JP2002207229A - 光信号を再生成する方法 - Google Patents
光信号を再生成する方法Info
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- 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
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- Optical Modulation, Optical Deflection, Nonlinear Optics, Optical Demodulation, Optical Logic Elements (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 光通信信号の波長変換および３Ｒ（再増幅、
再タイミングおよび再成形）光信号再生成を提供するた
めの単純、安価なデバイスの開発を可能にする方法およ
び装置を提供すること。 【解決手段】 光３Ｒリジェネレーションを提供するた
めの方法および装置は、１）少なくとも１つの光信号か
らエンコードされた光クロック信号を生成すること、
２）振幅調節されたクロック信号が生成されるように、
エンコードされたクロック信号を、リジェネレータの遅
延干渉セクションに導入すること、および振幅調節され
たクロック信号を出力することを含み、出力された振幅
調節されたクロック信号が、入力光信号に存在する情報
を保存する。
再タイミングおよび再成形）光信号再生成を提供するた
めの単純、安価なデバイスの開発を可能にする方法およ
び装置を提供すること。 【解決手段】 光３Ｒリジェネレーションを提供するた
めの方法および装置は、１）少なくとも１つの光信号か
らエンコードされた光クロック信号を生成すること、
２）振幅調節されたクロック信号が生成されるように、
エンコードされたクロック信号を、リジェネレータの遅
延干渉セクションに導入すること、および振幅調節され
たクロック信号を出力することを含み、出力された振幅
調節されたクロック信号が、入力光信号に存在する情報
を保存する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、通信に係り、特
に、光通信信号の波長変換および３Ｒ（再増幅(re-ampl
ification）、再タイミング(re-timing)および再成形(r
e-shaping)）光信号再生成（regeneration）を提供する
ための方法および装置に関する。
に、光通信信号の波長変換および３Ｒ（再増幅(re-ampl
ification）、再タイミング(re-timing)および再成形(r
e-shaping)）光信号再生成（regeneration）を提供する
ための方法および装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】将来の光通信ネットワークの絶えず増大
するキャパシティの需要を満たすために、一定かつ許容
可能な光信号品質が、そのようなネットワーク全体につ
いて維持されなければならない。特に、３Ｒ（再増幅、
再タイミングおよび再成形）光信号リジェネレーション
を提供するための方法および装置は、光ファイバ、光コ
ンポーネントおよびそれを通しての光通信に関連する分
散、損失、クロストークおよび他の非線形性のために必
要とされる。
するキャパシティの需要を満たすために、一定かつ許容
可能な光信号品質が、そのようなネットワーク全体につ
いて維持されなければならない。特に、３Ｒ（再増幅、
再タイミングおよび再成形）光信号リジェネレーション
を提供するための方法および装置は、光ファイバ、光コ
ンポーネントおよびそれを通しての光通信に関連する分
散、損失、クロストークおよび他の非線形性のために必
要とされる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、光通
信信号の波長変換および３Ｒ（再増幅、再タイミングお
よび再成形）光信号再生成を提供するための単純、安価
なデバイスの開発を可能にする方法および装置を提供す
ることである。
信信号の波長変換および３Ｒ（再増幅、再タイミングお
よび再成形）光信号再生成を提供するための単純、安価
なデバイスの開発を可能にする方法および装置を提供す
ることである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明者は、３Ｒ光信号
リジェネレーションを提供する方法および装置（３Ｒ光
信号リジェネレータ）を開発した。本発明の方法は、特
に、再タイミングおよび再成形を提供するためによく適
しており、光増幅器との組合せで使用される場合、再増
幅も提供する。本発明による新規な方法および装置は、
１）少なくとも１つの光信号からエンコードされた光ク
ロック信号を生成すること、２）振幅調節されたクロッ
ク信号が生成されるように、リジェネレータの遅延干渉
（delayinterference）セクション中にエンコードされ
たクロック信号を導入すること、および３）振幅調節さ
れたクロック信号を出力することを含み、出力振幅調節
クロック信号は、入力光信号中に存在する情報を保存す
る。
リジェネレーションを提供する方法および装置（３Ｒ光
信号リジェネレータ）を開発した。本発明の方法は、特
に、再タイミングおよび再成形を提供するためによく適
しており、光増幅器との組合せで使用される場合、再増
幅も提供する。本発明による新規な方法および装置は、
１）少なくとも１つの光信号からエンコードされた光ク
ロック信号を生成すること、２）振幅調節されたクロッ
ク信号が生成されるように、リジェネレータの遅延干渉
（delayinterference）セクション中にエンコードされ
たクロック信号を導入すること、および３）振幅調節さ
れたクロック信号を出力することを含み、出力振幅調節
クロック信号は、入力光信号中に存在する情報を保存す
る。
【０００５】従来技術とは異なり本発明による方法およ
び装置は、遙かに単純、安価なデバイスの開発を可能に
する。
び装置は、遙かに単純、安価なデバイスの開発を可能に
する。
【０００６】
【発明の実施の形態】図１において、同時波長変換を伴
う３Ｒ光信号リジェネレーションのコンセプトの概略図
が示されている。具体的には、入力信号（Ｐｉｎ）１１
０は、再生成されたリジェネレーティッド（regenerate
d）信号（Ｐｒｅｇ）１４０が生成されるように、３Ｒ
リジェネレータ１３０の動作により、クロック信号（Ｐ
ｉｎ）１２０にマップされる。これから分かるように、
このコンセプトは、再成形（reshaping）、再生成され
た信号１４０が、クロック信号１２０の一般的な形（ge
neral shape）を示す、再タイミング（retiming）、再
生成された信号１４０が、クロック信号１２０の一般的
タイミング（general timing）を示す、および代替的
に、増幅器の動作によりおよびクロック信号パワーを選
択的に選ぶことによる再増幅（reamplification）を含
む。同時波長変換がなされるところで、クロック信号１
２０は、新しい所望の波長を示す。
う３Ｒ光信号リジェネレーションのコンセプトの概略図
が示されている。具体的には、入力信号（Ｐｉｎ）１１
０は、再生成されたリジェネレーティッド（regenerate
d）信号（Ｐｒｅｇ）１４０が生成されるように、３Ｒ
リジェネレータ１３０の動作により、クロック信号（Ｐ
ｉｎ）１２０にマップされる。これから分かるように、
このコンセプトは、再成形（reshaping）、再生成され
た信号１４０が、クロック信号１２０の一般的な形（ge
neral shape）を示す、再タイミング（retiming）、再
生成された信号１４０が、クロック信号１２０の一般的
タイミング（general timing）を示す、および代替的
に、増幅器の動作によりおよびクロック信号パワーを選
択的に選ぶことによる再増幅（reamplification）を含
む。同時波長変換がなされるところで、クロック信号１
２０は、新しい所望の波長を示す。
【０００７】図２において、本発明による一般化された
３Ｒ信号リジェネレータ２００が示されている。特に、
３Ｒ信号リジェネレータは、調節セクション２１０、カ
ップリングセクション２２０および遅延干渉（delay-in
terference）セクション２３０を含む。したがって、入
力信号（Ｐｉｎ）２４０は、カップリングセクション２
２０に与えられ、クロック信号（Ｐｃｌｋ）２５０は、
調節セクション２１０に与えられ、そして、遅延干渉セ
クション２３０に提供される。遅延干渉セクション２３
０の出力は、所望の特性、特に、リタイム（retime）お
よびリシェープ（reshape）を示す再生成された信号
（Ｐｒｅｇ）２６０である。さらに、前述したように、
再生成された信号２６０は、任意的に、波長変換も示す
ことができる。
３Ｒ信号リジェネレータ２００が示されている。特に、
３Ｒ信号リジェネレータは、調節セクション２１０、カ
ップリングセクション２２０および遅延干渉（delay-in
terference）セクション２３０を含む。したがって、入
力信号（Ｐｉｎ）２４０は、カップリングセクション２
２０に与えられ、クロック信号（Ｐｃｌｋ）２５０は、
調節セクション２１０に与えられ、そして、遅延干渉セ
クション２３０に提供される。遅延干渉セクション２３
０の出力は、所望の特性、特に、リタイム（retime）お
よびリシェープ（reshape）を示す再生成された信号
（Ｐｒｅｇ）２６０である。さらに、前述したように、
再生成された信号２６０は、任意的に、波長変換も示す
ことができる。
【０００８】一実施形態において、調節セクション２１
０は、クロック信号（Ｐｃｌｋ）２５０の透過を可能に
しかつその屈折率が、入力信号（Ｐｉｎ）２４０で調節
されうる１つの媒体またはいくつかの異なる媒体を含
む。勿論、屈折率は、電圧変化、温度変化または電流注
入の手段により、非線形効果の手段により調節され得る
（即ち、屈折率は、強い光信号の存在において変化す
る）。
０は、クロック信号（Ｐｃｌｋ）２５０の透過を可能に
しかつその屈折率が、入力信号（Ｐｉｎ）２４０で調節
されうる１つの媒体またはいくつかの異なる媒体を含
む。勿論、屈折率は、電圧変化、温度変化または電流注
入の手段により、非線形効果の手段により調節され得る
（即ち、屈折率は、強い光信号の存在において変化す
る）。
【０００９】延長セクション２１０中において利用され
うる材料は、例えば、ＩｎＧａＡｓＰ，ＩｎＧａＡｌＡ
ｓ，Ｇａ，Ａｓ等を含む半導体光増幅器（ＳＯＡ）、ア
ブソーバ、光ファイバ、ガラス、カルコゲナイト（chal
cogenite）ガラス、半導体、クラシックベースド導波材
料、液体またはガスである。
うる材料は、例えば、ＩｎＧａＡｓＰ，ＩｎＧａＡｌＡ
ｓ，Ｇａ，Ａｓ等を含む半導体光増幅器（ＳＯＡ）、ア
ブソーバ、光ファイバ、ガラス、カルコゲナイト（chal
cogenite）ガラス、半導体、クラシックベースド導波材
料、液体またはガスである。
【００１０】図２に明示的に示されていないＳＯＡに基
づく１つの具現化は、以下のように動作し得る。入力信
号（Ｐｉｎ）２４０は、屈折率関連キャリア減少（depl
etion）効果を利用することにより、ＳＯＡ中の媒体の
屈折率を調節する。代替的に、入力信号（Ｐｉｎ）２４
０は、フォトダイオードに導かれて、光電流を生じる。
この光電流は、ＳＯＡに注入され、またはＳＯＡの電圧
を変化させるために使用され、これは、ＳＯＡ中のキャ
リア密度を変化させ、屈折率を調節する。さらに別の具
現化において、カー効果（Kerr-effect）が、入力信号
（Ｐｉｎ）２４０を加えることにより、図示しないファ
イバ中の屈折率を調節するために利用され得る。読者に
明らかであるように、多くの他の具現化も、容易に考え
られる。
づく１つの具現化は、以下のように動作し得る。入力信
号（Ｐｉｎ）２４０は、屈折率関連キャリア減少（depl
etion）効果を利用することにより、ＳＯＡ中の媒体の
屈折率を調節する。代替的に、入力信号（Ｐｉｎ）２４
０は、フォトダイオードに導かれて、光電流を生じる。
この光電流は、ＳＯＡに注入され、またはＳＯＡの電圧
を変化させるために使用され、これは、ＳＯＡ中のキャ
リア密度を変化させ、屈折率を調節する。さらに別の具
現化において、カー効果（Kerr-effect）が、入力信号
（Ｐｉｎ）２４０を加えることにより、図示しないファ
イバ中の屈折率を調節するために利用され得る。読者に
明らかであるように、多くの他の具現化も、容易に考え
られる。
【００１１】図２において、カップリングセクション２
２０は、入力信号（Ｐｉｎ）２４０を、調節セクション
２１０中に直接的に導入し、または、代替的に、調節セ
クション２１０の屈折率を変化させるために使用され得
るように、入力信号（Ｐｉｎ）２４０を導入しかつ修正
する。１つの例示的実施形態において、カップリングセ
クション２２０は、入力信号（Ｐｉｎ）２４０を、クロ
ック信号（Ｐｃｌｋ）２５０の信号パスに結合させる光
カプラを含むことができ、クロック信号（Ｐｃ ｌｋ）２
５０は、ほぼ（generally）非線形材料の屈折率をその
結果として調節する。
２０は、入力信号（Ｐｉｎ）２４０を、調節セクション
２１０中に直接的に導入し、または、代替的に、調節セ
クション２１０の屈折率を変化させるために使用され得
るように、入力信号（Ｐｉｎ）２４０を導入しかつ修正
する。１つの例示的実施形態において、カップリングセ
クション２２０は、入力信号（Ｐｉｎ）２４０を、クロ
ック信号（Ｐｃｌｋ）２５０の信号パスに結合させる光
カプラを含むことができ、クロック信号（Ｐｃ ｌｋ）２
５０は、ほぼ（generally）非線形材料の屈折率をその
結果として調節する。
【００１２】そのような単純なカプラは、例えば、調節
セクション２１０の前、または調節セクション２１０と
遅延干渉セクション２３０との間に置かれ得る。別の実
施形態において、カップリングセクション２２０は、調
節セクション２１０と遅延干渉セクション２３０との間
に配置された光サーキュレータを含み得る。さらに別の
実施形態において、カップリングセクション２２０は、
光入力信号（Ｐｉｎ）２４０を信号電流に変換する光ホ
トディテクタを含み得る。この結果として得られる信号
電流は、調節セクション２１０に導入され、そこで、屈
折率を変化させる。
セクション２１０の前、または調節セクション２１０と
遅延干渉セクション２３０との間に置かれ得る。別の実
施形態において、カップリングセクション２２０は、調
節セクション２１０と遅延干渉セクション２３０との間
に配置された光サーキュレータを含み得る。さらに別の
実施形態において、カップリングセクション２２０は、
光入力信号（Ｐｉｎ）２４０を信号電流に変換する光ホ
トディテクタを含み得る。この結果として得られる信号
電流は、調節セクション２１０に導入され、そこで、屈
折率を変化させる。
【００１３】図２において、遅延干渉セクション２３０
は、図示しない、光スプリッタ、光コンバイナおよびそ
れらの間の複数の光パスを含む。好ましくは、スプリッ
タおよびコンバイナは、同じデバイスであり得る。動作
において、遅延干渉セクション２３０は、クロック信号
（Ｐｃｌｋ）２５０を２つの信号に分割するために使用
され、この２つの信号は、それらがコンバイナの動作に
よりその後再結合されるまで、光干渉パスに沿って異な
る時間伝播する。
は、図示しない、光スプリッタ、光コンバイナおよびそ
れらの間の複数の光パスを含む。好ましくは、スプリッ
タおよびコンバイナは、同じデバイスであり得る。動作
において、遅延干渉セクション２３０は、クロック信号
（Ｐｃｌｋ）２５０を２つの信号に分割するために使用
され、この２つの信号は、それらがコンバイナの動作に
よりその後再結合されるまで、光干渉パスに沿って異な
る時間伝播する。
【００１４】そして、コンバイナは、干渉（コンストラ
クティブまたはディストラクティブの）を、２つの分割
信号間の相対移送関係に依存して、出力（Ｐｃｏｎｖ）
２６０に導入する。光干渉パス中に配置される場合、移
送シフタおよび／または利得／吸収セクションは有利で
ある。光干渉パスを進む（traversing）分割信号のうち
の一方から生じる２つの分割信号の時間遅れΔｔは、近
似的にΔｔ＝Ｎ・Δｔ ｃｌｋにより表される。ここで、
Ｎ＝１，２，３...であり、導入される・Δｔ
ｃｌｋは、実質的に、その後のクロック信号パルス間の
時間遅れである。
クティブまたはディストラクティブの）を、２つの分割
信号間の相対移送関係に依存して、出力（Ｐｃｏｎｖ）
２６０に導入する。光干渉パス中に配置される場合、移
送シフタおよび／または利得／吸収セクションは有利で
ある。光干渉パスを進む（traversing）分割信号のうち
の一方から生じる２つの分割信号の時間遅れΔｔは、近
似的にΔｔ＝Ｎ・Δｔ ｃｌｋにより表される。ここで、
Ｎ＝１，２，３...であり、導入される・Δｔ
ｃｌｋは、実質的に、その後のクロック信号パルス間の
時間遅れである。
【００１５】図３において、本発明の動作を例示するデ
バイスの概略を示す。特に、図３は、λ１において入力
信号Ｐｉｎ３１０およびλ２においてクロック信号Ｐ
ｃｌｋ３２０を入力として受け入れ、その後、λ２にお
いて再生成された信号Ｐｃｏｎ ｖ３３０を出力する３Ｒ
信号リジェネレータ３００を示す。動作において、入力
信号Ｐｉｎ３１０は、図３に明示的に示されていない調
節セクションの屈折率を、上述したプロセスのうちの１
つにより、直接的または間接的に調節し、これにより、
クロック信号Ｐｃｌｋ３２０の位相Φｃｗ３４６を調節
する。
バイスの概略を示す。特に、図３は、λ１において入力
信号Ｐｉｎ３１０およびλ２においてクロック信号Ｐ
ｃｌｋ３２０を入力として受け入れ、その後、λ２にお
いて再生成された信号Ｐｃｏｎ ｖ３３０を出力する３Ｒ
信号リジェネレータ３００を示す。動作において、入力
信号Ｐｉｎ３１０は、図３に明示的に示されていない調
節セクションの屈折率を、上述したプロセスのうちの１
つにより、直接的または間接的に調節し、これにより、
クロック信号Ｐｃｌｋ３２０の位相Φｃｗ３４６を調節
する。
【００１６】屈折率変化の強さは、クロック信号Ｐ
ｃｌｋ３２０の位相を、ほぼ０より大きいがπよりあま
り大きくない量だけ調節するように適合されている。誘
導される位相シフトのライズタイム（rise time）は、
使用される基礎になるプロセスに依存する。通常、Ｐ
ｉｎ３１０信号のパルス幅により制限されるほとんど瞬
間的なプロセスであるが、誘導される位相の衰退は典型
的により遅い。
ｃｌｋ３２０の位相を、ほぼ０より大きいがπよりあま
り大きくない量だけ調節するように適合されている。誘
導される位相シフトのライズタイム（rise time）は、
使用される基礎になるプロセスに依存する。通常、Ｐ
ｉｎ３１０信号のパルス幅により制限されるほとんど瞬
間的なプロセスであるが、誘導される位相の衰退は典型
的により遅い。
【００１７】調節セクションの後に、Ｐｃｌｋ３２０信
号は、遅延干渉セクションにガイドされ、そこで、それ
ぞれスプリッタ３５０およびコンバイナ３７０の動作に
より、分割されかつその後再結合される。分割信号は、
一方が遅延ループ３６０を含み、他方が位相シフタ３６
５を含む少なくとも２つの別個のパス、即ち「アーム」
を進む。
号は、遅延干渉セクションにガイドされ、そこで、それ
ぞれスプリッタ３５０およびコンバイナ３７０の動作に
より、分割されかつその後再結合される。分割信号は、
一方が遅延ループ３６０を含み、他方が位相シフタ３６
５を含む少なくとも２つの別個のパス、即ち「アーム」
を進む。
【００１８】π位相シフトを示すより短い干渉計（inte
rferometer）パスを通過するクロック信号は、カプラに
まず到達し、出力ポート３８０ｂにおいて「スイッチン
グウィンドウを開く」。クロック信号がより長い干渉計
パスを通過するときよりΔｔ後の時点において、位相差
は、リセットされ、出力ポート３８０におけるスイッチ
ングウィンドウは閉じる。第２の入力データパルスが続
く場合、スイッチングウィンドウは、より短い干渉計パ
スにおけるクロックの位相を再びセットすることにより
再びオープンされる。出力への結果のクロックパルスの
実質的なコンストラクティブおよびディストラクティブ
干渉を得るために、結果のクロックパルスΔｔｃｌｋの
時間遅れと実質的に同じになるように、遅延時間Δｔを
選ぶことが必要である。
rferometer）パスを通過するクロック信号は、カプラに
まず到達し、出力ポート３８０ｂにおいて「スイッチン
グウィンドウを開く」。クロック信号がより長い干渉計
パスを通過するときよりΔｔ後の時点において、位相差
は、リセットされ、出力ポート３８０におけるスイッチ
ングウィンドウは閉じる。第２の入力データパルスが続
く場合、スイッチングウィンドウは、より短い干渉計パ
スにおけるクロックの位相を再びセットすることにより
再びオープンされる。出力への結果のクロックパルスの
実質的なコンストラクティブおよびディストラクティブ
干渉を得るために、結果のクロックパルスΔｔｃｌｋの
時間遅れと実質的に同じになるように、遅延時間Δｔを
選ぶことが必要である。
【００１９】図２中で参照符号２２０で示されたような
カップリングユニットが具現化され得る多様な方法があ
る。図４（ａ）−（ｆ）において、そのような多様な具
現化が示されている。図４（ａ）は、調節セクション４
２０および遅延干渉セクション４３０の前に配置された
単純なコンバイナ（カプラ）４１０を示す。これは、入
力クロック信号および入力信号の両方を、コプロパゲー
ティングマナー（co-propagating manner）で調節セク
ションに結合することを許容する。
カップリングユニットが具現化され得る多様な方法があ
る。図４（ａ）−（ｆ）において、そのような多様な具
現化が示されている。図４（ａ）は、調節セクション４
２０および遅延干渉セクション４３０の前に配置された
単純なコンバイナ（カプラ）４１０を示す。これは、入
力クロック信号および入力信号の両方を、コプロパゲー
ティングマナー（co-propagating manner）で調節セク
ションに結合することを許容する。
【００２０】図４（ｂ）は、調節セクション４２０と遅
延干渉セクション４３０との間に配置されたカプラ４１
０を示す。入力信号は、カウンタプロパゲーティングマ
ナー（counterpropagating manner）で導入される。好
都合なことに、制御信号からクロックを分離するために
フィルタが必要とされない。また、光アイソレータが、
望まれる場合、入力側において使用され得る。
延干渉セクション４３０との間に配置されたカプラ４１
０を示す。入力信号は、カウンタプロパゲーティングマ
ナー（counterpropagating manner）で導入される。好
都合なことに、制御信号からクロックを分離するために
フィルタが必要とされない。また、光アイソレータが、
望まれる場合、入力側において使用され得る。
【００２１】図４（ｃ）は、調節セクション４２０と遅
延干渉セクション４３０との間に配置されたサーキュレ
ータ４４０を含む。サーキュレータ４４０は、入力信号
を、調節セクション４２０に導入する。サーキュレータ
４４０は、歪みなしに、クロック信号を遅延干渉セクシ
ョン４３０にマップする。
延干渉セクション４３０との間に配置されたサーキュレ
ータ４４０を含む。サーキュレータ４４０は、入力信号
を、調節セクション４２０に導入する。サーキュレータ
４４０は、歪みなしに、クロック信号を遅延干渉セクシ
ョン４３０にマップする。
【００２２】図４（ｄ）は、光カプラ４１０およびサー
キュレータ４４０の両方を含む。クロック信号および入
力信号が、光カプラ４１０により導入される。この構成
は、遅延干渉セクション４３０からの反射が、再生成さ
れたパルスを含むサーキュレータ４４０により引き出さ
れることを仮定している。
キュレータ４４０の両方を含む。クロック信号および入
力信号が、光カプラ４１０により導入される。この構成
は、遅延干渉セクション４３０からの反射が、再生成さ
れたパルスを含むサーキュレータ４４０により引き出さ
れることを仮定している。
【００２３】図４（ｅ）は、入力信号を調節セクション
４２０に導入するグレーティング４２０（ａ）を有する
本発明の３Ｒリジェネレータを示す。グレーティング４
２０（ａ）は、調節セクション４２０の前または後のフ
ァイバまたは導波路中に配置され得る。
４２０に導入するグレーティング４２０（ａ）を有する
本発明の３Ｒリジェネレータを示す。グレーティング４
２０（ａ）は、調節セクション４２０の前または後のフ
ァイバまたは導波路中に配置され得る。
【００２４】図４（ｆ）は、入力信号を検出しかつ非線
形媒体の電流（または電圧）の調節をするために使用さ
れ得るフォトダイオード４５０を含む。勿論、これらの
多くの他のタイプおよび変形が、可能であり、当業者に
自明である。
形媒体の電流（または電圧）の調節をするために使用さ
れ得るフォトダイオード４５０を含む。勿論、これらの
多くの他のタイプおよび変形が、可能であり、当業者に
自明である。
【００２５】図５（ａ）−（ｅ）は、本発明の３Ｒリジ
ェネレータの遅延干渉セクションの変形を示す。容易に
分かるように、干渉計遅延スキームは、異なる長さの光
パスを使用する、または代替的に、光信号の異なる部分
に対する異なる伝播速度を有する。例えば、それらは、
光カプラ、グレーティング、ミラー、偏光スプリッタ、
高次モードカプラの形の光スプリッタおよびコンバイナ
を含む。カプラは、例えば、対称または非対称分割子を
有することができ、または調節可能であり得る。
ェネレータの遅延干渉セクションの変形を示す。容易に
分かるように、干渉計遅延スキームは、異なる長さの光
パスを使用する、または代替的に、光信号の異なる部分
に対する異なる伝播速度を有する。例えば、それらは、
光カプラ、グレーティング、ミラー、偏光スプリッタ、
高次モードカプラの形の光スプリッタおよびコンバイナ
を含む。カプラは、例えば、対称または非対称分割子を
有することができ、または調節可能であり得る。
【００２６】図５（ａ）において、干渉セクションは、
２つのカプラおよび異なる長さの２つの干渉アームによ
り形成される。図５（ｃ）において、１つのカプラの後
には、２つの光ガイディング手段が続く。このガイディ
ング手段は、光がカプラに反射して戻されるように、反
射表面において終端されている。２つの光パスの長さは
異なる。図５（ｄ）において、干渉計が示されており、
光の一部が、確立Ｒ１で反射して戻され、光の残りの部
分が、少し後に、確立Ｒ２で反射して戻される。
２つのカプラおよび異なる長さの２つの干渉アームによ
り形成される。図５（ｃ）において、１つのカプラの後
には、２つの光ガイディング手段が続く。このガイディ
ング手段は、光がカプラに反射して戻されるように、反
射表面において終端されている。２つの光パスの長さは
異なる。図５（ｄ）において、干渉計が示されており、
光の一部が、確立Ｒ１で反射して戻され、光の残りの部
分が、少し後に、確立Ｒ２で反射して戻される。
【００２７】その後、２つの後ろ向きに反射された部分
が、出力に干渉する。図５（ｅ）において、クロック信
号が、所定の偏光状態で、複屈折（birefringement）ク
リスタルまたは他の材料中に導入される。異なる偏光を
有する２つの信号が、互いに所定の遅れを伴って材料を
でる。それらは、その後、同じ偏光状態に回転され、結
合されて、それらが、コンストラクティブまたはディス
トラクティブに干渉できるようになる。
が、出力に干渉する。図５（ｅ）において、クロック信
号が、所定の偏光状態で、複屈折（birefringement）ク
リスタルまたは他の材料中に導入される。異なる偏光を
有する２つの信号が、互いに所定の遅れを伴って材料を
でる。それらは、その後、同じ偏光状態に回転され、結
合されて、それらが、コンストラクティブまたはディス
トラクティブに干渉できるようになる。
【００２８】図６（ａ）は、ファイバで具現化された本
発明の３Ｒリジェネレータを示す。具体的には、リジェ
ネレータ６００は、調節セクション６１０、入力信号カ
ップリングユニットおよび遅延干渉セクション６３０を
含み、この遅延干渉セクション６３０は、複屈折ファイ
バ、位相シフタ６３４およびポラライザ（polarizer）
６３６を有する。複屈折ファイバ６３２は、異なる偏光
の光に対して、異なる群速度（group velocity）を示す
偏光モード分散ファイバであり得る。
発明の３Ｒリジェネレータを示す。具体的には、リジェ
ネレータ６００は、調節セクション６１０、入力信号カ
ップリングユニットおよび遅延干渉セクション６３０を
含み、この遅延干渉セクション６３０は、複屈折ファイ
バ、位相シフタ６３４およびポラライザ（polarizer）
６３６を有する。複屈折ファイバ６３２は、異なる偏光
の光に対して、異なる群速度（group velocity）を示す
偏光モード分散ファイバであり得る。
【００２９】ファイバの長さは、異なるモード間の遅延
を決定する。図６から分かるように、調節セクション６
１０から遠いファイバの一方の端部に、位相シフティン
グエレメント６３４が設けられている。この位相シフタ
は、ハーフウェーブプレート（half-wave plate）、偏
光コントローラまたは別の適切なエレメントであり得
る。より詳細には、ファイバを通過する光のほぼ半分が
出力に結合されるように配置されたポラライザが設けら
れる。
を決定する。図６から分かるように、調節セクション６
１０から遠いファイバの一方の端部に、位相シフティン
グエレメント６３４が設けられている。この位相シフタ
は、ハーフウェーブプレート（half-wave plate）、偏
光コントローラまたは別の適切なエレメントであり得
る。より詳細には、ファイバを通過する光のほぼ半分が
出力に結合されるように配置されたポラライザが設けら
れる。
【００３０】代替的な構成において、追加的な位相シフ
タ、ウェーププレートまたはポラライザが、調節セクシ
ョンと遅延セクションとの間に挿入されることができ、
これにより、より安定な動作を確かにする。一般に、安
定な動作を確かにするために、ユニットの全体または一
部を温度制御することが望ましい。入力信号は、カウン
タプロパゲーティング動作において、ＳＯＡに結合され
得る。そのような構成のうちの一例は、図６（ｂ）に示
されている。
タ、ウェーププレートまたはポラライザが、調節セクシ
ョンと遅延セクションとの間に挿入されることができ、
これにより、より安定な動作を確かにする。一般に、安
定な動作を確かにするために、ユニットの全体または一
部を温度制御することが望ましい。入力信号は、カウン
タプロパゲーティング動作において、ＳＯＡに結合され
得る。そのような構成のうちの一例は、図６（ｂ）に示
されている。
【００３１】
【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、光
通信信号の波長変換および３Ｒ（再増幅、再タイミング
および再成形）光信号再生成を提供するための単純、安
価なデバイスの開発を可能にする方法および装置を提供
することができる。
通信信号の波長変換および３Ｒ（再増幅、再タイミング
および再成形）光信号再生成を提供するための単純、安
価なデバイスの開発を可能にする方法および装置を提供
することができる。
【００３２】特許請求の範囲の発明の要件の後に括弧で
記載した番号がある場合は、本発明の一実施例の対応関
係を示すものであって、本発明の範囲を限定するものと
解釈すべきではない。
記載した番号がある場合は、本発明の一実施例の対応関
係を示すものであって、本発明の範囲を限定するものと
解釈すべきではない。
【図１】本発明による同時波長変換を伴う３Ｒ信号リジ
ェネレーションのコンセプトを示す図。
ェネレーションのコンセプトを示す図。
【図２】本発明による一般化された３Ｒ信号リジェネレ
ータを示す図。
ータを示す図。
【図３】本発明による３Ｒ信号リジェネレータの動作を
示す図。
示す図。
【図４】本発明による３Ｒ信号リジェネレータの代替的
な形を示す図。
な形を示す図。
【図５】本発明による遅延干渉セクションの代替的な形
を示す図。
を示す図。
【図６】本発明の３Ｒリジェネレータの単純化された実
施形態を示す図。
施形態を示す図。
１１０ Ｐｉｎ（入力信号） １２０ Ｐｃｌｋ（クロック信号） １３０ ３Ｒリジェネレータ １４０ Ｐｒｅｇ（再生成された信号） ２００ ３Ｒ信号リジェネレータ ２１０ 調節セクション ２２０ カップリングユニット ２３０ 遅延干渉セクション ２４０ 入力信号 ２５０ クロック信号 ２６０ 出力 ３００ ３Ｒ信号リジェネレータ ３１０ 入力信号 ３２０ クロック信号 ３３０ 再生成された信号 ３５０ スプリッタ ３６０ 遅延ループ ３６５ 位相シフタ ３７０ コンバイナ ３８０ 出力ポート ６００ リジェネレータ ６１０ 調節セクション ６２０ カップリングユニット ６３０ 遅延干渉セクション ６３４ 位相シフタ ６３６ ポラライザ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (71)出願人 596077259 600 Ｍｏｕｎｔａｉｎ Ａｖｅｎｕｅ, Ｍｕｒｒａｙ Ｈｉｌｌ， Ｎｅｗ Ｊｅ ｒｓｅｙ 07974−0636Ｕ．Ｓ．Ａ. (72)発明者 ジュエルグ レウソルド アメリカ合衆国、07724 ニュージャージ ー州、イートンタウン、ウェッジウッド サークル 70 Ｆターム(参考） 2K002 AA02 AB12 BA01 CA13 CA15 DA08 DA10 DA11 EA28 EA30 HA16
Claims (8)
- 【請求項１】 少なくとも１つの入力光信号からある位
相および振幅のエンコードされたクロック信号を生成す
るステップと、 振幅調節されたクロック信号が生成されるように、リジ
ェネレータの遅延干渉セクションに前記エンコードされ
たクロック信号を導入するステップと、 前記振幅調節されたクロック信号を出力するステップと
を有し、 前記出力された振幅調節されたクロック信号が、前記入
力光信号中に存在する情報を保存することを特徴とする
光信号を再生成する方法。 - 【請求項２】 前記遅延干渉が、Ｎ個の、前記エンコー
ドされたクロック信号を少なくとも２つの光信号に分割
するステップ、および別の信号からの量Δｔだけ前記エ
ンコードされた信号のうちの１つを遅延させるステップ
を含み、 Δｔ≒Ｎ*Δｔｃｌｋであり、Δｔｃｌｋは、後続のク
ロック信号パルス間で測定されるクロックパルス時間遅
れであり、Ｎは整数であることを特徴とする請求項１記
載の方法。 - 【請求項３】 前記振幅調節されたクロック信号を光学
的に増幅するステップをさらに有することを特徴とする
請求項２記載の方法。 - 【請求項４】 前記振幅調節されたクロック信号を偏光
させるステップをさらに有することを特徴とする請求項
２記載の方法。 - 【請求項５】 前記遅延干渉セクションは、位相シフタ
と光学的に通信する複屈折ファイバを含むことを特徴と
する請求項２記載の方法。 - 【請求項６】 前記遅延干渉セクションは、前記位相シ
フタと光学的に通信するポラライザをさらに含むことを
特徴とする請求項５記載の方法。 - 【請求項７】 前記生成するステップが、入力光信号
を、光リジェネレータのカップリングセクションに与え
るステップと、 クロック信号を、前記光リジェネレータの調節セクショ
ンに与えるステップとをさらに含むことを特徴とする請
求項１記載の方法。 - 【請求項８】 前記カップリングセクションが、フォト
ダイオードを含むことを特徴とする請求項７記載の方
法。
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| US09/745785 | 2000-12-22 | ||
| US09/745,785 US6931212B2 (en) | 2000-12-22 | 2000-12-22 | 3R optical signal regeneration |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002207229A true JP2002207229A (ja) | 2002-07-26 |
| JP2002207229A5 JP2002207229A5 (ja) | 2005-07-07 |
| JP4138307B2 JP4138307B2 (ja) | 2008-08-27 |
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|---|---|---|---|
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| CA (1) | CA2363665C (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004530361A (ja) * | 2001-04-10 | 2004-09-30 | フラウンホーファー−ゲゼルシャフト ツル フェルデルング デル アンゲヴァンテン フォルシュング エー ファウ | 波長変換を行う３ｒ再生器 |
| JP2006039037A (ja) * | 2004-07-23 | 2006-02-09 | Mitsubishi Electric Corp | 半導体光遅延干渉器 |
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|---|---|---|---|---|
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| US7203427B2 (en) * | 2001-05-15 | 2007-04-10 | Alphion Corporation | Redundant path all-optical regeneration, reshaping and wavelength conversion for enhanced yield |
| AUPR673701A0 (en) * | 2001-07-31 | 2001-08-23 | University Of Queensland, The | Optical signal regeneration |
| US7440179B2 (en) * | 2002-05-29 | 2008-10-21 | Alphion Corporation | SOA-MZI device fault isolation |
| US7010234B2 (en) * | 2002-07-29 | 2006-03-07 | Alcatel Optronics Usa, Inc. | All-optical regenerator for retiming, reshaping and retransmitting an optical signal |
| US6798557B1 (en) * | 2003-05-22 | 2004-09-28 | Lucent Technologies Inc. | Direct optical N-state phase shift keying |
| JP4139963B2 (ja) * | 2003-02-28 | 2008-08-27 | 日本電気株式会社 | 光信号再生中継器および光信号再生方法 |
| US6947206B2 (en) * | 2003-07-18 | 2005-09-20 | Kailight Photonics, Inc. | All-optical, tunable regenerator, reshaper and wavelength converter |
| DE10344319A1 (de) * | 2003-09-19 | 2005-04-28 | Fraunhofer Ges Forschung | Wellenlängen-erhaltender optischer Signalregenerator |
| US7590358B2 (en) * | 2005-02-28 | 2009-09-15 | Vladimir Grigoryan | Optical regenerative amplifier for binary phase shift-keying signals |
| US7489874B2 (en) * | 2005-02-28 | 2009-02-10 | Alcatel-Lucent Usa Inc. | Method and apparatus for demodulation of optical differential phase shift keyed signals |
| WO2009030822A1 (en) * | 2007-09-05 | 2009-03-12 | Luxdyne Oy | Protocol-independent regeneration of optical data signals |
| EP3872464B1 (en) * | 2020-02-28 | 2024-05-22 | Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. | Method for imaging or spectroscopy with a non-linear interferometer |
| CN115308844B (zh) * | 2022-07-04 | 2023-11-24 | 厦门市三安集成电路有限公司 | 用于多信道全光信号处理的单片集成芯片及其处理方法 |
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|---|---|---|---|---|
| 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 |
| GB2320634A (en) * | 1996-12-19 | 1998-06-24 | Northern Telecom Ltd | Optical sampling by using an interferometer to modulate a pulse train |
| JP3438770B2 (ja) * | 1998-03-06 | 2003-08-18 | Ｋｄｄｉ株式会社 | 光ディジタル再生装置 |
| JP2000323786A (ja) * | 1999-05-14 | 2000-11-24 | Fujitsu Ltd | 信号光の波形整形のための方法、装置及びシステム |
| JP2001183714A (ja) * | 1999-12-27 | 2001-07-06 | Kddi Corp | 光波形整形装置 |
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-
2000
- 2000-12-22 US US09/745,785 patent/US6931212B2/en not_active Expired - Fee Related
-
2001
- 2001-11-22 CA CA002363665A patent/CA2363665C/en not_active Expired - Fee Related
- 2001-12-21 JP JP2001390425A patent/JP4138307B2/ja not_active Expired - Fee Related
- 2001-12-21 CN CN01133874.1A patent/CN1242573C/zh not_active Expired - Fee Related
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| CN1242573C (zh) | 2006-02-15 |
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| CA2363665C (en) | 2008-02-05 |
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