ＮＲＺ）である光信号の光受信装置１００におけるアイ・ダイアグラム（アイパターン）を示す。図５に示すアイ・ダイアグラム５０１は、変調方式がＰＡＭ−４である光信号の光受信装置１００におけるアイ・ダイアグラムを示す。図６に示すアイ・ダイアグラム６０１は、変調方式がＰＡＭ−８である光信号の光受信装置１００におけるアイ・ダイアグラムを示す。

（実施の形態にかかる光受信装置が受信する光信号のサンプリング結果のヒストグラム）
図７〜図１０は、実施の形態にかかる光受信装置が受信する光信号のサンプリング結果のヒストグラムの一例を示す図である。図７〜図１０において、横軸は強度［Ｖ］を示し、縦軸は度数を示す。

図７に示すヒストグラム７１０は、光受信装置１００が受信する光信号の変調方式がＤＭＴである場合にＡＤＣ１２０のサンプリングにより得られる信号の強度の度数分布を示す。光受信装置１００が受信する光信号の変調方式がＤＭＴである場合のヒストグラム７１０には１個のピーク（ピーク７１１）が含まれる。

図８に示すヒストグラム８１０は、光受信装置１００が受信する光信号の変調方式がＰＡＭ−２（ＮＲＺ）である場合にＡＤＣ１２０のサンプリングにより得られる信号の強度の度数分布を示す。光受信装置１００が受信する光信号の変調方式がＰＡＭ−２（ＮＲＺ）である場合のヒストグラム８１０には２個のピーク（ピーク８１１，８１２）が含まれる。

図９に示すヒストグラム９１０は、光受信装置１００が受信する光信号の変調方式がＰＡＭ−４である場合にＡＤＣ１２０のサンプリングにより得られる信号の強度の度数分布を示す。光受信装置１００が受信する光信号の変調方式がＰＡＭ−４である場合のヒストグラム９１０には４個のピーク（ピーク９１１〜９１４）が含まれる。

図１０に示すヒストグラム１０１０は、光受信装置１００が受信する光信号の変調方式がＰＡＭ−８である場合にＡＤＣ１２０のサンプリングにより得られる信号の強度の度数分布を示す。光受信装置１００が受信する光信号の変調方式がＰＡＭ−８である場合のヒストグラム１０１０には８個のピーク（ピーク１０１１〜１０１８）が含まれる。

また、図８〜図１０においてはＰＡＭ−２（ＮＲＺ）、ＰＡＭ−４およびＰＡＭ−８について説明したが、光受信装置１００が受信する光信号の変調方式がＰＡＭ−ｎ（ｎ＝２，４，８，１６，３２，…）である場合のヒストグラムにはｎ個のピークが含まれる。

（実施の形態にかかる光受信装置が受信するＤＭＴの光信号の各サブキャリア）
図１１〜図１３は、実施の形態にかかる光受信装置が受信するＤＭＴの光信号の各サブキャリアの一例を示す図である。図１１〜図１３に示すサブキャリア１１０１，１２０１，１３０１は、光受信装置１００が受信するＤＭＴの光信号に含まれる各サブキャリアである。サブキャリア１１０１，１２０１，１３０１は、周波数領域に対する信号振幅の特性として表されている。サブキャリア１１０１，１２０１，１３０１の強度（信号振幅）は、光受信装置１００や光受信装置１００と対向する光送信装置における周波数強度特性の影響によって互いに異なる場合がある。

サブキャリア１１０１，１２０１，１３０１をＩＦＦＴ（Ｉｎｖｅｒｓｅ Ｆａｓｔ Ｆｏｕｒｉｅｒ Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ：逆高速フーリエ変換）すると、それぞれ図１１〜図１３に示すサブキャリア１１０２，１２０２，１３０２のようになる。サブキャリア１１０２，１２０２，１３０２は、時間領域に対する信号振幅の特性として表されている。

（実施の形態にかかる光受信装置が受信するＤＭＴの光信号の各サブキャリアの多重化）
図１４は、実施の形態にかかる光受信装置が受信するＤＭＴの光信号の各サブキャリアの多重化の一例を示す図である。図１４において、図１１〜図１３に示した部分と同様の部分については同一の符号を付して説明を省略する。図１４に示すように、光受信装置１００が受信するＤＭＴの光信号にはサブキャリア１１０１，１２０１，１３０１が周波数領域において多重化されている。この場合に、光受信装置１００が受信するＤＭＴの光信号の強度は、サブキャリア１１０１，１２０１，１３０１の各強度の和になる。

そして、サブキャリア１１０１，１２０１，１３０１を含む多数のサブキャリアを加算すると、たとえば図３に示した波形３０１のように雑音状の加算結果が得られる。これに対して、光受信装置１００が受信するＤＭＴの光信号の強度の確率密度は、たとえば下記（１）式によって表される。すなわち、光受信装置１００が受信するＤＭＴの光信号の強度の度数分布は正規分布となる。下記（１）式において、Ｐ（ｚ）＝ｐｒｏｂ｛ｘ（ｔ）＝ｚ｝は、光受信装置１００が受信するＤＭＴの光信号の強度（サンプリングされた電気信号の振幅）がｚとなる確率を示す。σｘ＾２は、光受信装置１００が受信するＤＭＴの光信号の強度の分散を示す。

したがって、光受信装置１００や光受信装置１００と対向する光送信装置における周波数強度特性の影響によってサブキャリア間で強度の差が生じる場合であっても、正規分布の加法性から、各サブキャリアの強度の和は正規分布となる。したがって、ＤＭＴの光信号の強度の度数分布は常に１個のピークを有する。ここではＤＭＴの光信号について説明したが、各サブキャリアの強度の和の度数分布が１個のピークを有するという特性は、ＯＦＤＭを用いる各種の変調方式の光信号に当てはまる。

したがって、変調方式の候補が一種類のＯＦＤＭ（一例としてはＤＭＴ）および一種類以上のＰＡＭである場合は、変調方式判別部１３１は、受信した光信号の強度の度数分布におけるピークの数に基づいて、受信した光信号の変調方式を判別することができる。

ただし、変調方式判別部１３１による変調方式の判別方法は、度数分布におけるピークの数に基づく判別方法に限らない。たとえば、上述したように光信号の変調方式がＤＭＴである場合は度数分布が正規分布に近づく。このため、変調方式判別部１３１は、算出した度数分布と正規分布との適合度合いを検定する適合度検定によって、光信号の変調方式がＤＭＴであるか否かを判別してもよい。

（実施の形態にかかる光受信装置が受信する光信号の各サンプリングレートにおけるサンプリング結果のヒストグラム）
図１５は、実施の形態にかかる光受信装置が受信する光信号の各サンプリングレートにおけるサンプリング結果のヒストグラムの一例を示す図である。図１５において、横軸は強度［Ｖ］を示し、縦軸は度数を示す。

ヒストグラム１５０１は、光受信装置１００が受信する光信号が２５［Ｇｂａｕｄｒａｔｅ］のＰＡＭ−４の光信号であり、ＡＤＣ１２０において５０［Ｇｓ／ｓ］のサンプリングレートによりサンプリング（５０Ｇサンプリング）を行った場合の度数分布を示す。ヒストグラム１５０２は、光受信装置１００が受信する光信号が２５［Ｇｂａｕｄｒａｔｅ］のＰＡＭ−４の光信号であり、ＡＤＣ１２０において６４［Ｇｓ／ｓ］のサンプリングレートによりサンプリング（６４Ｇサンプリング）を行った場合の度数分布を示す。

たとえばヒストグラム１５０２においては、ピーク部分は５０程度の度数であり、その他の部分は５程度の度数となっているため、ピーク部分とその他の部分は度数によって判別することができる。したがって、たとえば５００程度のサンプル数でも光信号の変調方式の判別が可能である。一例として、さらに余裕をとってサンプル数を１００００とする。この場合に、ＡＤＣ１２０におけるサンプリングレートを５０［Ｇｓ／ｓ］とすると、光信号の変調方式の判別に要するサンプリング時間は１００００／５０Ｇ＝０．２［μｓ］となる。

たとえば、図２に示したステップＳ２０２において、変調方式判別部１３１は、たとえばＡＤＣ１２０からの信号を０．２［μｓ］の期間、強度ごとにカウントすることによって度数分布を算出する。これにより、光信号の変調方式の判別が可能になるサンプル数の度数分布を得ることができる。

（実施の形態にかかる光受信装置のＡＤＣ）
図１６は、実施の形態にかかる光受信装置のＡＤＣの一例を示す図である。図１６に示すように、光受信装置１００のＡＤＣ１２０は、たとえば、分岐部１６０１と、クロック抽出回路１６０２と、識別回路１６０３と、を備える。分岐部１６０１は、図１に示した光フロントエンド１１０から出力された信号を分岐し、分岐した各信号をクロック抽出回路１６０２および識別回路１６０３へ出力する。

光フロントエンド１１０から出力される信号のビットレートをＸ［Ｇｂｐｓ］、すなわちボーレートをＸ［Ｇｂａｕｄｒａｔｅ］とする。クロック抽出回路１６０２は、分岐部１６０１から出力された信号のクロックを抽出する。そして、クロック抽出回路１６０２は、抽出したクロックの周波数Ｘ［ＧＨｚ］と異なる周波数Ｙ［ＧＨｚ］のクロックをサンプリングクロックとして識別回路１６０３へ出力する。

たとえば、クロック抽出回路１６０２は、抽出したクロックを周波数変換し、周波数変換したクロックをサンプリングクロックとして識別回路１６０３へ出力する。または、クロック抽出回路１６０２は、複数通りの周波数のクロックを生成可能であり、複数通りの周波数のうち、抽出したクロックの周波数と異なる周波数のクロックをサンプリングクロックとして識別回路１６０３へ出力する。

識別回路１６０３は、分岐部１６０１から出力された信号の強度を、クロック抽出回路１６０２から出力されたサンプリングクロックによってサンプリングすることにより識別する。そして、識別回路１６０３は、識別した値を示すデジタル信号をサンプリング結果の信号として図１に示した受信回路１３０へ出力する。

図１６に示したように、光受信装置１００は、ＡＤＣ１２０において、受信した光信号のビットレートと異なるサンプリングレートによりサンプリングを行ってもよい。これにより、ＡＤＣ１２０におけるサンプリングレートが光信号のビットレートと一致して変調方式を判別可能な度数分布が得られなくなることを回避することができる。

また、受信した光信号のビットレートとサンプリングレートとの差を小さくすることで、変調方式を判別可能な度数分布が得られなくなることを回避しつつ、サンプリングした信号の復調における品質の劣化を抑制することができる。

このように、実施の形態にかかる光受信装置１００によれば、光信号を直接検波方式により受信し、受信した信号の強度をサンプリングしたデジタル信号が示す強度の度数分布に基づいて光信号の変調方式を判別することができる。これにより、たとえばＤＭＴやＰＡＭなどの光信号の変調方式を自動的に判別して復調を行うことができる。

また、本発明にかかる判別装置を光受信装置１００に適用する場合について説明したが、たとえば光受信装置１００から復調部１３２および復号部１３３を省くことにより、受信した光信号の変調方式を判別する判別装置を実現することができる。また、この場合は、図１６に示した構成において受信した光信号のビットレートとサンプリングレートとの差を大きくしてもよい。

以上説明したように、光受信装置および判別方法によれば、受信した光信号の変調方式を判別することができる。

たとえば、近年、変調方式の多様化、通信サービスの要求の多様化、サービス立ち上げの早期化、標準化の多様化などにより、プラグ・アンド・プレイによる光信号の受信が可能なデマンド−アウェア（Ｄｅｍａｎｄ−ａｗａｒｅ）光トランシーバが求められている。デマンド−アウェア光トランシーバを実現するには、たとえば入力光信号の変調方式を自動的に判別する機能の実現を要する。たとえばイーサネット（登録商標）などの短距離向けのシステムにおいてはＰＡＭ−ｎ（ＮＲＺを含む）やＤＭＴが提案されており、これらの変調方式をプラグ・アンド・プレイで判別する機能の実現が求められる。

これに対し、上述の実施の形態によれば、直接検波方式によって受信した光信号の強度をＡＤＣによりサンプリングし、サンプリングした強度の度数分布を用いることで、ＤＭＴ、ＰＡＭ等の光信号の変調方式を受信側で自動的に判別し、復調を行うことができる。

上述した各実施の形態に関し、さらに以下の付記を開示する。

（付記１）光信号を直接検波方式により受信する受信部と、
前記受信部によって受信された信号の強度をサンプリングすることにより前記受信された信号をデジタル信号に変換する変換部と、
前記変換部によって変換された前記デジタル信号が示す前記強度の度数分布に基づいて前記光信号の変調方式を判別する判別部と、
を備えることを特徴とする光受信装置。

（付記２）前記判別部によって判別された前記変調方式に基づいて前記デジタル信号を復調する復調部を備えることを特徴とする付記１に記載の光受信装置。

（付記３）前記判別部は、前記度数分布におけるピークの数に基づいて前記光信号の変調方式を判別することを特徴とする付記１または２に記載の光受信装置。

（付記４）前記判別部は、前記度数分布と正規分布との適合を検定する適合度検定に基づいて前記光信号の変調方式を判別することを特徴とする付記１または２に記載の光受信装置。

（付記５）前記判別部は、直交周波数分割多重変調およびパルス振幅変調を含む複数の変調方式の候補の中から前記光信号の変調方式を判別することを特徴とする付記１〜４のいずれか一つに記載の光受信装置。

（付記６）前記受信部は、前記光信号を直接検波方式により受信して得た信号を線形増幅し、
前記変換部は、前記受信部によって線形増幅された信号の強度をサンプリングする、
ことを特徴とする付記１〜５のいずれか一つに記載の光受信装置。

（付記７）前記変換部は、前記受信された信号のビットレートと異なるサンプリングレートにより前記受信された信号の強度をサンプリングすることを特徴とする付記１〜６のいずれか一つに記載の光受信装置。

（付記８）光信号を直接検波方式により受信し、
受信した信号の強度をサンプリングすることにより前記受信した信号をデジタル信号に変換し、
変換した前記デジタル信号が示す前記強度の度数分布に基づいて前記光信号の変調方式を判別する、
ことを特徴とする判別方法。

１００ 光受信装置
１１０ 光フロントエンド
１１１ ＰＤ
１１２ アンプ
１２０ ＡＤＣ
１３０ 受信回路
１３１ 変調方式判別部
１３２ 復調部
１３３ 復号部
３０１ 波形
４０１，５０１，６０１ アイ・ダイアグラム
７１０，８１０，９１０，１０１０，１５０１，１５０２ ヒストグラム
７１１，８１１，８１２，９１１〜９１４，１０１１〜１０１８ ピーク
１１０１，１１０２，１２０１，１２０２，１３０１，１３０２ サブキャリア
１６０１ 分岐部
１６０２ クロック抽出回路
１６０３ 識別回路

Claims (4)

1. 光信号を直接検波方式により受信する受信部と、
   前記受信部によって受信された信号の強度をサンプリングすることにより前記受信された信号をデジタル信号に変換する変換部と、
   前記変換部によって変換された前記デジタル信号が示す前記強度の度数分布におけるピークの数に基づいて前記光信号の変調方式が直交周波数分割多重変調およびパルス振幅変調を含む複数の変調方式のいずれの変調方式であるかを判別し、または、前記度数分布と正規分布との適合を検定する適合度検定に基づいて前記光信号の変調方式が前記直交周波数分割多重変調の一種である離散マルチトーン変調であるか否かを判別する判別部と、
   を備えることを特徴とする光受信装置。
2. 前記受信部は、前記光信号を直接検波方式により受信して得た信号を線形増幅し、
   前記変換部は、前記受信部によって線形増幅された信号の強度をサンプリングする、
   ことを特徴とする請求項１に記載の光受信装置。
3. 前記変換部は、前記受信された信号のビットレートと異なるサンプリングレートにより前記受信された信号の強度をサンプリングすることを特徴とする請求項１または２に記載の光受信装置。
4. 光信号を直接検波方式により受信し、
   受信した信号の強度をサンプリングすることにより前記受信した信号をデジタル信号に変換し、
   変換した前記デジタル信号が示す前記強度の度数分布におけるピークの数に基づいて前記光信号の変調方式が直交周波数分割多重変調およびパルス振幅変調を含む複数の変調方式のいずれの変調方式であるかを判別し、または、前記度数分布と正規分布との適合を検定する適合度検定に基づいて前記光信号の変調方式が前記直交周波数分割多重変調の一種である離散マルチトーン変調であるか否かを判別する、
   ことを特徴とする判別方法。

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