JP3036424B2 - 信号再生機能を有する光中継器 - Google Patents

信号再生機能を有する光中継器

Info

Publication number
JP3036424B2
JP3036424B2 JP8021770A JP2177096A JP3036424B2 JP 3036424 B2 JP3036424 B2 JP 3036424B2 JP 8021770 A JP8021770 A JP 8021770A JP 2177096 A JP2177096 A JP 2177096A JP 3036424 B2 JP3036424 B2 JP 3036424B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
optical
pulse train
input
clock
light
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP8021770A
Other languages
English (en)
Other versions
JPH09200147A (ja
Inventor
隆 矢野
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
NEC Corp
Original Assignee
NEC Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by NEC Corp filed Critical NEC Corp
Priority to JP8021770A priority Critical patent/JP3036424B2/ja
Priority to US08/781,809 priority patent/US6078416A/en
Publication of JPH09200147A publication Critical patent/JPH09200147A/ja
Priority to US09/170,065 priority patent/US6108125A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP3036424B2 publication Critical patent/JP3036424B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B10/00—Transmission systems employing electromagnetic waves other than radio-waves, e.g. infrared, visible or ultraviolet light, or employing corpuscular radiation, e.g. quantum communication
    • H04B10/29—Repeaters
    • H04B10/291—Repeaters in which processing or amplification is carried out without conversion of the main signal from optical form
    • H04B10/299—Signal waveform processing, e.g. reshaping or retiming

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は光再生中継器に関
し、特にディジタル光伝送システムに用いて好適な光中
継器に関する。
【０００２】
【従来の技術】ディジタル光伝送システムに用いられる
再生中継器に関する従来技術を以下に説明する。
【０００３】＜再生中継器＞伝送路を伝送した信号は、
波形が歪んだり、ノイズやジッタが累積したりする。光
伝送信号に、これらのアナログ的な劣化現象が蓄積する
と、符号誤りが深刻なレベルにまでに増加するので、そ
こまでの蓄積に至る以前に、光信号を一度受信し、符号
を判別し直してから再度送信する、信号再生中継器が用
いられる。
【０００４】図６は、信号再生機能を有する中継器
（「再生中継器」という）の一般的な構成の概略を示す
ブロック図である。図６を参照して、伝送信号（入力信
号41）の一部を分岐してクロック再生器42にてクロック
を再生し、再生されたクロック信号44と伝送信号41との
ＡＮＤ（論理積）をＡＮＤゲート43で取って、再生信号
（出力信号45）を得ている。
【０００５】再生中継器の機能は、減衰と波形歪みを補
償する等化増幅(Reshaping)、ジッタを除去するリタイ
ミング(Retiming)、符号を判別し直してノイズを除去す
る識別(Regenerating)、の大きく３つからなり、これら
は「3R機能」と呼ばれる。
【０００６】この3R機能よって、前述のアナログ的な信
号波形の劣化現象は、一部が（許容しうる）符号誤りと
して固定化され、大部分は解消される。
【０００７】今日の光伝送システムでは、等化増幅は光
増幅器によって光学的に全ての処理が可能となっている
ものの、それ以外の劣化現象の回復は、電気回路による
処理によって行われている。
【０００８】＜光信号処理による再生中継器＞このよう
に、従来、再生中継器における信号の再生処理には、電
気回路が用いられているが、光信号のまま信号再生がで
きれば理想的である。なぜなら、伝送信号は光であるた
め、電気回路による再生中継器は、受信器と送信器とを
背中合わせにした構成となり、複雑で高価となるのは避
けがたいのに対し、光信号処理によれば、これらが大幅
に単純化、低コスト化できる可能性があるからである。
【０００９】また、動作速度についても、電気回路処理
は現状の上限が20GHz程度までで、これ以上の高速化も
限界に近づいている一方、光信号処理を用いた送受信器
では数100GHz程度までの動作が実証されており、再生中
継器の電気回路速度の制限が払拭されれば、再生中継シ
ステムの伝送速度が大幅に向上できる可能性があるから
である。
【００１０】光信号処理を用いた再生中継器に関する従
来の技術としては、例えば特公昭61-59574号公報（特許
第1395003号、発明の名称「波形整形光増幅装置」）、
特開平2-36581号公報（発明の名称「光波形整形方法及
び光波形整形装置」）、特開平4-22930号公報（発明の
名称「光識別再生器」）等に各種手法が提案されいるよ
うに、今日までに多くの提案、試みがなされている。
【００１１】＜光クロック再生手段＞後の説明でより一
層明らかとされるように、本発明の識別再生器は、光デ
ータパルス列が入力されるとこれに同期したクロックパ
ルス列を出力する光クロック再生手段を必要とするもの
であるが、この種の従来技術としては、例えば、上記特
公昭61-59574号公報や、特開平2-183236号公報（発明の
名称「光タイミング抽出回路」）等に提案されている、
モード同期レーザを用いた方法等がある。これによりジ
ッタが除去された光パルスが得られる。因みに特公昭61
-59574号公報には、従来の光増幅中継器においてはレー
ザ増幅器が用いられていたため光伝送路の分散により帯
域が劣化しパルス幅が広がる場合において適切な対策を
講じることができず、光中継ができないという問題点を
解消することを目的として、パルス振幅変調により符号
化された光パルスの波形を整形し増幅する波形整形光増
幅装置において、光ファイバ誘導散乱増幅媒体と光励起
用モード同期レーザとを備え、光パルスのクロック周波
数に同期して光励起用モード同期レーザから発生せしめ
られるモード同期光パルスと前記光パルスを重畳して前
記光ファイバ誘導散乱増幅媒体に入力し、前記光パルス
の波形を整形し増幅することを特徴とする波形整形光増
幅装置の構成が記載されている。
【００１２】＜ソリトン制御＞光パルスを長距離の光フ
ァイバに渡って伝送する技術の一つに、ソリトンパルス
伝送がある。これは、光ファイバの持つ波長分散と自己
位相変調効果を巧みに利用して、パルスに波形の保持作
用を持たせる方法であり、将来の大容量化技術として期
待されている方法である。しかしこの方式は、特有の伝
送性能の制限要因を持つ。主なものは次の２つである。
【００１３】（１）光増幅器から発生するノイズ背景光
がソリトンパルスと相互作用し、パルスの時間位相をラ
ンダムに揺らす（「ゴードン・ハウス(Gordon-Haus)ジ
ッタ」という）。
【００１４】（２）ソリトンパルス自身に、パルス同士
が吸引・反発する性質があるため、これもパルスの時間
位相のぶれを生じさせ、最終的にはパルスの散逸に至る
（ソリトン相互作用）。
【００１５】このようにソリトンの劣化は、パルスのタ
イミング揺らぎという形で表れることが多い。これらの
結果、受信器では送信符号を正しく受信できなくなる。
【００１６】この回避策として、「ソリトン制御法」と
呼ばれる技術が提案されている。この方式は、時間領域
での制御と、光周波数領域での制御に大きく分類され
る。
【００１７】後の説明で明らかとされるように本発明の
主題は時間領域での制御に関連するので、これを以下に
説明する。
【００１８】＜時間領域でのソリトン制御法＞ソリトン
は自己波形保持能力があるので、抽出したクロックで浅
く強度変調を行って、前述のタイミング揺らぎを取り除
くだけでも、その頻度（伝送路上での間隔）が十分であ
れば、再生中継と同様な効果が得られ、伝送制限は大幅
に緩和される。この従来技術としては、中沢等により特
開平4-304432号公報に提案されており、実際に、中沢等
によって無限長に近い伝送実験の報告がなされている。
例えば文献（N.Nakazawa et al.,"experimental demons
tration of soliton data transmission over unlimite
d distances with soliton control in time andfreque
ncy domains", Electronics Letters, vol.29, no.9, p
p729-730, 1993）が参照される。
【００１９】この詳細な構成を図７に、その主要部の概
略構成をブロック図にて図８に示す。
【００２０】図７を参照して、入力信号51はエルビウム
（Ｅｒ）ドープ光ファイバ増幅器（EDFA）52、カプラ72
を介してEDFA54に分岐入力され高速光検出器55で電気信
号に変換された後、高帯域増幅器56、高Ｑフィルタ59、
位相推移器57を介して電力増幅器58に入力され、減衰器
（ATT）53又は位相推移器60を介してマッハツェンダ光
変調器61に入力され、EDFA62を介して出力信号を得てい
る。
【００２１】図８から明らかなように、この技術は、従
来使われている電気再生中継器のリタイミング部分の構
成である。これ以外の3R機能、すなわち波形整形と信号
対ノイズ比の回復の機能は、ソリトンパルス伝送系自体
が持っているということができる。図８を参照して、入
力信号（光信号）71の一部が分岐して光電気（Ｏ／Ｅ）
変換器72にて電気信号に変換され、帯域通過フィルタ73
を介して再生クロック信号78が抽出され、再生クロック
信号78は位相シフタ74及び増幅器75を介して光強度変調
器76に入力され、入力光信号71を変調して出力信号77を
得ている。
【００２２】ちなみに、前述の中沢氏等による特開平4-
304432号公報では、リタイミングによるソリトン制御伝
送方式が専ら発明の主題として扱われており（集中定数
型の光増幅器を用いた多中継ソリトン伝送において振幅
Ａ＞１と設定するために必然的に発生する非ソリトン的
な光成分を波形整形及びリタイミングを行うことにより
除去し、超長尺にわたってソリトン伝送（安定でS/N比
の高いソリトン信号の伝送）を実現することを目的とし
ている）、ソリトン制御器の構成は含まれていない。こ
れは、従来の電気回路によるリタイミング回路と同様の
構成であるためと考えられる。
【００２３】
【発明が解決しようとする課題】従来の電気回路を用い
た再生中継器は無論のこと、従来の時間領域でのソリト
ン制御法も、超高速な光検出器，電子回路，光強度変調
器が必要である。それには動作速度の制限（目下の所、
略20GHz以下）の課題があるほか、構成が複雑なため、
安定性の欠如，高コスト、などが懸念される。
【００２４】本発明は、上記の事情に鑑みてなされたも
ので、電気回路の速度制限を受けることなく、簡便、且
つ安価な光再生中継器、ソリトン制御器を提供すること
を目的とする。
【００２５】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、本発明は、光分波器と、光データパルス列が入力さ
れるとこれに同期したクロックパルス列を出力する光ク
ロック再生手段と、光強度信号で駆動される光強度変調
手段と、これらを光学的に結ぶ光導波路と、を備え、パ
ルス振幅変調によって符号化されている入力光データパ
ルス列は、前記光分波器で２分岐され、一方は前記光ク
ロック再生手段へ入力されて光クロックパルス列が再生
出力され、他方は前記光強度変調手段へ入力され、前記
再生された光クロックパルス列により前記光強度変調手
段が適切な位相で駆動されてなり、前記光強度変調手段
から強度変調された光データパルス列が出力され、前記
光強度変調手段が、半導体光アンプ又は電界吸収型(Ele
ctro-Absorption)の光強度変調器からなることを特徴と
する光再生中継器を提供する。
【００２６】また、本発明は、光分波器と、光データパ
ルス列が入力されるとそれに同期したクロックパルス列
を出力する光クロック再生手段と、光強度信号で駆動さ
れる光強度変調手段と、これらを光学的に結ぶ光導波路
を備え、パルス振幅変調によって符号化されている入力
光データパルス列は、前記光分波器で２分岐され、一方
は前記光クロック再生手段へ入力されて光クロックパル
ス列が再生出力され、前記再生された光クロックパルス
列は前記光強度変調手段へ入力され、他方は前記入力光
データパルス列で前記光強度変調手段が適切な位相で駆
動され、前記前記光強度変調手段から強度変調された光
クロックパルス列が出力され、前記光強度変調手段は、
半導体光アンプ又は電界吸収型(Electro-Absorption)の
光強度変調器、からなることを特徴とする光再生中継器
を提供する。
【００２７】本発明においては、好ましくは、さらに光
合波器を備え、前記光強度変調手段が少なくとも２つの
光入出力ポートを有し、前記光強度変調手段において、
前記光データパルス列と、前記再生された光クロックパ
ルス列とが、互いに異なる向きに進行するように合波す
るように、前記光分波器が接続されるポートと異なるポ
ートに前記光合波器を接続してなることを特徴とする。
【００２８】そして、本発明は、電極を複数に分割して
領域を複数に分割した半導体光アンプと、第１及び第２
のバイアス・ティと、クロック周波数帯域通過フィルタ
と、クロック信号位相シフタと、を備え、前記分割され
た半導体光アンプの入力部の領域に、光データパルス列
を入射してその一部を電気データ信号に変換し、前記電
気データ信号を前記第１のバイアス・ティを用いて取り
出し、前記帯域通過フィルタに導いてクロック信号を抽
出し、前記位相シフタに導き適切な位相に調整し、前記
第２のバイアス・ティを用いて、前記分割された半導体
光アンプのデータパルスを増幅出力する領域の注入電流
に重畳して前記クロック信号にて利得を変調することを
特徴とする光再生中継器を提供する。
【００２９】
【作用】本発明の原理・作用を以下に説明する。
【００３０】請求項１、請求項２に係る本発明の再生中
継器を説明するための概略構成図をそれぞれ図１、図２
に示す。すなわち、本発明に係る再生中継器の構成は大
きく２種類に分けられる。
【００３１】図１を参照して、請求項１に係る本発明
は、入力光データパルス列11の一部を光分波器12で分岐
し、一方を光クロック再生手段13、例えば半導体モード
同期レーザ（MLLD）に、もう一方を光／光強度変調器1
4、例えば半導体光アンプに入力する。
【００３２】光クロック再生手段13であるMLLDが出力す
る光クロックパルス列（再生クロック信号15）の周波数
と位相は、入力データパルス列11に含まれるクロック周
波数に引き込まれ、同期する。
【００３３】そのクロック光は光／光強度変調器14に駆
動信号として入力され、入力光データパルス列11に強度
変調をかける。
【００３４】光クロック再生手段13であるMLLDが出力す
るパルス列は、波形が整った、ノイズやジッタが除去さ
れた光クロックパルス列であるため、これを光／光強度
変調器14の駆動信号として用いることにより、入力デー
タパルス列11の波形歪みとジッタが低減される。
【００３５】図２を参照して、請求項２に係る本発明
は、光／光強度変調器24に入力する、光データパルス列
と光クロックパルス列を図１に示したものと入れ換えた
ものであり、作用はほぼ同様である。すなわち、パルス
振幅変調によって符号化されている入力光データパルス
列21は、光分波器22で２分岐され、一方は光クロック再
生手段23であるMLLDに入力されて光クロックパルス列が
再生出力され、再生された光クロックパルス列は光強度
変調器24へ入力され、光分波器22で分岐された他方の入
力光データパルス列25により光強度変調器24を駆動し、
強度変調を被った光クロックパルス列が出力光データパ
ルス列26として出力される。
【００３６】以上２つの構成の使い分けでは、特に光／
光強度変調素子の強度変調度（消光比）が重要である。
【００３７】請求項２に係る本発明では、強度変調を被
るパルス列は再生クロック信号であるため、光／光強度
変調器は十分な消光比を持つ必要があるが、波形の整っ
たジッタのないクロックパルスが出力パルスの元となる
ので、理想に近い再生中継となる。
【００３８】一方、請求項１の発明では、強度変調を被
るパルス列がデータ信号なので、消光比に関してはこれ
までの消光比に上乗せするような効果となり、波形歪や
ジッタを除去する能力は小さいものの、光／光強度変調
器の消光比が小さい場合でも利用できるという利点があ
る。
【００３９】出力光の観点では、請求項１に係る本発明
においては、入力光が変調されて出力光となるのに対し
て、請求項２に係る本発明においては、出力光はMLLD出
力光に完全に入れ換わるので、波長やパルス形状などの
光の性質を置き換える機能も持たせることができる。
【００４０】請求項１及び請求項２においては、光／光
強度変調手段として、半導体光アンプ、もしくはEA変調
器が用いられる。
【００４１】
【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を図面を参照
して以下に詳細に説明する。
【００４２】
【実施形態１】図３は、請求項１に係る本発明の実施の
形態を示す図である。
【００４３】図３を参照して、本実施形態に係る再生中
継器においては、入力光データパルス列120は前置光増
幅器116で増幅された後、光カプラ111で分岐され、一方
は半導体モード同期レーザ（MLLD）113に入力され、光
アイソレータ115を介して再生光クロックパルス列125が
光カプラ112を介して光／光強度変調素子である半導体
光アンプ110に入力され、光カプラ111で分岐された他方
の入力光データパルス列は半導体光アンプ110に入力さ
れ、再生光クロックパルス列125で強度変調された出力
光121が取り出される。半導体光アンプ110には直流電流
源130から適切な励起電流130が注入されている。
【００４４】次に、動作を入力側から順に説明する。前
置光増幅器116で増幅された入力光データパルス列120
は、光カプラ111で分岐され、一方がMLLD113に、もう一
方が半導体光アンプ110に入力される。MLLD113が出力す
る再生光クロックパルス列125の周波数と位相は、入力
光データパルス列120に含まれるクロック周波数に引き
込まれ、同期する。その再生光クロックパルス列125
は、光アイソレータ115、合波カプラ112を通って半導体
光アンプ110に、入力光データパルス列120と逆向きに入
力され、入力光データパルス列120に強度変調効果を与
える。
【００４５】入力光データパルス列120は半導体光アン
プを通過する際に、後述のように劣化が改善されて出力
光データパルス列121となる。
【００４６】
【実施形態２】図４は、請求項２に係る本発明の実施の
形態を示す図である。
【００４７】光／光強度変調素子であるEA(Electro-Abs
orption)変調器210、光カプラ211、212、半導体モード
同期レーザ（MLLD）213、光アイソレータ214、215、前
置光増幅器216が、図４に示すように接続される。EA変
調器210には後述するように適切なバイアス電圧230が印
加されている。
【００４８】次に、動作を入力側から順に説明する。前
置光増幅器216で増幅された入力光データパルス列220
は、カプラ211で分岐される。その一方がMLLD213に入力
され、前述のように光クロックパルス列225が得られ、
これがEA変調器210に入力される。
【００４９】もう一方の入力データパルス列220は、増
幅後、光アイソレータ215、合波カプラ212を通ってEA変
調器210に、光クロックパルス列225と逆向きに入力さ
れ、光クロックパルス列225に強度変調効果を与える。
光クロックパルス列225はEA変調器210で変調されて出力
光データパルス列221となる。
【００５０】上記の如く、前記第１の実施形態では、半
導体光アンプ110に入射する入力光データパルス列120と
再生光クロックパルス列125の進行方向、前記第２の実
施形態では、EA変調器210に入射する光データパルス列2
20と光クロックパルス列225の進行方向を、逆向きとし
ている（請求項３に係る本発明に対応）。
【００５１】これにより、両者が完全かつ容易に分離で
きるうえ、両者の波長がたとえ等しくなっても干渉が生
じない。すなわち、入出力光の波長を同一とすることも
できる。
【００５２】以上の実施形態では、２つの光入出力ポー
トを持つ光デバイスを用いたが、さらに多くの光入出力
ポートを備えてもよい。例えば、制御光と信号光の導波
路を直交させてもよい。
【００５３】次に、請求項１及び請求項２に係る本発明
のどちらにも用いることができる、半導体光アンプとEA
変調器の光／光強度変調器としての動作説明をする。上
記第１の実施形態では半導体光アンプ、上記第２の実施
形態ではEA変調器を用いたが、これは互いに逆でもよ
い。
【００５４】半導体光アンプでは、クロック光が入射さ
れると、そちらに利得を取られてデータ光の利得が減少
する、「相互利得変調（cross gain modulation）」と
呼ばれる効果を利用する。したがって、データ光、クロ
ック光ともその波長は半導体光アンプの利得帯域内にあ
ればよい。
【００５５】動作速度に関しては、立ち上がりは超高速
（＜１ｐｓ）な誘導放出を利用するので、電気回路によ
るものより高いが、立ち下がりはキャリア寿命で制限さ
れ、一般に数GHz程度と遅い。
【００５６】また、増幅作用を合わせ持つので信号対ノ
イズ比の維持に貢献する。ただしノイズ抑圧効果は期待
できないので、従来技術で説明したように、ジッタが制
限を決めているようなソリトン伝送システムに対しての
適用で、大きな効果を発揮する。
【００５７】一方、EA変調器210においては、データ光2
20とクロック光（再生光クロック）225の波長と、EA変
調器210のエネルギーバンドギャップは、近い値に設定
することはいうまでもない。エネルギーバンドギャップ
はEA変調器210のバイアス電圧230で微調整可能なので、
バイアス電圧源230からバイアス電圧を、クロック光225
によってデータ光220が最も効率よく強度変調されるよ
うに設定する。
【００５８】次に、EA変調器210による光／光強度変調
の動作と特徴について説明する。
【００５９】クロック光225がEA変調器210で吸収され光
電流となり、一時的にバイアス電圧230を打ち消すた
め、データ光220が被る損失係数を変調する。EA変調器2
10は、短パルス光発生器としての用途があるように、印
加電圧に対する光透過率が指数関数的に変化する非線形
性を持つ。この光透過率の非線形性については、例えば
文献（M.Suzuki et al.,"Transform-Limited Optical P
ulse Generation up to20-GHz Repetition Rate by a S
inusoidally Driven InGaAsP Electroabsorption Modul
ator", Journal of Lightwave Technology, vol.11, N
o.3, pp468-473,1993）に報告されている。
【００６０】この非線形性は光励起でもたらされた電界
でも同様に生じる。これにより駆動信号の強度の小さな
部分が圧縮され、また駆動信号の大きな部分はそれが約
15dB以上の損失を与えれば、これ以上の損失を与えて
も、透過する光量の変化は無視できるようになるので、
伝送後のデータパルスの広がってしまったパルス幅を再
び狭めたり、消光比や信号対ノイズ比を改善することが
可能となる。
【００６１】これらの光／光強度変調の消光比は、光ス
イッチの用途には不十分だとしても、変調度が小さくて
もよいソリトン制御には有効である。
【００６２】ソリトン効果を積極的に使っていないRZ
（Return to Zero）パルス伝送においても、パルス幅が
細いクロック光との論理積（ＡＮＤ）を取ることで、広
がってしまったパルスを整形することができる。この効
果は強い非線形性を持つEA変調器ではより有効である。
【００６３】上記第１及び第２の実施形態において、信
号対ノイズ比の維持や、光デバイスの駆動のために、光
信号の強度が不足する場合には、適宜、光増幅器を挿入
してもよいことは勿論である。
【００６４】また、上記第１及び第２の実施形態では、
光／光変調器を通過して用済みとなったクロック光が伝
送路へ逆行する可能性があるが、これが好ましくない場
合には、光アイソレータを、本中継器の入力部に挿入す
ればよい。ただし一般的な前置光増幅器には光アイソレ
ータが含まれている。
【００６５】さらに、以上の実施形態では、各光素子を
結ぶ光導波路は光ファイバであるが、その代わりに半導
体導波路を用いれば、半導体光アンプやEA変調器は、光
導波路と同一の半導体基板に作り込むことが可能なの
で、再生中継器全体を１つに集積することも可能であ
る。このようにすれば光軸調整箇所を大幅に少なくで
き、コスト的に有利となる。
【００６６】以上の実施形態において、光／光変調器で
光データパルスと光クロックパルスとが重なるように、
初期位相調整することは、重要である。光の半固定遅延
線を用いて調整してもよいが、集積化などには不向きで
ある。
【００６７】そこで、MLLD自体に位相調整の機能を持た
せることもできる。MLLDから出力されるクロック光の位
相は、注入光パワーや利得領域の注入電流、可飽和吸収
領域へのバイアス電圧などで調整することができる。
【００６８】以上の実施形態では、２つの光入出力ポー
トを持つ、現在入手可能な光デバイスで説明したが、信
号光と制御光を空間的に分離する手段として、それぞれ
専用に光導波路を構成し、両者が相互作用する光／光変
調領域で交差するようにしてもよい。
【００６９】
【実施形態３】図５は、請求項４に係る本発明の実施の
形態を示す図である。
【００７０】本実施形態は、従来のリタイミングによる
ソリトン制御法で使われていた、電気回路によるリタイ
ミング中継器の改良である。
【００７１】半導体光アンプ310の電極は複数に分割さ
れており、光入力側が利得兼光検出領域350、光出力側
が利得兼強度変調領域351として用いられる。
【００７２】半導体光アンプ310、バイアス・ティ311、
312、帯域通過フィルタ314、位相シフタ316が図のよう
に接続される。半導体光アンプ310の各領域には、バイ
アス・ティ311、312を通して直流電流源318、319から適
切な励起電流が注入されている。
【００７３】次に、動作を入力側から順に説明する。
【００７４】入力光データパルス列320は、利得兼光検
出領域350のキャリア数を変調することによりその一部
が光電変換され、残りの大部分は利得兼強度変調領域35
1に入射される。
【００７５】光電変換された電気信号のうち、クロック
成分のみが帯域通過フィルタ314を通過し、位相シフタ3
16を通って、利得兼強度変調領域351に加えられる。
【００７６】入力光データパルス列320は、利得兼強度
変調領域351を通過する際に、ジッタを低減されて出力
光データパルス列321となる。
【００７７】本実施形態では、半導体光アンプ310の電
極を２つに分離したが、これは最低分割数であって、こ
れ以上に分割しても構わない。例えば、３つに分割し、
光検出領域、光増幅領域、光変調領域としてもよい。ま
た、選択成長技術等を用いて、光変調領域としてEA変調
器を集積してもよい。
【００７８】上記実施形態で説明した構成は、洲崎氏の
特開平2-36581号公報記載の光波形整形方法における、
光／光強度変調器（同公報では半導体光アンプ）の駆動
電気信号を変調する方法と一見類似しているようにもみ
えるが、電気の駆動信号は、素子に至るまでの導波路部
のインダクタンスや浮遊容量などで大半のエネルギーが
散逸してしまい、実装技術が事実上の動作速度限界を決
めてしまう。因みに同公報には、光入力信号を２系統に
分岐し、一方を半導体レーザ増幅器に、他方を光電気変
換回路に入力し、この光電気変換回路の電気出力を微分
回路で微分した信号で前記半導体レーザ増幅器の駆動電
流を制御することによって、波形整形された光信号を前
記半導体レーザ増幅器より出力するように構成された光
波形整形装置が提案されている。
【００７９】これに対して、本発明の実施形態で示した
ように、光で駆動信号を与える構成とれば、吸収されて
実キャリアとなるまで浮遊容量などの影響は受けず、動
作速度限界を数段高くすることができるという顕著な作
用効果を奏するものである。
【００８０】
【発明の効果】以上説明したように、請求項１から３の
発明によれば、簡便、安価で、電子回路の速度制限を受
けずに超高速な動作が可能な全光型の、時間領域のソリ
トン制御器、または光再生中継器を実現可能としてい
る。
【００８１】本発明によれば、光／光強度変調器の駆動
信号を光信号で与える構成としたことにより、吸収され
て実キャリアとなるまで浮遊容量などの影響は受けず、
動作速度限界を数段高くすることができる格別の効果を
持つ。
【００８２】また、本発明（請求項４）によれば、電気
回路の速度制限は残るものの、請求項１から３の発明に
比べると簡易的であるという特徴を有する。
【図面の簡単な説明】
【図１】請求項１に係る本発明の原理を説明するための
図である。
【図２】請求項２に係る本発明の原理を説明するための
図である。
【図３】請求項１に係る本発明の実施の形態を示す図で
ある。
【図４】請求項２に係る本発明の実施の形態を示す図で
ある。
【図５】請求項４に係る本発明の実施の形態を示す図で
ある。
【図６】従来の再生中継器の概略構成を示す図である。
【図７】従来技術の構成を示す図である。
【図８】図７の主要部をブロックで示した図である。
【符号の説明】
11、21、120、220、320 入力光データパルス列 12、22 光分岐器 13、23 光クロック再生手段 14、24 光／光強度変調器 15 再生クロック信号 16、26、121、221、321 出力光データパルス列 25 入力光データパルス列 111、211、112、212 カプラ 116、226 前置増幅器 113、213 モード同期型半導体レーザ 115、214、215 光アイソレータ 110 半導体光アンプ 130 直流電流源 125、225 再生光クロックパルス列 210 ＥＡ変調器 217 光増幅器 310 半導体光アンプ 311、312 バイアス・ティ 314 帯域通過フィルタ 316 位相シフタ 317 増幅器 318、319 直流電流源 350 利得兼光検出領域 351 利得兼強度変調領域
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H04B 10/00 - 10/17 G02F 1/35

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】光分波器と、 光データパルス列が入力されるとこれに同期したクロッ
    クパルス列を出力する光クロック再生手段と、 光強度信号で駆動される光強度変調手段と、 これらを光学的に結ぶ光導波路と、 を備え、 パルス振幅変調によって符号化されている入力光データ
    パルス列は、前記光分波器で２分岐され、一方は前記光
    クロック再生手段へ入力されて光クロックパルス列が再
    生出力され、他方は前記光強度変調手段へ入力され、 前記再生された光クロックパルス列により前記光強度変
    調手段が適切な位相で駆動されてなり、前記光強度変調
    手段から強度変調された光データパルス列が出力され、 前記光強度変調手段が、半導体光アンプ又は電界吸収型
    (Electro-Absorption)の光強度変調器からなることを特
    徴とする光再生中継器。
  2. 【請求項２】光分波器と、 光データパルス列が入力されるとそれに同期したクロッ
    クパルス列を出力する光クロック再生手段と、 光強度信号で駆動される光強度変調手段と、 これらを光学的に結ぶ光導波路と、 を備え、 パルス振幅変調によって符号化されている入力光データ
    パルス列は、前記光分波器で２分岐され、一方は前記光
    クロック再生手段へ入力されて光クロックパルス列が再
    生出力され、前記再生された光クロックパルス列は前記
    光強度変調手段へ入力され、他方は前記入力光データパ
    ルス列で前記光強度変調手段が適切な位相で駆動され、
    前記前記光強度変調手段から強度変調された光クロック
    パルス列が出力され、 前記光強度変調手段は、半導体光アンプ又は電界吸収型
    (Electro-Absorption)の光強度変調器からなることを特
    徴とする光再生中継器。
  3. 【請求項３】請求項１または請求項２記載の光再生中継
    器において、 さらに光合波器を備え、 前記光強度変調手段が少なくとも２つの光入出力ポート
    を有し、 前記光強度変調手段において、前記光データパルス列
    と、前記再生された光クロックパルス列とが、互いに異
    なる向きに進行するように合波するように、前記光分波
    器が接続されるポートと異なるポートに前記光合波器を
    接続してなることを特徴とする光再生中継器。
  4. 【請求項４】電極を複数に分割して領域を複数に分割し
    た半導体光アンプと、 第１及び第２のバイアス・ティと、 クロック周波数帯域通過フィルタと、 クロック信号位相シフタと、 を備え、 前記分割された半導体光アンプの入力部の領域に、光デ
    ータパルス列を入射してその一部を電気データ信号に変
    換し、 前記電気データ信号を前記第１のバイアス・ティを用い
    て取り出し、 前記帯域通過フィルタに導いてクロック信号を抽出し、
    前記位相シフタに導き適切な位相に調整し、 前記第２のバイアス・ティを用いて、前記分割された半
    導体光アンプのデータパルスを増幅出力する領域の注入
    電流に重畳して前記クロック信号にて利得を変調するこ
    とを特徴とする光再生中継器。
JP8021770A 1996-01-12 1996-01-12 信号再生機能を有する光中継器 Expired - Fee Related JP3036424B2 (ja)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP8021770A JP3036424B2 (ja) 1996-01-12 1996-01-12 信号再生機能を有する光中継器
US08/781,809 US6078416A (en) 1996-01-12 1997-01-10 Optical regenerative repeater
US09/170,065 US6108125A (en) 1996-01-12 1998-10-13 Optical regenerative repeater

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP8021770A JP3036424B2 (ja) 1996-01-12 1996-01-12 信号再生機能を有する光中継器

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH09200147A JPH09200147A (ja) 1997-07-31
JP3036424B2 true JP3036424B2 (ja) 2000-04-24

Family

ID=12064319

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP8021770A Expired - Fee Related JP3036424B2 (ja) 1996-01-12 1996-01-12 信号再生機能を有する光中継器

Country Status (2)

Country Link
US (2) US6078416A (ja)
JP (1) JP3036424B2 (ja)

Families Citing this family (43)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3036424B2 (ja) * 1996-01-12 2000-04-24 日本電気株式会社 信号再生機能を有する光中継器
JP3055618B2 (ja) 1998-03-13 2000-06-26 日本電気株式会社 光再生回路と光再生装置および光再生回路を用いた光伝送システム
FR2779297B1 (fr) * 1998-05-28 2000-09-08 Alsthom Cge Alcatel Systeme de transmission a fibre optique a signaux solitons et a double filtrage
US6335819B1 (en) * 1999-02-19 2002-01-01 University Of Maryland All-optical regeneration at high bit rates using an electroabsorption modulator
FR2790160B1 (fr) * 1999-02-19 2001-05-04 Cit Alcatel Systeme de transmission regenere wdm
FR2799011B1 (fr) * 1999-09-24 2001-12-14 Cit Alcatel Regenerateur optique pour signaux rz limitant le bruit dans les "zeros"
JP3468176B2 (ja) * 1999-10-27 2003-11-17 日本電気株式会社 光識別再生回路及びその光識別再生回路を用いた光通信システム
US6795653B1 (en) * 1999-12-13 2004-09-21 Nortel Networks Limited Apparatus for reshaping optical pulses
US6693033B2 (en) 2000-02-10 2004-02-17 Motorola, Inc. Method of removing an amorphous oxide from a monocrystalline surface
US6555946B1 (en) 2000-07-24 2003-04-29 Motorola, Inc. Acoustic wave device and process for forming the same
US6590236B1 (en) 2000-07-24 2003-07-08 Motorola, Inc. Semiconductor structure for use with high-frequency signals
US6493497B1 (en) 2000-09-26 2002-12-10 Motorola, Inc. Electro-optic structure and process for fabricating same
US6638838B1 (en) 2000-10-02 2003-10-28 Motorola, Inc. Semiconductor structure including a partially annealed layer and method of forming the same
US6501121B1 (en) 2000-11-15 2002-12-31 Motorola, Inc. Semiconductor structure
US6559471B2 (en) 2000-12-08 2003-05-06 Motorola, Inc. Quantum well infrared photodetector and method for fabricating same
US6931212B2 (en) * 2000-12-22 2005-08-16 Lucent Technologies Inc. 3R optical signal regeneration
US6832053B2 (en) * 2000-12-22 2004-12-14 Lucent Technologies Inc. Delayed interference wavelength converter and/or 2R regenerator
US6490069B1 (en) * 2001-01-29 2002-12-03 Stratalight Communications, Inc. Transmission and reception of duobinary multilevel pulse-amplitude-modulated optical signals using subtraction-based encoder
US6673646B2 (en) 2001-02-28 2004-01-06 Motorola, Inc. Growth of compound semiconductor structures on patterned oxide films and process for fabricating same
US7200344B1 (en) 2001-05-10 2007-04-03 Fujitsu Limited Receiver and method for a multichannel optical communication system
US6941078B1 (en) * 2001-05-10 2005-09-06 Fujitsu Limited Method and system for communicating a clock signal over an optical link
US7483639B2 (en) * 2001-05-10 2009-01-27 Fujitsu Limited Method and system for transmitting information in an optical communication system using distributed amplification
US6709989B2 (en) 2001-06-21 2004-03-23 Motorola, Inc. Method for fabricating a semiconductor structure including a metal oxide interface with silicon
US6531740B2 (en) 2001-07-17 2003-03-11 Motorola, Inc. Integrated impedance matching and stability network
US6646293B2 (en) 2001-07-18 2003-11-11 Motorola, Inc. Structure for fabricating high electron mobility transistors utilizing the formation of complaint substrates
US6693298B2 (en) 2001-07-20 2004-02-17 Motorola, Inc. Structure and method for fabricating epitaxial semiconductor on insulator (SOI) structures and devices utilizing the formation of a compliant substrate for materials used to form same
US6498358B1 (en) * 2001-07-20 2002-12-24 Motorola, Inc. Structure and method for fabricating an electro-optic system having an electrochromic diffraction grating
US6667196B2 (en) 2001-07-25 2003-12-23 Motorola, Inc. Method for real-time monitoring and controlling perovskite oxide film growth and semiconductor structure formed using the method
US6589856B2 (en) 2001-08-06 2003-07-08 Motorola, Inc. Method and apparatus for controlling anti-phase domains in semiconductor structures and devices
US6639249B2 (en) 2001-08-06 2003-10-28 Motorola, Inc. Structure and method for fabrication for a solid-state lighting device
US6673667B2 (en) 2001-08-15 2004-01-06 Motorola, Inc. Method for manufacturing a substantially integral monolithic apparatus including a plurality of semiconductor materials
US7092596B2 (en) * 2002-04-19 2006-08-15 Raytheon Company Repetitive waveform generator recirculating delay line
US7010234B2 (en) * 2002-07-29 2006-03-07 Alcatel Optronics Usa, Inc. All-optical regenerator for retiming, reshaping and retransmitting an optical signal
US7224863B1 (en) 2002-09-12 2007-05-29 University Of Central Florida Research Foundation, Inc. All optical regeneration
US20040105470A1 (en) * 2002-11-15 2004-06-03 Aaron Bond Method for reducing non-linearities in a laser communication system
JP2005064051A (ja) * 2003-08-14 2005-03-10 Fibest Ltd 光モジュールおよび光通信システム
JP3762997B2 (ja) * 2003-08-28 2006-04-05 独立行政法人情報通信研究機構 光パルス分離装置及び方法
DE10344319A1 (de) * 2003-09-19 2005-04-28 Fraunhofer Ges Forschung Wellenlängen-erhaltender optischer Signalregenerator
US20060126157A1 (en) * 2004-12-14 2006-06-15 Electronics And Telecommunications Research Institute Monolithic integrated semiconductor modulator-SOA-LED broad band light source and method of fabricating the same
JP5162392B2 (ja) * 2008-09-25 2013-03-13 アンリツ株式会社 光信号発生装置
JP2010206289A (ja) * 2009-02-27 2010-09-16 Fujitsu Ltd 光信号処理装置及び方法
JP5799538B2 (ja) * 2011-03-18 2015-10-28 セイコーエプソン株式会社 テラヘルツ波発生装置、カメラ、イメージング装置、計測装置および光源装置
US20130258343A1 (en) * 2012-03-30 2013-10-03 Agilent Technologies, Inc. Method and apparatus to improve signal-to-noise ratio of ft-ir spectrometers using pulsed light source

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6159574A (ja) * 1984-08-30 1986-03-27 Nec Corp 指紋入力装置
US5073981A (en) * 1988-01-22 1991-12-17 At&T Bell Laboratories Optical communication by injection-locking to a signal which modulates an optical carrier
JP2522022B2 (ja) * 1988-07-27 1996-08-07 日本電気株式会社 光波形整形装置
JPH02183236A (ja) * 1989-01-09 1990-07-17 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> 光タイミング抽出回路
JPH0422930A (ja) * 1990-05-18 1992-01-27 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> 光識別再生器
JP2825989B2 (ja) * 1991-04-01 1998-11-18 日本電信電話株式会社 光ソリトン伝送方法
JP2711773B2 (ja) * 1992-02-03 1998-02-10 国際電信電話株式会社 光波形整形装置
EP0567693A1 (en) * 1992-04-27 1993-11-03 BRITISH TELECOMMUNICATIONS public limited company Optical clock recovery
FR2706710B1 (fr) * 1993-06-18 1995-09-08 Devaux Fabrice Dispositif pour la remise en forme d'un train d'impulsions optiques et dispositif pour la récupération d'un signal périodique synchronisé sur un train d'impulsions optiques modulées.
JP3028906B2 (ja) * 1994-01-27 2000-04-04 ケイディディ株式会社 ソリトン光通信システム及びその光送信装置と光受信装置
JP3846918B2 (ja) * 1994-08-02 2006-11-15 富士通株式会社 光伝送システム、光多重伝送システム及びその周辺技術
FR2728746B1 (fr) * 1994-12-23 1997-01-31 Alcatel Nv Dispositif de regeneration en ligne d'un signal transmis par solitons via la modulation synchrone des solitons a l'aide d'un miroir optique non-lineaire
US5647154A (en) * 1995-10-13 1997-07-15 Groves; Bryan H. Decorative window well shield
JP3036424B2 (ja) * 1996-01-12 2000-04-24 日本電気株式会社 信号再生機能を有する光中継器

Also Published As

Publication number Publication date
US6108125A (en) 2000-08-22
US6078416A (en) 2000-06-20
JPH09200147A (ja) 1997-07-31

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP3036424B2 (ja) 信号再生機能を有する光中継器
EP1379018B1 (en) Optical waveform shaping device
Bogoni et al. All-optical regeneration and demultiplexing for 160-Gb/s transmission systems using a NOLM-based three-stage scheme
JP3766462B2 (ja) ソリトンに対して同期変調を行うことによってソリトン光信号を再生するためのインライン再生装置
Parmigiani et al. Progress in multichannel all-optical regeneration based on fiber technology
US5401957A (en) Optical waveform shaping device for peforming waveform equalization and timing synchronization
US6538786B1 (en) Optical communication system and optical reception apparatus using synchronous polarization scrambler
JP2002023121A (ja) 光送信装置及びそれを有する光ファイバ伝送システム
US20090238568A1 (en) Optical Shaping for Amplification in a Semiconductor Optical Amplifier
EP0555063B1 (en) Optical waveform shaping device
Nielsen et al. Pulse extinction ratio improvement using SPM in an SOA for OTDM systems applications
KR100536906B1 (ko) 씨에스-알젯 광신호 발생장치
JP2939522B2 (ja) 光中継装置
Yaacob et al. 10GB/S NRZ based on self-phase modulation in all optical 2R regeneration
JP4840827B2 (ja) 光非線形効果を利用した双方向伝播型光信号再生器および光信号再生方法
US20030043431A1 (en) Simultaneous demultiplexing and clock recovery of high-speed OTDM signals using a tandem electro-absorption modulator
JP4712991B2 (ja) 強度変調とクロストカー効果による位相変調とによる同期光再生器
JP3468176B2 (ja) 光識別再生回路及びその光識別再生回路を用いた光通信システム
US20040208610A1 (en) Optical transmission using all-optical regeneration and dispersion techniques
Raybon Optical 3R regeneration in 40 Gbit/s pseudo-linear transmission systems
US20040208622A1 (en) Method and apparatus for signal conditioning of optical signals for fiber-optic transmission
AU4103899A (en) Regenerator for in-line regeneration of an optical soliton signal by synchronous modulation of the solitons and transmission system including it
JPH03171036A (ja) 光ファイバ通信方法およびシステム
JP3185843B2 (ja) 光ソリトン伝送方法
JP2000278220A (ja) 波長多重長距離光ファイバ伝送システム用の中継器

Legal Events

Date Code Title Description
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20000125

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080225

Year of fee payment: 8

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090225

Year of fee payment: 9

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100225

Year of fee payment: 10

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100225

Year of fee payment: 10

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110225

Year of fee payment: 11

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110225

Year of fee payment: 11

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120225

Year of fee payment: 12

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120225

Year of fee payment: 12

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130225

Year of fee payment: 13

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130225

Year of fee payment: 13

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140225

Year of fee payment: 14

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees