特許 7647067 光トランシーバおよび光トランシーバの制御方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2025-03-10

(45)【発行日】2025-03-18

(54)【発明の名称】光トランシーバおよび光トランシーバの制御方法

(51)【国際特許分類】

   H04L 25/49 20060101AFI20250311BHJP

   H03M 5/12 20060101ALI20250311BHJP

   H04B 10/077 20130101ALI20250311BHJP

   H04B 10/69 20130101ALI20250311BHJP

【ＦＩ】

H04L25/49 F

H03M5/12

H04B10/077

H04B10/69

【請求項の数】 10

(21)【出願番号】P 2020194066

(22)【出願日】2020-11-24

(65)【公開番号】P2022082901

(43)【公開日】2022-06-03

【審査請求日】2023-10-23

(73)【特許権者】

【識別番号】000002130

【氏名又は名称】住友電気工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100107766

【弁理士】

【氏名又は名称】伊東 忠重

(74)【代理人】

【識別番号】100070150

【弁理士】

【氏名又は名称】伊東 忠彦

(72)【発明者】

【氏名】田中 康祐

【審査官】原田 聖子

(56)【参考文献】

【文献】米国特許出願公開第２０１０／００５４７３３（ＵＳ，Ａ１）

【文献】中国特許出願公開第１０２９３２１０３（ＣＮ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０４Ｌ ２５／４９

Ｈ０４Ｂ １０／０７７

Ｈ０４Ｂ １０／６９

Ｈ０３Ｍ ５／１２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

マンチェスタ符号化された監視用信号が重畳された光信号を受信する光トランシーバであって、
前記光信号から生成される電気信号から前記監視用信号を復号する復号回路を備え、
前記復号回路は、前記電気信号の波形の立ち上がりエッジまたは立ち下がりエッジのいずれかのみを検出し、検出した第１エッジと、前記第１エッジの直後に検出した第２エッジとの間の第１時間間隔を測定し、前記第２エッジと、前記第２エッジの直後に検出した第３エッジとの間の第２時間間隔を測定する間隔測定部と、
前記第１時間間隔および前記第２時間間隔の比率に基づいて、マンチェスタ符号化された前記監視用信号を復号する復号部と、
を備え、
前記復号部は、
前記第１時間間隔および前記第２時間間隔の比率に基づいて、前記監視用信号の前記マンチェスタ符号化において用いられた同期クロックの周期に対する、前記第２時間間隔の比率であるクロック数を推定するクロック数推定部と、
推定した前記クロック数と、直前に復号した前記監視用信号の論理値とに基づいて、マンチェスタ符号化された前記監視用信号を復号する符号値判定部と、
を備える、
光トランシーバ。

【請求項2】

マンチェスタ符号化された監視用信号が重畳された光信号を受信する光トランシーバであって、
前記光信号から生成される電気信号から前記監視用信号を復号する復号回路を備え、
前記復号回路は、前記電気信号の波形の立ち上がりエッジまたは立ち下がりエッジのいずれかのみを検出し、検出した第１エッジと、前記第１エッジの直後に検出した第２エッジとの間の第１時間間隔を測定し、前記第２エッジと、前記第２エッジの直後に検出した第３エッジとの間の第２時間間隔を測定する間隔測定部と、
前記第１時間間隔および前記第２時間間隔の比率に基づいて、マンチェスタ符号化された前記監視用信号を復号する復号部と、
を備え、
前記間隔測定部は、前記第３エッジと、前記第３エッジの直後に検出した第４エッジとの間の第３時間間隔をさらに測定し、
前記復号部は、前記第１時間間隔および前記第２時間間隔の比率に基づいて、前記監視用信号の前記第３エッジに対応する第１論理値を復号し、前記第２時間間隔および前記第３時間間隔の比率に基づいて、前記監視用信号の前記第４エッジに対応する第２論理値を復号する、
光トランシーバ。

【請求項3】

マンチェスタ符号化された監視用信号が重畳された光信号を受信する光トランシーバであって、
前記光信号から生成される電気信号から前記監視用信号を復号する復号回路を備え、
前記復号回路は、前記電気信号の波形の立ち上がりエッジまたは立ち下がりエッジのいずれかのみを検出し、検出した第１エッジと、前記第１エッジの直後に検出した第２エッジとの間の第１時間間隔を測定し、前記第２エッジと、前記第２エッジの直後に検出した第３エッジとの間の第２時間間隔を測定する間隔測定部と、
前記第１時間間隔および前記第２時間間隔の比率に基づいて、マンチェスタ符号化された前記監視用信号を復号する復号部と、
を備え、
前記第１時間間隔および前記第２時間間隔の前記比率が予め設定された所定の範囲から外れたことを前記復号部が検出した場合、
前記間隔測定部は、前記第３エッジと、前記第３エッジの直後に検出した第４エッジとの間の第３時間間隔と、前記第４エッジと、前記第４エッジの直後に検出した第５エッジとの間の第４時間間隔をさらに測定し、
前記復号部は、前記第３時間間隔および前記第４時間間隔の比率に基づいて、前記監視用信号を復号する、
光トランシーバ。

【請求項4】

前記復号部は、
前記第１時間間隔および前記第２時間間隔の比率に基づいて、前記監視用信号の前記マンチェスタ符号化において用いられた同期クロックの周期に対する、前記第２時間間隔の比率であるクロック数を推定するクロック数推定部と、
推定した前記クロック数と、直前に復号した前記監視用信号の論理値とに基づいて、マンチェスタ符号化された前記監視用信号を復号する符号値判定部と、
を備える請求項２または請求項３に記載の光トランシーバ。

【請求項5】

前記クロック数推定部は、
前記第１時間間隔を記憶する記憶部と、
前記第１時間間隔と複数の閾値のそれぞれとを乗算する複数の乗算器と、
前記複数の乗算器による複数の乗算結果のそれぞれと、前記第２時間間隔とを比較する複数の比較器と、
を備え、
前記複数の比較器による複数の比較結果に基づいて、前記クロック数を推定する、
請求項１または請求項４に記載の光トランシーバ。

【請求項6】

前記第１時間間隔および前記第２時間間隔の前記比率が予め設定された所定の範囲から外れたことを前記復号部が検出した場合、
前記間隔測定部は、前記第３エッジと、前記第３エッジの直後に検出した第４エッジとの間の第３時間間隔と、前記第４エッジと、前記第４エッジの直後に検出した第５エッジとの間の第４時間間隔をさらに測定し、
前記復号部は、前記第３時間間隔および前記第４時間間隔の比率に基づいて、前記監視用信号を復号する、
請求項２に記載の光トランシーバ。

【請求項7】

前記復号回路が受信するマンチェスタ符号化された前記監視用信号は、第１論理値、第１論理値、第２論理値、第１論理値が順次現れる補正パターンを含み、
前記第１論理値は、前記間隔測定部が検出する立ち上がりエッジまたは立ち下がりエッジにより示される、
請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の光トランシーバ。

【請求項8】

マンチェスタ符号化された監視用信号が重畳された光信号を受信し、前記光信号から生成される電気信号から前記監視用信号を復号する光トランシーバの制御方法であって、
前記電気信号の波形の立ち上がりエッジまたは立ち下がりエッジのいずれかのみを検出し、
検出した第１エッジと、前記第１エッジの直後に検出した第２エッジとの間の第１時間間隔を測定し、
前記第２エッジと、前記第２エッジの直後に検出した第３エッジとの間の第２時間間隔を測定し、
前記第１時間間隔および前記第２時間間隔の比率に基づいて、マンチェスタ符号化された前記監視用信号を復号し、
前記第１時間間隔および前記第２時間間隔の比率に基づいて、前記監視用信号の前記マンチェスタ符号化において用いられた同期クロックの周期に対する、前記第２時間間隔の比率であるクロック数を推定し、
推定した前記クロック数と、直前に復号した前記監視用信号の論理値とに基づいて、マンチェスタ符号化された前記監視用信号を復号する
光トランシーバの制御方法。

【請求項9】

マンチェスタ符号化された監視用信号が重畳された光信号を受信し、前記光信号から生成される電気信号から前記監視用信号を復号する光トランシーバの制御方法であって、
前記電気信号の波形の立ち上がりエッジまたは立ち下がりエッジのいずれかのみを検出し、
検出した第１エッジと、前記第１エッジの直後に検出した第２エッジとの間の第１時間間隔を測定し、
前記第２エッジと、前記第２エッジの直後に検出した第３エッジとの間の第２時間間隔を測定し、
前記第１時間間隔および前記第２時間間隔の比率に基づいて、マンチェスタ符号化された前記監視用信号を復号し、
前記第３エッジと、前記第３エッジの直後に検出した第４エッジとの間の第３時間間隔をさらに測定し、
前記第１時間間隔および前記第２時間間隔の比率に基づいて、前記監視用信号の前記第３エッジに対応する第１論理値を復号し、前記第２時間間隔および前記第３時間間隔の比率に基づいて、前記監視用信号の前記第４エッジに対応する第２論理値を復号する、
光トランシーバの制御方法。

【請求項10】

マンチェスタ符号化された監視用信号が重畳された光信号を受信し、前記光信号から生成される電気信号から前記監視用信号を復号する光トランシーバの制御方法であって、
前記電気信号の波形の立ち上がりエッジまたは立ち下がりエッジのいずれかのみを検出し、
検出した第１エッジと、前記第１エッジの直後に検出した第２エッジとの間の第１時間間隔を測定し、
前記第２エッジと、前記第２エッジの直後に検出した第３エッジとの間の第２時間間隔を測定し、
前記第１時間間隔および前記第２時間間隔の比率に基づいて、マンチェスタ符号化された前記監視用信号を復号し、
前記第１時間間隔および前記第２時間間隔の前記比率が予め設定された所定の範囲から外れたことを検出した場合、
前記第３エッジと、前記第３エッジの直後に検出した第４エッジとの間の第３時間間隔と、前記第４エッジと、前記第４エッジの直後に検出した第５エッジとの間の第４時間間隔をさらに測定し、
前記第３時間間隔および前記第４時間間隔の比率に基づいて、前記監視用信号を復号する、
光トランシーバの制御方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、光トランシーバおよび光トランシーバの制御方法に関する。

【背景技術】

【0002】

マンチェスタ符号は、伝送する２値の論理値のそれぞれを信号波形の立ち上がりエッジと立ち下がりエッジとに割り当てた符号である。例えば、マンチェスタ符号データから符号値と同期クロックとを生成する受信装置は、受信信号の立ち上がりエッジまたは立ち下がりエッジのいずれかのエッジ間隔の時間を計測する。そして、受信装置は、計測した時間からその時点のエッジがビット中点かビット端点かを判定し、符号値と同期クロックとを生成する（例えば、特許文献１参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２００５－１４２６１５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかしながら、上述したマンチェスタ符号を復号する受信装置は、マンチェスタ符号データに含まれる同期クロックの周期であるビット幅が分かっていないと符号値を生成することができない。このため、受信装置の温度変化または経年変化等によりビット幅が変動し、ビット幅が変動の許容誤差を超えた場合、マンチェスタ符号の符号値を正常に復号できないおそれがある。

【0005】

また、マンチェスタ符号は、同じ符号値が連続したパターンと逆の符号値が連続したパターンとの区別がつかないというあいまいさを持つ。このため、マンチェスタ符号を途中から受信しようとした場合、期待する符号値と逆の符号値が復号される場合がある。

【0006】

そこで、本開示は、マンチェスタ符号化において用いられた同期クロックの周期が未知である場合、または同期クロックの周期が変動する場合にも、マンチェスタ符号の符号値を復号可能な光トランシーバを提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本開示の光トランシーバは、マンチェスタ符号化された監視用信号が重畳された光信号を受信する光トランシーバであって、前記光信号から生成される電気信号から前記監視用信号を復号する復号回路を備え、前記復号回路は、前記電気信号の波形の立ち上がりエッジまたは立ち下がりエッジのいずれかのみを検出し、検出した第１エッジと、前記第１エッジの直後に検出した第２エッジとの間の第１時間間隔を測定し、前記第２エッジと、前記第２エッジの直後に検出した第３エッジとの間の第２時間間隔を測定する間隔測定部と、前記第１時間間隔および前記第２時間間隔の比率に基づいて、マンチェスタ符号化された前記監視用信号を復号する復号部と、を備え、前記復号部は、前記第１時間間隔および前記第２時間間隔の比率に基づいて、前記監視用信号の前記マンチェスタ符号化において用いられた同期クロックの周期に対する、前記第２時間間隔の比率であるクロック数を推定するクロック数推定部と、推定した前記クロック数と、直前に復号した前記監視用信号の論理値とに基づいて、マンチェスタ符号化された前記監視用信号を復号する符号値判定部と、を備える。

【発明の効果】

【0008】

本開示によれば、マンチェスタ符号化において用いられた同期クロックの周期が未知である場合、または同期クロックの周期が変動する場合にも、マンチェスタ符号の符号値を復号可能な光トランシーバを提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】図１は、一実施形態にかかる光トランシーバの回路構成の一例を示すブロック図である。

【図2】図２は、マンチェスタ符号とエッジ間隔との関係の一例を示す信号波形図である。

【図3】図３は、マンチェスタ符号において、連続する２つのエッジ間隔の変化を示す比率の一例を示す説明図である。

【図4】図４は、低速受信データ信号の連続する２つのエッジ間隔の比率に応じて、エッジ間隔を推定する手法の一例を示す説明図である。

【図5】図５は、低速受信データ信号のエッジ間隔と直前に復号した符号値とに基づいて、符号値を復号する手法の一例を示す説明図である。

【図6】図６は、図１の片エッジ間隔カウンタの一例を示す回路図である。

【図7】図７は、図１の復号部の一例を示す回路図である。

【図8】図８は、図１のマンチェスタ復号回路の動作の一例を示す状態遷移図である。

【発明を実施するための形態】

【0010】

［本開示の実施形態の説明］
最初に本開示の実施態様を列記して説明する。

【0011】

〔１〕本開示の一態様にかかる光トランシーバは、マンチェスタ符号化された監視用信号が重畳された光信号を受信する光トランシーバであって、前記光信号から生成される電気信号から前記監視用信号を復号する復号回路を備え、前記復号回路は、前記電気信号の波形の立ち上がりエッジまたは立ち下がりエッジのいずれかのみを検出し、検出した第１エッジと、前記第１エッジの直後に検出した第２エッジとの間の第１時間間隔を測定し、前記第２エッジと、前記第２エッジの直後に検出した第３エッジとの間の第２時間間隔を測定する間隔測定部と、前記第１時間間隔および前記第２時間間隔の比率に基づいて、マンチェスタ符号化された前記監視用信号を復号する復号部と、を備える。これにより、光トランシーバは、マンチェスタ符号化において用いられた同期クロックの周期が未知である場合、または同期クロックの周期が変動する場合にも、連続する第１時間間隔と第２時間間隔との比率に基づいて、マンチェスタ符号化された監視用信号を復号することができる。

【0012】

〔２〕上記〔１〕において、前記復号部は、前記第１時間間隔および前記第２時間間隔の比率に基づいて、前記監視用信号の前記マンチェスタ符号化において用いられた同期クロックの周期に対する、前記第２時間間隔のクロック数を推定するクロック数推定部と、推定した前記クロック数と、直前に復号した前記監視用信号の論理値とに基づいて、マンチェスタ符号化された前記監視用信号を復号する符号値判定部と、を備えてもよい。これにより、第１時間間隔と第２時間間隔とを測定し、時間間隔の比率から第２時間間隔のクロック数を求めることで、同期クロックの周期が分からない場合にも、マンチェスタ符号化された監視用信号を復号することができる。さらに、第２時間間隔のクロック数から同期クロックの周期であるビット幅を求めることができる。

【0013】

〔３〕上記〔２〕において、前記クロック数推定部は、前記第１時間間隔を記憶する記憶部と、前記第１時間間隔と複数の閾値のそれぞれとを乗算する複数の乗算器と、前記複数の乗算器による複数の乗算結果のそれぞれと、前記第２時間間隔とを比較する複数の比較器と、を備え、前記複数の比較器による複数の比較結果に基づいて、前記クロック数を推定してもよい。これにより、連続する第１時間間隔と第２時間間隔との比率を求めるための除算の代わりに乗算器による乗算を実行することで、第２時間間隔のクロック数を推定することができ、監視用信号を復号することができる。この結果、復号部の回路規模を抑制することができ、光トランシーバのコストを削減することができる。

【0014】

〔４〕上記〔１〕において、前記間隔測定部は、前記第３エッジと、前記第３エッジの直後に検出した第４エッジとの間の第３時間間隔をさらに測定し、前記復号部は、前記第１時間間隔および前記第２時間間隔の比率に基づいて、前記監視用信号の前記第３エッジに対応する第１論理値を復号し、前記第２時間間隔および前記第３時間間隔の比率に基づいて、前記監視用信号の前記第４エッジに対応する第２論理値を復号してもよい。これにより、復号部は、連続する２つの時間間隔のペアを順次使用して、マンチェスタ符号の連続する符号値を順次判定することができる。

【0015】

〔５〕上記〔１〕において、前記第１時間間隔および前記第２時間間隔の前記比率が予め設定された所定の範囲から外れたことを前記復号部が検出した場合、前記間隔測定部は、前記第３エッジと、前記第３エッジの直後に検出した第４エッジとの間の第３時間間隔と、前記第４エッジと、前記第４エッジの直後に検出した第５エッジとの間の第４時間間隔をさらに測定し、前記復号部は、前記第３時間間隔および前記第４時間間隔の比率に基づいて、前記監視用信号を復号してもよい。これにより、復号部は、誤った符号値を検出し続けることなく、マンチェスタ符号化された前記監視用信号の復号を改めて再開することができる。

【0016】

〔６〕上記〔１〕から〔５〕のいずれかにおいて、前記復号回路が受信するマンチェスタ符号化された前記監視用信号は、第１論理値、第１論理値、第２論理値、第１論理値が順次現れる補正パターンを含み、前記第１論理値は、前記間隔測定部が検出する立ち上がりエッジまたは立ち下がりエッジにより示されてもよい。これにより、復号部は、例えば、連続する第１論理値の符号を、連続する第２論理値の符号と誤検出し続ける場合にも、補正パターンの受信により、符号値の受信動作を正常に戻すことができ、その後正しい符号値を検出することができる。

【0017】

〔７〕本開示の別の態様にかかる光トランシーバの制御方法は、マンチェスタ符号化された監視用信号が重畳された光信号を受信し、前記光信号から生成される電気信号から前記監視用信号を復号する光トランシーバの制御方法であって、前記電気信号の波形の立ち上がりエッジまたは立ち下がりエッジのいずれかのみを検出し、検出した第１エッジと、前記第１エッジの直後に検出した第２エッジとの間の第１時間間隔を測定し、前記第２エッジと、前記第２エッジの直後に検出した第３エッジとの間の第２時間間隔を測定し、前記第１時間間隔および前記第２時間間隔の比率に基づいて、マンチェスタ符号化された前記監視用信号を復号する。これにより、光トランシーバは、マンチェスタ符号化において用いられた同期クロックの周期が未知である場合、または同期クロックの周期が変動する場合にも、連続する第１時間間隔と第２時間間隔との比率に基づいて、マンチェスタ符号化された監視用信号を復号することができる。

【0018】

［本開示の実施形態の詳細］
本開示の光トランシーバの具体例を、以下に図面を参照しつつ説明する。以下の説明では、同一の要素または対応する要素には同一の符号を付し、それらについては説明を省略する場合がある。また、入力端子、出力端子および各ノードの符号を、信号を示す符号としても使用する。

【0019】

〔一実施形態〕
〔光トランシーバの回路構成〕
図１は、一実施形態にかかる光トランシーバの回路構成の一例を示すブロック図である。例えば、図１に示す光トランシーバ１００は、光信号を送受信するホスト装置等の通信装置に接続される。光トランシーバ１００は、デジタル信号を光信号に変換して他の光トランシーバに送信する機能と、他の光トランシーバから受信した光信号をデジタル信号に変換する機能とを有する。光トランシーバ１００は、ＤＳＰ（Digital Signal Processor）１０、マンチェスタ符号化回路２０、光電変換部３０、ローパスフィルタ（ＬＰＦ）４０およびマンチェスタ復号回路５０を有する。

【0020】

光電変換部３０は、レーザーダイオード（ＬＤ）ドライバ３２、レーザーダイオード（ＬＤ）３４、フォトダイオード（ＰＤ）３６およびトランスインピーダンスアンプ（ＴＩＡ）３８を有する。以下では、レーザーダイオードドライバ３２、レーザーダイオード３４、フォトダイオード３６およびトランスインピーダンスアンプ３８を、それぞれＬＤドライバ３２、ＬＤ３４、ＰＤ３６およびＴＩＡ３８とも称する。また、ローパスフィルタ４０をＬＰＦ４０とも称する。マンチェスタ復号回路５０は、片エッジ間隔カウンタ６０および復号部７０を有する。マンチェスタ復号回路５０は、復号回路の一例である。

【0021】

ＤＳＰ１０は、他の光トランシーバ１００に送信する情報を含む並列の高速送信データ信号（デジタル信号）をホスト装置から受信する。ＤＳＰ１０は、受信した高速送信データ信号を、例えば、ＰＡＭ（Pulse Amplitude Modulation）４信号等のアナログ送信信号に変換する。ＤＳＰ１０は、変換したアナログ送信信号をＬＤドライバ３２に出力する。

【0022】

また、ＤＳＰ１０は、他の光トランシーバ１００から受信する光信号から変換されたＰＡＭ４信号等のアナログ受信信号をＴＩＡ３８から受信する。ＤＳＰ１０は、アナログ受信信号を並列の高速受信データ信号（デジタル信号）に変換する。ＤＳＰ１０は、変換した高速受信データ信号をホスト装置に出力する。なお、ＤＳＰ１０は、図示しないハイパスフィルタを含む。ハイパスフィルタは、ＴＩＡ３８から受信するアナログ受信信号に重畳された監視制御情報を除去する。

【0023】

例えば、高速送信データ信号および高速受信データ信号は、ＮＲＺ（Non-Return-to-Zero）信号である。なお、高速送信データ信号および高速受信データ信号とＰＡＭ４信号との相互の変換は、ＤＳＰ１０と、ＬＤドライバ３２およびＴＩＡ３８との間に接続される変換回路で行われてもよい。

【0024】

マンチェスタ符号化回路２０は、送信用の監視制御情報（送信監視制御情報）をマンチェスタ符号化し、符号化した監視制御情報を監視用の低速送信データ信号としてＬＤドライバ３２に出力する。監視用の低速送信データ信号の転送レートは、ＤＳＰ１０により送受信される通信対象のデータ信号の転送レートに比べて低い。例えば、ＤＳＰ１０に送受信されるＰＡＭ４信号が２５Ｇボーであるのに対して、マンチェスタ符号化回路２０から出力される低速送信データ信号の周波数は、数十ｋＨｚから１ＭＨｚ程度である。

【0025】

ＬＤドライバ３２は、ＤＳＰ１０から受信するアナログ送信信号に監視制御情報を含む低速送信データ信号を重畳する。ＬＤドライバ３２は、重畳したアナログ送信信号をＬＤ３４に出力してＬＤ３４を駆動する。ＬＤ３４は、低速送信データ信号が重畳されたアナログ送信信号（電気信号）から光送信信号を生成し、生成した光送信信号を光ケーブルに出力する。

【0026】

例えば、ＬＤ３４から出力される光信号は、ＰＡＭ４信号である。なお、監視用の低速送信データ信号のアナログ送信信号への重畳は、ＬＤドライバ３２に供給されるバイアス電流を低速送信データ信号に応じて変化させることで行われてもよい。

【0027】

ＰＤ３６は、監視制御情報が重畳された光受信信号を、光ケーブルを介して、他の光トランシーバ１００から受信する。ＰＤ３６は、受信した光受信信号から電流信号（電気信号）を生成し、生成した電流信号をＴＩＡ３８に出力する。例えば、ＰＤ３６が受信する光信号は、ＰＡＭ４信号である。ＴＩＡ３８は、ＰＤ３６から受信する微少な電流信号を増幅し、増幅した電流信号を電圧信号（アナログの受信データ信号）としてＤＳＰ１０およびＬＰＦ４０に出力する。

【0028】

ＬＰＦ４０は、ＴＩＡ３８から受信する直列の受信データ信号の高周波成分を遮断することで、受信データ信号に重畳された低速受信データ信号（マンチェスタ符号化されている監視制御情報）を抽出する。ＬＰＦ４０は、抽出した低速受信データ信号をマンチェスタ復号回路５０に出力する。低速受信データ信号は、マンチェスタ符号化された監視用信号の一例である。

【0029】

マンチェスタ復号回路５０は、片エッジ間隔カウンタ６０および復号部７０を使用して、マンチェスタ符号化された低速受信データ信号を復号する。マンチェスタ復号回路５０は、復号した低速受信データ信号を受信監視制御情報としてホスト装置に出力する。

【0030】

片エッジ間隔カウンタ６０および復号部７０の例は、図６および図７で説明される。例えば、送信監視制御情報および受信監視制御情報として、光信号の送信のオン／オフを制御する情報、光信号の伝送速度またはデータレートを設定する情報、光信号の強度を設定する情報、光トランシーバ１００の電源電圧または温度を示す情報等がある。

【0031】

〔マンチェスタ符号とエッジ間隔との関係〕
図２は、マンチェスタ符号とエッジ間隔Ｄとの関係の一例を示す信号波形図である。例えば、図１のマンチェスタ符号化回路２０は、同期クロックに同期して生成されるデータが論理値１の場合、クロックサイクルの中点に立ち上がりエッジ（符号値Ｐ）を割り当てる。また、マンチェスタ符号化回路２０は、同期クロックに同期して生成されるデータが論理値０の場合、クロックサイクルの中点に立ち下がりエッジ（符号値Ｎ）を割り当てる。符号値Ｐは、第１論理値の一例であり、符号値Ｎは、第２論理値の一例である。なおマンチェスタ符号は、立ち下がりエッジを符号値Ｐとし、立ち上がりエッジを符号値Ｎとしてもよい。

【0032】

そして、マンチェスタ符号化回路２０は、クロックサイクルの中点に割り当てるエッジに応じて、同期クロックのエッジ（立ち下がりエッジ）に対応する位置に、立ち上がりエッジまたは立ち下がりエッジを割り当てる。このように生成されたマンチェスタ符号では、同期クロックの周期、すなわち、ビット幅を"Ｔ"とする場合、互いに隣接する２つの立ち上がりエッジのエッジ間隔Ｄは、"Ｔ"、"１．５Ｔ"、"２Ｔ"のいずれになる。なお、エッジ間隔Ｄは、互いに隣接する立ち下がりエッジの間隔でもよいが、以下では、互いに隣接する２つの立ち上がりエッジのエッジ間隔Ｄの例が説明される。

【0033】

図２において、連続する２つのエッジ間隔Ｄの間を結ぶ円弧の矢印に付した数値は、図３および図４に示すエッジ間隔Ｄの変化の比率Ｒ（ｎ）の番号に対応する。連続する２つのエッジ間隔Ｄのうち、先のエッジ間隔Ｄ（ｎ－１）は、第１エッジと、第１エッジの直後の第２エッジとの間の第１時間間隔の一例である。連続する２つのエッジ間隔Ｄのうち、後のエッジ間隔Ｄ（ｎ）は、第２エッジと、第２エッジの直後の第３エッジとの間の第２時間間隔の一例である。さらに、エッジ間隔Ｄ（ｎ）の次のエッジ間隔Ｄ（ｎ＋１）は、第３エッジと、第３エッジの直後の第４エッジとの間の第３時間間隔の一例である。第１エッジ、第２エッジおよび第３エッジは、マンチェスタ符号の信号波形において互いに隣接する立ち上がりエッジである。図２の下側の信号波形のマンチェスタ符号において、一点鎖線の枠で示す符号値Ｐ、Ｐ、Ｎ、Ｐは、所定の間隔を置いて挿入される補正パターンと同じパターンである。補正パターンについては、図８で説明される。

【0034】

〔エッジ間隔の変化と比率〕
図３は、マンチェスタ符号において、連続する２つのエッジ間隔Ｄ（ｎ－１）、Ｄ（ｎ）の変化を示す比率Ｒ（ｎ）の一例を示す説明図である。比率Ｒ（ｎ）は、式（１）により求められる。
Ｒ（ｎ）＝Ｄ（ｎ）／Ｄ（ｎ－１） ‥（１）
エッジ間隔Ｄの変化の比率Ｒ（ｎ）は、番号（１）から（７）に示すように、７種類ある。

【0035】

エッジ間隔Ｄが"２Ｔ"から"Ｔ"に変化する場合、エッジ間隔Ｄの変化の比率Ｒ（ｎ）は"０．５"になる。エッジ間隔Ｄが"１．５Ｔ"から"Ｔ"に変化する場合、エッジ間隔Ｄの変化の比率Ｒ（ｎ）は"０．６７"になる。エッジ間隔Ｄが"２Ｔ"から"１．５Ｔ"に変化する場合、エッジ間隔Ｄの変化の比率Ｒ（ｎ）は"０．７５"になる。

【0036】

エッジ間隔Ｄが変わらない場合（"Ｔ"から"Ｔ"、"１．５Ｔ"から"１．５Ｔ"または"２Ｔ"から"２Ｔ"）、エッジ間隔Ｄの比率Ｒ（ｎ）は"１"になる。エッジ間隔Ｄが"１．５Ｔ"から"２Ｔ"に変化する場合、エッジ間隔Ｄの変化の比率Ｒ（ｎ）は"１．３３"になる。エッジ間隔Ｄが"Ｔ"から"１．５Ｔ"に変化する場合、エッジ間隔Ｄの変化の比率Ｒ（ｎ）は"１．５"になる。エッジ間隔Ｄが"Ｔ"から"２Ｔ"に変化する場合、エッジ間隔Ｄの変化の比率Ｒ（ｎ）は"２"になる。

【0037】

〔ビット幅の推定と符号値の復号〕
図４は、低速受信データ信号の連続する２つのエッジ間隔Ｄの比率に応じて、エッジ間隔Ｄを推定する手法の一例を示す説明図である。図４の左側に括弧で示す番号と比率Ｒ（ｎ）は、図３に示した番号と比率Ｒ（ｎ）に対応している。比率Ｒ（ｎ）は、連続する２つのエッジ間隔Ｄ（ｎ－１）、Ｄ（ｎ）の比Ｄ（ｎ）／Ｄ（ｎ－１）である。エッジ間隔Ｄ（ｎ－１）は、先行するエッジ間隔Ｄであり、エッジ間隔Ｄ（ｎ）は、後続のエッジ間隔Ｄである。

【0038】

図４では、互いに隣接する２つの比率Ｒ（ｎ）の中央値がそれぞれ閾値ＶＴ１、ＶＴ２、ＶＴ３、ＶＴ４、ＶＴ５、ＶＴ６に設定される。また、閾値ＶＴ０は、閾値ＶＴ１＝０．５８と比率Ｒ（ｎ）＝０．５との差０．０８を比率Ｒ（ｎ）＝０．５から引いた値（０．４２）に設定される。閾値ＶＴ７は、比率Ｒ（ｎ）＝２と閾値ＶＴ６＝１．７５との差０．２５を比率Ｒ（ｎ）＝２に加えた値（２．２５）に設定される。なお、閾値ＶＴ０からＶＴ７を総称して閾値ＶＴと呼ぶ場合がある。

【0039】

例えば、復号部７０は、実際に測定されるエッジ間隔Ｄ（ｎ－１）、エッジ間隔Ｄ（ｎ）から比率Ｒ（ｎ）を求める。復号部７０は、求めた比率Ｒ（ｎ）を各閾値ＶＴと比較する。そして、復号部７０は、比較結果に基づいて、２つのエッジ間隔Ｄ（ｎ－１）、Ｄ（ｎ）のうち後続のエッジ間隔Ｄ（ｎ）がビット幅Ｔの何倍（１倍、１．５倍、２倍のいずれか）であるかを推定する。ここで、ビット幅Ｔは、マンチェスタ符号化において用いられた同期クロックの周期である。以下では、ビット幅Ｔ（クロック周期）に対するエッジ間隔Ｄの比率をクロック数とも称する。例えば、エッジ間隔Ｄがビット幅Ｔの１．５倍の場合、エッジ間隔Ｄのクロック数は"１．５"である。

【0040】

エッジ間隔Ｄのクロック数を推定することにより、図５で説明するように、低速受信データ信号ＬＤＴに含まれるマンチェスタ符号化された符号値を復号することができる。また、エッジ間隔Ｄのクロック数を推定できるため、マンチェスタ符号化において用いられた同期クロックの周期が未知の場合、あるいは、マンチェスタ符号化において用いられた同期クロックの周期が変動した場合にも、符号値を復号することができる。換言すれば、比率Ｒ（ｎ）を得る毎に同期クロックの周期を推定することができ、同期クロックの周期を更新することができる。

【0041】

例えば、比率Ｒ（ｎ）が"０．７５"である場合、推定されたエッジ間隔Ｄ（ｎ）を"１．５"で割ることで、同期クロックの周期、すなわち、ビット幅Ｔを推定することができる。比率Ｒ（ｎ）が"１．３３"である場合、推定されたエッジ間隔Ｄ（ｎ）を"２"で割ることで、同期クロックの周期、すなわち、ビット幅Ｔを推定することができる。なお、同期クロックの周期、すなわち、ビット幅Ｔは、エッジ間隔Ｄ（ｎ－１）、Ｄ（ｎ）の和を２で除した平均値に基づいて推定されてもよい。

【0042】

なお、図４の（３）においてビット幅Ｔは、エッジ間隔Ｄ（ｎ）を１／１．５倍して推定するのでなく、エッジ間隔Ｄ（ｎ－１）を１／２倍にして推定してもよい。図４の（６）及び（７）において、ビット幅Ｔは、エッジ間隔Ｄ（ｎ）を用いて推定するのではなく、エッジ間隔Ｄ（ｎ－１）をビット幅Ｔと推定してもよい。この場合、同期クロックの周期を、計算なし、または、エッジ間隔Ｄ（ｎ－１）を示す２進数のビット列を１ビット右シフトすることで算出することができ、計算量を抑えることができる。

【0043】

復号部７０は、比率Ｒ（ｎ）が"０．８８"より大きく、"１．１７"以下の場合、エッジ間隔Ｄ（ｎ－１）、Ｄ（ｎ）が互いに等しいと判定する。この場合、エッジ間隔Ｄ（ｎ－１）、Ｄ（ｎ）は、例えば、"Ｔ"、"１．５Ｔ"および"２Ｔ"のいずれかであり、定まらない。このため、復号部７０は、エッジ間隔Ｄ（ｎ）の推定を保留する。なお、復号部７０は、エッジ間隔Ｄの推定を保留する場合にも、図５で説明する手法を用いて、低速受信データ信号ＬＤＴに含まれる符号値を復号することができる。例えば、エッジ間隔Ｄ（ｎ－１）において、エッジ間隔が確定している場合には、当該エッジ間隔Ｄ（ｎ－１）のエッジ間隔を、エッジ間隔Ｄ（ｎ）としてもよい。

【0044】

復号部７０は、比率Ｒ（ｎ）が閾値ＶＴ０以下の場合、エッジ間隔Ｄ（ｎ）が小さすぎるため、推定不能と判定する。また、復号部７０は、比率Ｒ（ｎ）が閾値ＶＴ７より大きい場合、エッジ間隔Ｄ（ｎ）が大きすぎるため、推定不能と判定する。

【0045】

復号部７０は、推定不能と判定した場合、エッジ間隔Ｄの比率Ｒ（ｎ）の取得を最初からやり直す。この場合、復号部７０は、エッジ間隔Ｄ（ｎ）の次のエッジ間隔Ｄ（ｎ＋１）とその次のエッジ間隔Ｄ（ｎ＋２）の比率Ｒ（ｎ＋２）＝Ｄ（ｎ＋２）／Ｄ（ｎ＋１）を求める。エッジ間隔Ｄ（ｎ＋１）は、第３エッジと、第３エッジの直後に検出された第４エッジとの間の第３時間間隔の一例である。エッジ間隔Ｄ（ｎ＋２）は、第４エッジと、第４エッジの直後に検出された第５エッジとの間の第４時間間隔の一例である。第３エッジ、第４エッジおよび第５エッジは、マンチェスタ符号の信号波形において互いに隣接する立ち上がりエッジである。

【0046】

このように、比率Ｒ（ｎ）の上限値および下限値を閾値ＶＴ０、ＶＴ７として設定することで、ノイズ等により誤って発生したエッジ、マンチェスタ符号の伝送レートの変化、または、低速受信データ信号ＬＤＴの伝送の中断を検出することができる。この場合、復号部７０は、片エッジ間隔カウンタ６０に最初のエッジ間隔Ｄ（ｎ－１）の測定からやり直させる。これにより、復号部７０は、新たなエッジ間隔Ｄ（ｎ－１）、Ｄ（ｎ）の比率Ｒ（ｎ）に基づいて、低速受信データ信号ＬＤＴの復号を再開することができる。

【0047】

図４の右側に示す符号ＥＲＲ１＝１、ＢＷ１＝１、ＢＷ２＝１、ＢＷ３＝１、ＢＷ４＝１、ＢＷ５＝１、ＢＷ６＝１、ＢＷ７＝１、ＥＲＲ２＝１は、図７に示す復号部７０内で使用する信号の値であり、いずれか１つのみが論理値１に設定される。符号ＥＲＲ１、ＥＲＲ２は、エラー信号であり、符号ＢＷ１から符号ＢＷ７のそれぞれは、ビット幅信号である。なお、ビット幅信号ＢＷ１からビット幅信号ＢＷ７のそれぞれを総称してビット幅信号ＢＷという場合がある。

【0048】

例えば、論理値１のビット幅信号ＢＷ１および論理値１のビット幅信号ＢＷ２は、エッジ間隔Ｄ（ｎ）のクロック数が"１"であることを示し、エッジ間隔Ｄ（ｎ）がビット幅Ｔ（クロック周期）とほぼ等しいことを示す。論理値１のビット幅信号ＢＷ３および論理値１のビット幅信号ＢＷ６は、エッジ間隔Ｄ（ｎ）のクロック数が"１．５"であることを示し、エッジ間隔Ｄ（ｎ）がビット幅Ｔ（クロック周期）の１．５倍とほぼ等しいことを示す。

【0049】

論理値１のビット幅信号ＢＷ５および論理値１のビット幅信号ＢＷ７は、エッジ間隔Ｄ（ｎ）のクロック数が"２"であることを示し、エッジ間隔Ｄ（ｎ）がビット幅Ｔ（クロック周期）の２倍とほぼ等しいことを示す。このように、ビット幅信号ＢＷは、エッジ間隔Ｄ（ｎ）がマンチェスタ符号化において用いられた同期クロックのビット幅Ｔの何倍であるかの推定結果を示す。

【0050】

〔エッジ間隔から符号値を復号する手法〕
図５は、低速受信データ信号ＬＤＴのエッジ間隔Ｄと直前に復号した符号値とに基づいて、符号値を復号する手法の一例を示す説明図である。なお、図５は、図１の復号部７０による復号動作を示している。図５において、エッジ間隔Ｄは、低速受信データ信号ＬＤＴの信号波形において、互いに隣接する２つの立ち上がりエッジの間隔を示す。図２に示したように、エッジ間隔Ｄは、"Ｔ"、"１．５Ｔ"、"２Ｔ"のいずれである。

【0051】

破線の矩形枠で示す"基準符号値Ｐ"は、直前に復号した符号値が"Ｐ"であることを示す。破線の矩形枠で示す"基準符号値Ｎ"は、直前に復号した符号値が"Ｎ"であることを示す。破線の丸枠は、復号により判定された符号値のうち、最後の符号値を示す。判定された最後の符号値が"Ｐ"の場合、"ＬａｓｔＰ"と示され、判定された最後の符号値が"Ｎ"の場合、"ＬａｓｔＮ"と示される。なお、判定された符号値が１つの場合、判定された符号値が"ＬａｓｔＰ"または"ＬａｓｔＮ"になる。"ＬａｓｔＰ"は、次の符号値の判定時に基準符号値Ｐとなる。"ＬａｓｔＮ"は、次の符号値の判定時に基準符号値Ｎとなる。

【0052】

復号部７０は、基準符号値が"Ｐ"でエッジ間隔Ｄが"Ｔ"の場合（図５（ａ））、符号値Ｐを受信したと判定する。復号部７０は、基準符号値が"Ｎ"でエッジ間隔Ｄが"Ｔ"の場合（図５（ｂ））、符号値Ｎを受信したと判定する。

【0053】

復号部７０は、基準符号値が"Ｐ"でエッジ間隔Ｄが"１．５Ｔ"の場合（図５（ｃ））、符号値Ｎを受信したと判定される。なお、受信した符号値Ｎの後に続く括弧で示す符号値Ｎは、次回に復号される。復号部７０は、基準符号値が"Ｎ"でエッジ間隔Ｄが"１．５Ｔ"の場合（図５（ｄ））、符号値Ｎと符号値Ｐを受信したと判定する。

【0054】

復号部７０は、基準符号値が"Ｐ"でエッジ間隔Ｄが"２Ｔ"の場合（図５（ｅ））、符号値Ｎと符号値Ｐを受信したと判定する。復号部７０は、基準符号値が"Ｎ"でエッジ間隔Ｄが"２Ｔ"の場合（図５（ｆ））、マンチェスタ符号には存在しないパターンのため、位相ずれが発生したと判定し、受信した符号値を判定しない。但し、復号部７０は、後半の立ち上がりエッジを"ＬａｓｔＰ"と判定することで、次に現れるエッジ間隔Ｄでの符号値の判定を可能にすることができる。

【0055】

図２の波形で示されるように、復号部７０は、連続する２つのエッジ間隔Ｄを使用してマンチェスタ符号を復号する。例えば、復号部７０は、エッジ間隔Ｄ（ｎ－１）とエッジ間隔Ｄ（ｎ）との比率Ｒ（ｎ）に基づいて１つまたは２つの符号値を判定し、エッジ間隔Ｄ（ｎ）とエッジ間隔Ｄ（ｎ＋１）との比率Ｒ（ｎ＋１）に基づいて１つまたは２つの符号値を判定する。このように、符号値の判定に使用したエッジ間隔Ｄ（ｎ－１）、Ｄ（ｎ）のうち、後のエッジ間隔Ｄ（ｎ）は、次の符号値の判定に使用される。この結果、復号部７０は、連続する２つのエッジ間隔Ｄのペアを順次使用して、マンチェスタ符号の連続する符号値を順次判定することができる。

【0056】

〔片エッジ間隔カウンタ６０の回路構成〕
図６は、図１の片エッジ間隔カウンタ６０の一例を示す回路図である。片エッジ間隔カウンタ６０は、カウンタ６２およびレジスタ６４を有する。片エッジ間隔カウンタ６０は、低速受信データ信号ＬＤＴの互いに隣接する立ち上がりエッジのエッジ間隔Ｄを繰り返し測定する間隔測定部の一例である。なお、片エッジ間隔カウンタ６０は、立ち上がりエッジを検出しているが、立ち下がりエッジを検出してもよい。ただし、片エッジ間隔カウンタ６０は、あらかじめ定められた立ち上がりエッジまたは立ち下がりエッジのいずれかのみを検出する。

【0057】

カウンタ６２は、リセット端子ＲＳＴと、クロック信号ＣＬＫを受けるクロック端子ＣＫと、カウント値ＣＮＴを出力する出力端子ＯＵＴとを有する。リセット端子ＲＳＴは、図１のＬＰＦ４０から出力されるマンチェスタ符号化された低速受信データ信号ＬＤＴを受ける。カウンタ６２は、低速受信データ信号ＬＤＴの立ち上がりエッジに同期してカウント値ＣＮＴを"０"にリセットし、クロック信号ＣＬＫに同期してカウント値ＣＮＴを"１"ずつ増加させる。

【0058】

これにより、カウンタ６２は、低速受信データ信号ＬＤＴの立ち上がりエッジ毎に、１つ前の立ち上がりエッジからの時間間隔をカウント値ＣＮＴとして出力する。すなわち、カウンタ６２は、互いに隣接する２つの立ち上がりエッジのエッジ間隔Ｄをカウント値ＣＮＴとして繰り返し測定する。

【0059】

レジスタ６４は、低速受信データ信号ＬＤＴを受けるロード端子と、カウント値ＣＮＴを受ける入力端子ＩＮと、ロードしたカウント値ＣＮＴを出力する出力端子ＯＵＴとを有する。レジスタ６４は、低速受信データ信号ＬＤＴの立ち上がりエッジに同期してカウント値ＣＮＴをラッチし、ラッチしたカウント値ＣＮＴをエッジ間隔Ｄとして出力端子ＯＵＴから出力する。

【0060】

図６の下側の括弧内に示す信号波形は、片エッジ間隔カウンタ６０の動作を示す。波形図のクロック信号ＣＬＫおよびカウント値ＣＮＴの縦縞は、クロック信号ＣＬＫの周波数が低速受信データ信号ＬＤＴの周波数に比べて十分高いことを示す。例えば、クロック信号ＣＬＫとして、ＤＳＰ１０で使用するクロック信号の周波数を所定の分周比で分周した分周クロック信号が使用されてもよく、他のクロック信号が使用されてもよい。

【0061】

信号波形に示すように、１つのエッジ間隔Ｄを得るためには、低速受信データ信号ＬＤＴの２つの立ち上がりエッジが必要である。また、復号部７０で受信監視制御情報を復号するためには、連続する２つのエッジ間隔Ｄ（例えば、Ｄ（ｎ－１）とＤ（ｎ））が必要である。

【0062】

なお、片エッジ間隔カウンタ６０は、低速受信データ信号ＬＤＴの互いに隣接する立ち下がりエッジのエッジ間隔Ｄを繰り返し測定してもよい。この場合、カウンタ６２は、低速受信データ信号ＬＤＴの立ち下がりエッジでリセットされる。レジスタ６４は、低速受信データ信号ＬＤＴの立ち下がりエッジに同期してカウント値ＣＮＴをラッチし、ラッチしたカウント値ＣＮＴをエッジ間隔Ｄとして出力端子ＯＵＴから出力する。但し、立ち下がりエッジのエッジ間隔Ｄを計測する場合の復号部７０の構成および動作は、以下で説明する復号部７０の構成および動作と異なる。

【0063】

〔復号部７０の回路構成〕
図７は、図１の復号部７０の一例を示す回路図である。復号部７０は、クロック数推定部８０および符号値判定部９０を有する。クロック数推定部８０は、前回値メモリ８２、８個の乗算器８４、８個の比較器８６、８個のインバータＩＶおよび７個のアンド回路ＡＮＤを有する。なお、乗算器８４、比較器８６、インバータＩＶおよびアンド回路ＡＮＤの数は、図３に示した比率Ｒ（ｎ）の数（種類）に合わせて設定される。

【0064】

前回値メモリ８２は、クロック端子ＣＫで受信する低速受信データ信号ＬＤＴの立ち上がりエッジに同期して、片エッジ間隔カウンタ６０から受信するエッジ間隔Ｄ（ｎ）を取り込み、エッジ間隔Ｄ（ｎ－１）として出力する。前回値メモリ８２が出力するエッジ間隔Ｄ（ｎ－１）は、各乗算器８４に供給される。

【0065】

前回値メモリ８２に入力されるエッジ間隔Ｄ（ｎ）は、図６の信号波形に示したように、低速受信データ信号ＬＤＴの３つの立ち上がりエッジのうちの遅い側の２つの立ち上がりエッジのエッジ間隔Ｄである。すなわち、エッジ間隔Ｄ（ｎ）は、２つのエッジ間隔Ｄ（ｎ－１）、Ｄ（ｎ）のうち後続のエッジ間隔Ｄである。

【0066】

前回値メモリ８２から出力されるエッジ間隔Ｄ（ｎ－１）は、図６の信号波形に示したように、低速受信データ信号ＬＤＴの３つの立ち上がりエッジのうちの早い側の２つの立ち上がりエッジのエッジ間隔Ｄである。すなわち、エッジ間隔Ｄ（ｎ－１）は、連続する２つのエッジ間隔Ｄ（ｎ－１）、Ｄ（ｎ）のうち先行するエッジ間隔Ｄである。前回値メモリ８２は、低速受信データ信号ＬＤＴの連続する２つのエッジ間隔Ｄ（ｎ－１）、Ｄ（ｎ）のうち先行するエッジ間隔Ｄ（ｎ－１）を記憶する記憶部の一例である。

【0067】

各乗算器８４は、エッジ間隔Ｄ（ｎ－１）を互いに異なる乗数で乗じ、乗算結果を比較器８６にそれぞれ出力する。８個の乗算器８４で使用される乗数は、それぞれ"０．４２"、"０．５８"、"０．７１"、"０．８６"、"１．１７"、"１．４２"、"１．７５"、"２．２５"であり、図４で説明した閾値ＶＴ０、ＶＴ１、...、ＶＴ７である。

【0068】

各比較器８６は、対応する乗算器８４が出力する乗算結果とエッジ間隔Ｄ（ｎ）とを比較し、比較結果を出力する。各比較器８６は、エッジ間隔Ｄ（ｎ）が乗算結果より大きい場合、論理値１を出力し、エッジ間隔Ｄ（ｎ）が乗算結果以下の場合、論理値０を出力する。

【0069】

なお、図７に示す回路は、図３で説明した式（１）を変形した式（２）を利用して構成される。
Ｄ（ｎ）＝Ｒ（ｎ）・Ｄ（ｎ－１） ‥（２）
各乗算器８４は、式（２）の右辺を算出し、比較器８６は、式（２）の左辺と右辺とを比較する。すなわち、比較器８６は、エッジ間隔Ｄ（ｎ）を閾値Ｒ（ｎ）・Ｄ（ｎ－１）と比較する。

【0070】

これにより、式（１）に示した除算を実行することなく、エッジ間隔Ｄ（ｎ－１）と各閾値ＶＴとの乗算により比率Ｒ（ｎ）と閾値ＶＴとを比較することができる。この結果、復号部７０の回路規模を抑制することができ、光トランシーバ１００のコストを削減することができる。なお、クロック数推定部８０の回路構成は、図７に限定されるものではない。

【0071】

また、閾値Ｒ（ｎ）・Ｄ（ｎ－１）は、エッジ間隔Ｄ（ｎ－１）により変化する。すなわち、クロック数推定部８０は、前回測定されたエッジ間隔Ｄ（ｎ－１）に応じて、閾値を毎回更新して、エッジ間隔Ｄ（ｎ）と比較することができる。したがって、マンチェスタ符号化において用いられた同期クロックの周波数が変化し、あるいは、同期クロックジッタ等が発生した場合にも、周波数の変化やジッタ等に追従して、閾値を更新することができる。この結果、閾値が固定の場合に比べて、マンチェスタ復号回路５０の復号の精度を向上することができ、光トランシーバ１００の信頼性を向上することができる。

【0072】

各アンド回路ＡＮＤは、対応する比較器８６が出力する論理値と、対応する比較器８６が比較する乗算結果より倍率が１つ高い乗算結果を比較する比較器８６が出力する論理値をインバータＩＶで反転した論理値とを受ける。各アンド回路ＡＮＤは、論理演算結果をビット幅信号ＢＷ（ＢＷ１、ＢＷ２、...、ＢＷ７）として符号値判定部９０に出力する。

【0073】

図７の一番左側の比較器８６が出力する論理値は、インバータＩＶで反転され、エラー信号ＥＲＲ１として符号値判定部９０に出力される。図７の一番右側の比較器８６が出力する論理値は、エラー信号ＥＲＲ２として符号値判定部９０に出力される。

【0074】

例えば、エッジ間隔Ｄ（ｎ－１）、Ｄ（ｎ）がともに"１"の場合、０．４２倍から０．８８倍の４個の乗算器８４に対応する比較器８６は、論理値１を出力し、１．１７倍から２．２５倍の４個の乗算器８４に対応する比較器８６は、論理値０を出力する。この場合、クロック数推定部８０は、論理値１のビット幅信号ＢＷ４と、論理値０のビット幅信号ＢＷ１－ＢＷ３、ＢＷ５－ＢＷ７、エラー信号ＥＲＲ１、ＥＲＲ２とを出力する。すなわち、論理値１のビット幅信号ＢＷ４は、比率Ｒ（ｎ）が０．８８より大きく１．１７以下であることを示す。

【0075】

また、エッジ間隔Ｄ（ｎ－１）が"１"で、エッジ間隔Ｄ（ｎ）が"２"の場合、０．４２倍から１．７５倍の７個の乗算器８４に対応する比較器８６は、論理値１を出力し、２．２５倍の乗算器８４に対応する比較器８６は、論理値０を出力する。この場合、クロック数推定部８０は、論理値１のビット幅信号ＢＷ７と、論理値０のビット幅信号ＢＷ１－ＢＷ６、エラー信号ＥＲＲ１、ＥＲＲ２とを出力する。すなわち、論理値１のビット幅信号ＢＷ７は、比率Ｒ（ｎ）が１．７５より大きく２．２５以下であることを示す。

【0076】

エッジ間隔Ｄ（ｎ－１）が"１"で、エッジ間隔Ｄ（ｎ）が"３"の場合、全ての比較器８６は、論理値１を出力する。この場合、クロック数推定部８０は、論理値１のエラー信号ＥＲＲ１と、論理値０のビット幅信号ＢＷ１－ＢＷ７、エラー信号ＥＲＲ２とを出力する。すなわち、論理値１のエラー信号ＥＲＲ１は、比率Ｒ（ｎ）が０．４２以下であることを示す。

【0077】

エッジ間隔Ｄ（ｎ－１）が"３"で、エッジ間隔Ｄ（ｎ）が"１"の場合、全ての比較器８６は、論理値０を出力する。この場合、クロック数推定部８０は、論理値１のエラー信号ＥＲＲ２と、論理値０のエラー信号ＥＲＲ１、ビット幅信号ＢＷ１－ＢＷ７とを出力する。すなわち、論理値１のエラー信号ＥＲＲ２は、比率Ｒ（ｎ）が２．２５より大きいことを示す。

【0078】

符号値判定部９０は、符号値抽出部９２とＬａｓｔ値保持部９４とを有する。符号値抽出部９２は、クロック数推定部８０が出力するビット幅信号ＢＷ１－ＢＷ７の論理値と、Ｌａｓｔ値保持部９４が保持する符号値（ＰまたはＮ）とに基づいて、受信した低速受信データ信号ＬＤＴに含まれる符号値を抽出する。Ｌａｓｔ値保持部９４が保持する符号値は、符号値抽出部９２が直前に抽出した符号値である。

【0079】

符号値抽出部９２による符号値の抽出は、図５に示した符号値を復号する手法にしたがって実施される。図５に破線の矩形枠で示した直前に復号された符号値は、Ｌａｓｔ値保持部９４に保持され、符号値抽出部９２での符号値の抽出に使用される。図５に破線の丸枠で示したＬａｓｔＰまたはＬａｓｔＮは、符号値抽出部９２で抽出される最後の符号値であり、Ｌａｓｔ値保持部９４に保持される。そして、復号部７０は、符号値抽出部９２が抽出した符号値を、受信監視制御情報としてホスト装置に出力する。

【0080】

図７に示す復号部７０により、低速受信データ信号ＬＤＴにおいて、連続する２つのエッジ間隔Ｄ（ｎ－１）、Ｄ（ｎ）の比率Ｒ（ｎ）を閾値ＶＴと比較することで、マンチェスタ符号化された符号値を復号することができる。換言すれば、クロック数推定部８０は、前回測定されたエッジ間隔Ｄ（ｎ－１）毎に更新される閾値Ｒ（ｎ）・Ｄ（ｎ－１）をエッジ間隔Ｄ（ｎ）と比較することで、エッジ間隔Ｄ（ｎ）のクロック数を求めることができる。

【0081】

なお、一般に、情報をマンチェスタ符号化する場合、プリアンブルなどの同期用ビット列が任意のタイミングで挿入される。同期用ビット列の挿入により、多数の符号値Ｐのみ、または多数の符号値Ｎのみが連続することを避けることができる。

【0082】

このため、マンチェスタ復号回路５０は、低速受信データ信号ＬＤＴの受信を続けることで、エッジ間隔Ｄのクロック数を順次推定することができ、マンチェスタ符号を順次復号することができる。すなわち、低速受信データ信号ＬＤＴの復号に一度成功した後は、図５に示した手法を用いて、低速受信データ信号ＬＤＴの復号を続けることができる。

【0083】

〔マンチェスタ復号回路の状態遷移図〕
図８は、図１のマンチェスタ復号回路５０の動作の一例を示す状態遷移図である。マンチェスタ復号回路５０は、スタート状態、測定状態、ＬａｓｔＰ状態、ＬａｓｔＮ状態を有する。ＬａｓｔＰ状態では、図７に示した復号部７０は、図５に示した基準符号値Ｐの場合の判定手法にしたがって、符号値を判定する。ＬａｓｔＮ状態では、復号部７０は、図５に示した基準符号値Ｎの場合の判定手法にしたがって、符号値を判定する。

【0084】

まず、スタート状態において、片エッジ間隔カウンタ６０は、マンチェスタ符号化された低速受信データ信号ＬＤＴの受信を開始する。片エッジ間隔カウンタ６０は、最初の立ち上がりエッジを検出すると、エッジ間隔Ｄ（ｎ－１）の測定状態に遷移する（図８（ａ））。片エッジ間隔カウンタ６０は、最初のエッジ間隔Ｄ（ｎ－１）の測定に失敗した場合、カウント値ＣＮＴをリセットすることで、エッジ間隔Ｄ（ｎ－１）を再測定する（図８（ｂ））。

【0085】

片エッジ間隔カウンタ６０は、低速受信データ信号ＬＤＴの次の立ち上がりを検出することで、最初のエッジ間隔Ｄ（ｎ－１）の測定に成功した場合、エッジ間隔Ｄ（ｎ－１）を決定し、ＬａｓｔＰ状態に遷移する（図８（ｃ））。Ｌａｓｔ値保持部９４は、符号値ＰをＬａｓｔ値として保持する。

【0086】

図２に示したように、符号値が"Ｐ"の場合、信号の立ち上がりエッジは、ビット幅Ｔの中点（同期クロックの立ち下がりエッジ）に位置する。なお、符号値が"Ｎ"の場合、信号の立ち下がりエッジは、ビット幅Ｔの中点（同期クロックの立ち下がりエッジ）に位置する。また、信号の立ち上がりエッジが同期クロック内にある場合、信号の立ち上がりエッジは、ビット幅Ｔの端点（同期クロックの立ち上がりエッジ）に位置する。

【0087】

このため、測定状態に遷移後、初めてエッジ間隔Ｄ（ｎ－１）が測定された場合、ＬａｓｔＰ状態またはＬａｓｔＮ状態のいずれかを取り得る。この実施形態では、測定状態に遷移後、初めてエッジ間隔Ｄ（ｎ－１）が測定された場合、仮の状態としてＬａｓｔＰ状態に遷移させる。なお、測定状態に遷移後、初めてエッジ間隔Ｄ（ｎ－１）が測定された場合、マンチェスタ復号回路５０は、ＬａｓｔＮ状態に遷移されてもよい。

【0088】

ＬａｓｔＰ状態またはＬａｓｔＮ状態において、片エッジ間隔カウンタ６０は、低速受信データ信号ＬＤＴの次の立ち上がりを検出した場合、エッジ間隔Ｄ（ｎ－１）を前回値メモリ８２に記憶する。そして、図７で説明したように、クロック数推定部８０は、比率Ｒ（ｎ）（＝エッジ間隔Ｄ（ｎ）／Ｄ（ｎ－１））に基づいて、ビット幅信号ＢＷ１－ＢＷ７またはエラー信号ＥＲＲ１、ＥＲＲ２のいずれかを論理値１に設定する。すなわち、マンチェスタ符号の受信を開始する。

【0089】

ＬａｓｔＰ状態において、符号値抽出部９２は、エッジ間隔Ｄ（ｎ）＝"Ｔ"を示す論理値１のビット幅信号ＢＷ１または論理値１のビット幅信号ＢＷ２を受信した場合、符号値Ｐの受信を判定し、ＬａｓｔＰ状態に留まる（図８（ｄ））。Ｌａｓｔ値保持部９４は、符号値抽出部９２が判定した符号値ＰをＬａｓｔ値として保持する。

【0090】

ＬａｓｔＰ状態において、符号値抽出部９２は、エッジ間隔Ｄ（ｎ）＝"１．５Ｔ"を示す論理値１のビット幅信号ＢＷ３または論理値１のビット幅信号ＢＷ６を受信した場合、符号値Ｎの受信を判定し、ＬａｓｔＮ状態に遷移する（図８（ｅ））。Ｌａｓｔ値保持部９４は、符号値抽出部９２が判定した符号値ＮをＬａｓｔ値として保持する。

【0091】

ＬａｓｔＰ状態において、符号値抽出部９２は、エッジ間隔Ｄ（ｎ）＝"２Ｔ"を示す論理値１のビット幅信号ＢＷ５または論理値１のビット幅信号ＢＷ７を受信した場合、符号値Ｎ、Ｐの受信を判定し、ＬａｓｔＰ状態に留まる（図８（ｆ））。Ｌａｓｔ値保持部９４は、符号値抽出部９２が最後に判定した符号値ＰをＬａｓｔ値として保持する。

【0092】

ＬａｓｔＰ状態において、符号値判定部９０は、論理値１のエラー信号ＥＲＲ１または論理値１のエラー信号ＥＲＲ２を受信した場合、エッジ間隔Ｄ（ｎ）を繰り返し測定する動作を停止する。そして、符号値判定部９０は、新たに最初のエッジ間隔Ｄ（ｎ－１）から測定を開始するために測定状態に遷移する（図８（ｇ））。

【0093】

論理値１のエラー信号ＥＲＲ１は、エッジ間隔Ｄ（ｎ）が短すぎる場合に出力される。論理値１のエラー信号ＥＲＲ２は、エッジ間隔Ｄ（ｎ）が長すぎる場合に出力される。これにより、マンチェスタ復号回路５０は、誤った符号値を検出し続けることなく、マンチェスタ符号の復号を改めて再開することができる。

【0094】

一方、ＬａｓｔＮ状態において、符号値抽出部９２は、エッジ間隔Ｄ（ｎ）＝"Ｔ"を示す論理値１のビット幅信号ＢＷ１または論理値１のビット幅信号ＢＷ２を受信した場合、符号値Ｎの受信を判定し、ＬａｓｔＮ状態に留まる（図８（ｈ））。Ｌａｓｔ値保持部９４は、符号値抽出部９２が判定した符号値ＮをＬａｓｔ値として保持する。

【0095】

ＬａｓｔＮ状態において、符号値抽出部９２は、エッジ間隔Ｄ（ｎ）＝"１．５Ｔ"を示す論理値１のビット幅信号ＢＷ３または論理値１のビット幅信号ＢＷ６を受信した場合、符号値Ｎ、Ｐの受信を判定し、ＬａｓｔＰ状態に遷移する（図８（ｉ））。Ｌａｓｔ値保持部９４は、符号値抽出部９２が最後に判定した符号値ＰをＬａｓｔ値として保持する。

【0096】

ＬａｓｔＮ状態において、符号値抽出部９２は、エッジ間隔Ｄ（ｎ）＝"２Ｔ"を示す論理値１のビット幅信号ＢＷ５または論理値１のビット幅信号ＢＷ７を受信した場合、エッジ間隔Ｄ（ｎ）の測定が誤ったと判定する。そして、符号値抽出部９２は、符号値の受信判定をせずに、ＬａｓｔＰ状態に遷移する（図８（ｊ））。

【0097】

ＬａｓｔＮ状態において、符号値判定部９０は、論理値１のエラー信号ＥＲＲ１または論理値１のエラー信号ＥＲＲ２を受信した場合、エッジ間隔Ｄ（ｎ）を繰り返し測定する動作を停止する。そして、符号値判定部９０は、新たに最初のエッジ間隔Ｄ（ｎ－１）から測定を開始するために測定状態に遷移する（図８（ｋ））。これにより、マンチェスタ復号回路５０は、誤った符号値を検出し続けることなく、マンチェスタ符号の復号を改めて再開することができる。

【0098】

なお、ＬａｓｔＰ状態またはＬａｓｔＮ状態において、符号値判定部９０の符号値抽出部９２は、ビット幅信号ＢＷ４が論理値１の場合、エッジ間隔Ｄ（ｎ）の推定を保留する。しかしながら、復号部７０は、エッジ間隔Ｄ（ｎ）の推定を保留する場合にも、図５に示した手法を用いて、マンチェスタ符号の復号することができる。例えば、エッジ間隔Ｄ（ｎ－１）において、エッジ間隔が確定している場合には、当該エッジ間隔Ｄ（ｎ－１）のエッジ間隔を、エッジ間隔Ｄ（ｎ）としてもよい。

【0099】

また、マンチェスタ符号のビット列の中に、図２に示した補正パターン（符号Ｐ、Ｐ、Ｎ、Ｐ）を挿入することで、復号部７０は、比率Ｒ（ｎ）が"２"のエッジ間隔Ｄ（ｎ－１）、Ｄ（ｎ）を検出する。そして、復号部７０は、論理値１のビット幅信号ＢＷ７を出力することで、符号値Ｎの受信を判定する。したがって、復号部７０は、補正パターン以外が全て符号値Ｐのビット列を連続して受信し、同じエッジ間隔Ｄ（ｎ－１）、Ｄ（ｎ）により推定を保留し続ける場合にも、補正パターンを受信することでエッジ間隔Ｄ（ｎ）を推定することができる。

【0100】

さらに、復号部７０は、連続する符号値Ｐを連続する符号値Ｎと誤検出し続け、ＬａｓｔＮ状態を繰り返す場合にも、補正パターンの受信により、ＬａｓｔＰ状態に遷移する。これにより、符号値の受信動作を正常に戻すことができ、その後正しい符号値を検出することができる。

【0101】

以上、第１の実施形態では、光トランシーバ１００は、マンチェスタ符号化において用いられた同期クロックの周期が未知である場合、または同期クロックの周期が変動する場合にも、マンチェスタ符号化された監視用信号を復号することができる。具体的には、光トランシーバ１００は、連続する２つのエッジ間隔Ｄ（ｎ－１）、Ｄ（ｎ）の比率に基づいて、マンチェスタ符号化された監視用信号を復号することができる。

【0102】

すなわち、光トランシーバ１００は、マンチェスタ符号化において用いられた同期クロックの周期がどのように設定される場合にも、マンチェスタ符号化された監視用情報を復号できる。したがって、共通の光トランシーバ１００を使用して、様々なホスト装置で使用する、同期クロックの周期が様々なマンチェスタ符号を復号することができる。

【0103】

これにより、システム毎に光トランシーバ１００を用意する場合に比べて、光トランシーバ１００の開発コスト、製造コスト、保守コストを削減することができる。例えば、監視用情報は、本来通信する信号に冗長されて通信される。このため、マンチェスタ符号化において用いられた同期クロックの周期は、本来の通信対象であるＰＡＭ４信号等の通信品質への影響を避けるため、システムの設置環境、動作環境に応じて変更される場合がある。この場合にも、同期クロックの周期の変更に自動的に追従して、マンチェスタ符号化された監視制御情報を復号することができる。

【0104】

以上、本開示の実施形態などについて説明したが、本開示は上記実施形態などに限定されない。特許請求の範囲に記載された範囲内において、各種の変更、修正、置換、付加、削除、および組み合わせが可能である。それらについても当然に本開示の技術的範囲に属する。

【符号の説明】

【0105】

１０ ＤＳＰ
２０ マンチェスタ符号化回路
３０ 光電変換部
３２ レーザーダイオード（ＬＤ）ドライバ
３４ レーザーダイオード（ＬＤ）
３６ フォトダイオード（ＰＤ）
３８ トランスインピーダンスアンプ（ＴＩＡ）
４０ ローパスフィルタ（ＬＰＦ）
５０ マンチェスタ復号回路
６０ 片エッジ間隔カウンタ
６２ カウンタ
６４ レジスタ
７０ 復号部
８０ クロック数推定部
８２ 前回値メモリ
８４ 乗算器
８６ 比較器
９０ 符号値判定部
９２ 符号値抽出部
９４ Ｌａｓｔ値保持部
１００ 光トランシーバ
ＢＷ（ＢＷ１－ＢＷ７） ビット幅信号
ＣＮＴ カウント値
Ｄ、Ｄ（ｎ）、Ｄ（ｎ－１） エッジ間隔
ＥＲＲ１、ＥＲＲ２ エラー信号
ＩＶ インバータ
ＬＤＴ 低速受信データ信号
Ｒ（ｎ） 比率
Ｔ ビット幅
ＶＴ（ＶＴ０－ＶＴ７） 閾値

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】