JP2003505974A - 高ビットレートのｏｔｄｍ信号のための光発生器 - Google Patents
高ビットレートのｏｔｄｍ信号のための光発生器Info
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- 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
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04J—MULTIPLEX COMMUNICATION
- H04J14/00—Optical multiplex systems
- H04J14/08—Time-division multiplex systems
-
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- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
- H04L7/00—Arrangements for synchronising receiver with transmitter
- H04L7/0075—Arrangements for synchronising receiver with transmitter with photonic or optical means
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- Signal Processing (AREA)
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- Optics & Photonics (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Optical Communication System (AREA)
- Time-Division Multiplex Systems (AREA)
Abstract
(57)【要約】
光信号で使用するのに適した光再生器は２つの段をもつ。再生される入力光信号は最初にデータ分割段を通る。これは、光データ流を元の光信号よりも低いビットレートで多数のデータ流に分割する。次にこれらのデータ流は再生段へ送られる。再生段には多数の光ゲートがある。各ゲートは制御入力において光データ流の１つを受取る。より低いまたは多数のゲートの光クロック流が光ゲートを通る。これらの光ゲートの出力は一緒に再生器の光出力へ接続され、この出力においてビットをインターリーブした再生された光データ流を供給する。
Description
【０００１】
発明の属する技術分野
本発明は、光ネットワーク上を送られる光時分割多重化（optical time divis
ion multiplexed, OTDM）信号で使用するのに適した光再生器に関する。信号は
、例えば光パケットまたは回路交換データ流であってもよい。
ion multiplexed, OTDM）信号で使用するのに適した光再生器に関する。信号は
、例えば光パケットまたは回路交換データ流であってもよい。
【０００２】
従来の技術
光通信ネットワーク上で使用可能なバンド幅を十分に使用するために、毎秒数
十または数百ギガビットの非常に高いビットレートで時分割多重化信号を送るこ
とが望ましい。しかしながら、このような信号を構成している継続時間の非常に
短いパルスは、例えば、光増幅器内のノイズ、光伝送媒体における分散、および
／またはパケットが横断するノードにおける処理の影響によって、直ぐに形状、
タイミング、および信号対雑音比を劣化させる。したがって、望ましくないこと
に光ネットワークの範囲が制限されないときは、光再生器を使用して、光信号を
構成しているパルス列のタイミングおよび形状を復元することが必要である。理
想的には、再生器は“３Ｒ”再生器として機能し、パルスを再び増幅し（re-amp
lify）、再び時間合せし(re-time、再タイミング)、および再び形成する（re-sh
ape、再整形）。適切な光再生器の例は、文献（Lucek J and Smith K, Optics L
etters, 18, 1226-28 (1993)）、および文献（Phillips I D, Ellis A D, Thiel
e H J, Manning R J and Kelly A E, Electronics Letters, 34, 2340-2342 (19
98)）に記載されている。このような技術を使用して、光データ信号が非常に数
多くのノードを通るときに、ノードの統合性を維持することができる。例えば文
献（Thiele H J, Ellis A D and Phillips I D, Electronics Letters, 35, 230
-231 (1991)）では、再循環ループにおけるカスケード接続された４０ギガビッ
ト／秒の３Ｒデータの再生について記載している。１００キロメートルの間隔を
空けた再生器では、ループ内のエラーのない伝達距離はオーダで２００キロメー
トルから２０００キロメートルまで延長される。再生器をファイバの非線形の光
デバイスではなく、半導体の非線形の光デバイスから作ると、コンパクトで、安
定性があり、組み込み易く、比較的に低いパルスエネルギで動作するので好まし
い。
十または数百ギガビットの非常に高いビットレートで時分割多重化信号を送るこ
とが望ましい。しかしながら、このような信号を構成している継続時間の非常に
短いパルスは、例えば、光増幅器内のノイズ、光伝送媒体における分散、および
／またはパケットが横断するノードにおける処理の影響によって、直ぐに形状、
タイミング、および信号対雑音比を劣化させる。したがって、望ましくないこと
に光ネットワークの範囲が制限されないときは、光再生器を使用して、光信号を
構成しているパルス列のタイミングおよび形状を復元することが必要である。理
想的には、再生器は“３Ｒ”再生器として機能し、パルスを再び増幅し（re-amp
lify）、再び時間合せし(re-time、再タイミング)、および再び形成する（re-sh
ape、再整形）。適切な光再生器の例は、文献（Lucek J and Smith K, Optics L
etters, 18, 1226-28 (1993)）、および文献（Phillips I D, Ellis A D, Thiel
e H J, Manning R J and Kelly A E, Electronics Letters, 34, 2340-2342 (19
98)）に記載されている。このような技術を使用して、光データ信号が非常に数
多くのノードを通るときに、ノードの統合性を維持することができる。例えば文
献（Thiele H J, Ellis A D and Phillips I D, Electronics Letters, 35, 230
-231 (1991)）では、再循環ループにおけるカスケード接続された４０ギガビッ
ト／秒の３Ｒデータの再生について記載している。１００キロメートルの間隔を
空けた再生器では、ループ内のエラーのない伝達距離はオーダで２００キロメー
トルから２０００キロメートルまで延長される。再生器をファイバの非線形の光
デバイスではなく、半導体の非線形の光デバイスから作ると、コンパクトで、安
定性があり、組み込み易く、比較的に低いパルスエネルギで動作するので好まし
い。
【０００３】
通常、光再生器は、データラインレートで光クロック信号を受取る第１の光入
力と、第２の光入力と、再生されるデータ信号を受取る制御入力とをもつ光ゲー
トを含む。通常、非線形の光学素子を含むゲートは、加えられた光制御信号にお
いて二値の‘１’が現れたときには伝送状態を変更し、一定時間の後にゲートウ
インドウとして知られている元の非伝送状態に戻る。光制御信号において二値の
ディジットの‘０’が現れたときは、ゲートの状態は変更されない。非線形素子
の状態によって、ゲートへの入力における光クロック列内の所与のパルスがゲー
トから出力へ送られるか否かを判断する。このやり方では、入力データ流内のビ
ットパターンは光クロック列上に加えられ、出力されて、再生された光データ流
を形成する。しかしながら、文献（Kelly A E et al, Electronics Letters,(in
press, July 1999)）において報告された実験では、半導体応用の全光再生器は
８０ギガビット／秒のビットレートで機能できるが、さらに高いビットレートで
は十分に働くことができず、その後は通常はビット期間は光ゲートの回復時間よ
りも相当に短かくなり、したがって再生された信号はビットエラーを導くパター
ン形成作用を含むことが分かった。
力と、第２の光入力と、再生されるデータ信号を受取る制御入力とをもつ光ゲー
トを含む。通常、非線形の光学素子を含むゲートは、加えられた光制御信号にお
いて二値の‘１’が現れたときには伝送状態を変更し、一定時間の後にゲートウ
インドウとして知られている元の非伝送状態に戻る。光制御信号において二値の
ディジットの‘０’が現れたときは、ゲートの状態は変更されない。非線形素子
の状態によって、ゲートへの入力における光クロック列内の所与のパルスがゲー
トから出力へ送られるか否かを判断する。このやり方では、入力データ流内のビ
ットパターンは光クロック列上に加えられ、出力されて、再生された光データ流
を形成する。しかしながら、文献（Kelly A E et al, Electronics Letters,(in
press, July 1999)）において報告された実験では、半導体応用の全光再生器は
８０ギガビット／秒のビットレートで機能できるが、さらに高いビットレートで
は十分に働くことができず、その後は通常はビット期間は光ゲートの回復時間よ
りも相当に短かくなり、したがって再生された信号はビットエラーを導くパター
ン形成作用を含むことが分かった。
【０００４】
発明が解決しようとする課題
本発明の第１の態様にしたがって、光再生器であって：
より高いビットレートで光データ流を受取り、前記光データ流を、より低い
ビットレートで複数のデータ流へ分割するようにされているデータ分割段と； 複数の光ゲート手段であって、各々が制御入力において複数のデータ流の各
それぞれを受取り、別のそれぞれの入力においてより低いビットレートの周波数
またはその倍数で光クロック流を受取るようにされていて、前記光ゲート手段の
出力が一緒に再生器の光出力に接続され、前記出力においてビットをインターリ
ーブした再生された光データ流を供給するようにされている複数の光ゲート手段
とを含む再生段とを含む光再生器を提供する。
ビットレートで複数のデータ流へ分割するようにされているデータ分割段と； 複数の光ゲート手段であって、各々が制御入力において複数のデータ流の各
それぞれを受取り、別のそれぞれの入力においてより低いビットレートの周波数
またはその倍数で光クロック流を受取るようにされていて、前記光ゲート手段の
出力が一緒に再生器の光出力に接続され、前記出力においてビットをインターリ
ーブした再生された光データ流を供給するようにされている複数の光ゲート手段
とを含む再生段とを含む光再生器を提供する。
【０００５】
本発明では、既存の設計よりも相当に高いビットレートで機能することができ
る全光発生器を提供する。例えば、現在の技術を使用して、１６０ギガビット／
秒で機能する全光再生器を構成することができる。本発明の発明者は、光再生器
の機能は光ゲートの回復時間によって制限されているが、ランダムなデータシー
ケンスを含む信号とは対照的に、その回復時間の効果は規則的なクロック信号に
ついて異なる。したがって、それにも関わらず、８０ギガビット／秒までのみの
データ信号のための再生器として効果的に機能できるゲートは、このビットレー
トの２倍でデータ信号に対するデマルチプレクサとして機能することができる。
本発明の再生器は、この差を利用して、より相当に高いビットレートで動作でき
るシステムを提供する。これは、最初により高いビットレートのデータ流を、よ
り低いビットレートの多数の並列データ流へ分割し、より低いビットレートのこ
れらの異なる分割されたデータ流を制御信号として多数のゲートへ供給すること
によって達成され、各ゲートはより低いビットレートの周波数またはその倍数で
クロック信号を入力において受取る。異なるゲートの出力がインターリーブされ
るときは、より高いビットレートの再生されたデータ流が作られる。
る全光発生器を提供する。例えば、現在の技術を使用して、１６０ギガビット／
秒で機能する全光再生器を構成することができる。本発明の発明者は、光再生器
の機能は光ゲートの回復時間によって制限されているが、ランダムなデータシー
ケンスを含む信号とは対照的に、その回復時間の効果は規則的なクロック信号に
ついて異なる。したがって、それにも関わらず、８０ギガビット／秒までのみの
データ信号のための再生器として効果的に機能できるゲートは、このビットレー
トの２倍でデータ信号に対するデマルチプレクサとして機能することができる。
本発明の再生器は、この差を利用して、より相当に高いビットレートで動作でき
るシステムを提供する。これは、最初により高いビットレートのデータ流を、よ
り低いビットレートの多数の並列データ流へ分割し、より低いビットレートのこ
れらの異なる分割されたデータ流を制御信号として多数のゲートへ供給すること
によって達成され、各ゲートはより低いビットレートの周波数またはその倍数で
クロック信号を入力において受取る。異なるゲートの出力がインターリーブされ
るときは、より高いビットレートの再生されたデータ流が作られる。
【０００６】
データ分割段は、複数のゲート手段であって、各ゲート手段が、それぞれの駆
動入力においてデータ流を受取り、それぞれの制御入力においてより低いビット
レートの周波数でクロック流を受取るようにされている複数のゲート手段と、そ
れぞれのゲート手段の各々についてより高いビットレートのデータ信号に対して
より低いビットレートの周波数のクロック信号に異なるそれぞれの遅延を加える
ようにされている遅延手段とを含むことが好ましい。
動入力においてデータ流を受取り、それぞれの制御入力においてより低いビット
レートの周波数でクロック流を受取るようにされている複数のゲート手段と、そ
れぞれのゲート手段の各々についてより高いビットレートのデータ信号に対して
より低いビットレートの周波数のクロック信号に異なるそれぞれの遅延を加える
ようにされている遅延手段とを含むことが好ましい。
【０００７】
全光再生器は、ビット同期ネットワークにおいて機能するようにされていて、
この場合に、ビットレベルのクロックに同期させるローカルクロックソースから
クロック信号を受取ることができる。このようなシステムでは、ゲート手段の各
々は、例えばＴＯＡＤ（テラヘルツ光非同期デマルチプレクサ）構造を使用した
単一の光ゲートを含む。
この場合に、ビットレベルのクロックに同期させるローカルクロックソースから
クロック信号を受取ることができる。このようなシステムでは、ゲート手段の各
々は、例えばＴＯＡＤ（テラヘルツ光非同期デマルチプレクサ）構造を使用した
単一の光ゲートを含む。
【０００８】
その代わりに、光再生器はネットワーク内で使用され、ビットレベルで非対称
に機能してもよい。この場合に、光再生器には、本発明の発明者の現在審査中の
出願第PCT/GB99/01159(A25594)号に記載され、権利を主張されている再生器構造
を取入れてもよく、ここでは第PCT/GB99/01159号の内容を参考文献として取上げ
る。この場合に、再生段においてゲート手段の各々は光ゲートのアレイ、光ゲー
トのアレイの各々においてクロック流内にデータ流に関係して異なるそれぞれの
遅延を加えるようにされている遅延手段、および光ゲートのアレイの全ての出力
へ接続され、かつアレイのゲートの１つから光データ流を選択的に出力するよう
にされている光スイッチを含む。その代わりに、現在審査中の出願第PCT/GB99/0
1159号に記載されているように、入力パケットのフェーズをシフトして、ローカ
ルの自走光クロックソースのフェーズと整合させる手段と関連して、単一のゲー
ト手段を使用してもよい。
に機能してもよい。この場合に、光再生器には、本発明の発明者の現在審査中の
出願第PCT/GB99/01159(A25594)号に記載され、権利を主張されている再生器構造
を取入れてもよく、ここでは第PCT/GB99/01159号の内容を参考文献として取上げ
る。この場合に、再生段においてゲート手段の各々は光ゲートのアレイ、光ゲー
トのアレイの各々においてクロック流内にデータ流に関係して異なるそれぞれの
遅延を加えるようにされている遅延手段、および光ゲートのアレイの全ての出力
へ接続され、かつアレイのゲートの１つから光データ流を選択的に出力するよう
にされている光スイッチを含む。その代わりに、現在審査中の出願第PCT/GB99/0
1159号に記載されているように、入力パケットのフェーズをシフトして、ローカ
ルの自走光クロックソースのフェーズと整合させる手段と関連して、単一のゲー
ト手段を使用してもよい。
【０００９】
本発明の第２の態様にしたがって、光データ信号を再生する方法であって：
（ａ）より高いビットレートの光データ信号を、より低いビットレートの複
数のデータ流へ分割する段階と； （ｂ）複数のデータ流の制御のもとで、クロック信号をより低いビットレー
トの周波数またはその倍数でゲートする段階と； （ｃ）段階（ｂ）によって生成された光信号をインターリーブして、より高
いビットレートの再生された光信号を生成する段階とを含む方法を提供する。
数のデータ流へ分割する段階と； （ｂ）複数のデータ流の制御のもとで、クロック信号をより低いビットレー
トの周波数またはその倍数でゲートする段階と； （ｃ）段階（ｂ）によって生成された光信号をインターリーブして、より高
いビットレートの再生された光信号を生成する段階とを含む方法を提供する。
【００１０】
ここで本発明を実現するシステムをより詳しく例示的に添付の図面を参照して
記載することにする。
記載することにする。
【００１１】
発明の実施の形態
光再生器は、光データ分割段１および光再生段２を含む。高ビットレート、こ
の例では１６０ギガビット／秒の光時分割多重化（optical time division mult
iplexed, OTDM）データ流は、データ分割段１の光入力３において受取られる。
より低いビットレート、この例では８０ギガビット／秒の分割されたデータ流が
データ分割段１の光出力４ａ、４ｂから、光再生段２へ送られる。データ流を使
用して、より低いビットレートの周波数またはその倍数、この例では８０ギガヘ
ルツで光クロック信号をゲートして、再生段２の光出力５において再生された高
ビットレートの光データ流を生成する。
の例では１６０ギガビット／秒の光時分割多重化（optical time division mult
iplexed, OTDM）データ流は、データ分割段１の光入力３において受取られる。
より低いビットレート、この例では８０ギガビット／秒の分割されたデータ流が
データ分割段１の光出力４ａ、４ｂから、光再生段２へ送られる。データ流を使
用して、より低いビットレートの周波数またはその倍数、この例では８０ギガヘ
ルツで光クロック信号をゲートして、再生段２の光出力５において再生された高
ビットレートの光データ流を生成する。
【００１２】
同期データ流で使用する再生器では、データ分割および再生段は、光データ流
のビットレートと、再生段２へ入力された分割されたデータ流のより低いビット
レートとの比をｎで表わすとき、合計で２ｎの光ゲートを必要とする。この例で
は、ｎ＝２であり、分割段１には２つの光ゲートがあり、再生段２には別の２つ
の光ゲートがある。図１に示したように、分割段１における２つのゲートの各々
は光入力３へ一緒に接続され、１６０ギガビット／秒の光パルス流によって駆動
される。８０ギガビットのより低いビットレートの光クロック信号は、光ゲート
６、７の各々へ供給される。光遅延８は、ゲート６、７への光供給の間に含まれ
ている。光遅延の大きさは入力３において光データ流内の連続ビット間の区切り
（separation）に等しいと言われている。したがって、２つの光ゲート６、７の
各々は入力データ流の１つおきのビットを通し、例えばゲート６はビット位置０
、２、４．．．において光パルスを通し、他方のゲート７はビット位置１、３、
５．．．において光パルスを通す。より低いビットレートの生成された分割され
たデータ流は、データ分割段１の光出力４ａ、４ｂへ通される。再生段２では、
別の対の光ゲート９、10が８０ギガビットの光クロック信号によって駆動される
。分割されたデータ信号のそれぞれは、ゲート９、10の各々へ制御信号として供
給される。光遅延11は、ゲート９、10の一方からの出力内に含まれ、ゲート９、
10の出力間に相対的な遅延を加え、この遅延はデータ分割段１において加えられ
る遅延と相補関係にあるようにされていてる。ゲート９、10の出力は、光カップ
ラ12によって結合される。このやり方では、２つのより低いビットレートデータ
流がより高いビットレートのクロックへ変調され、インターリーブされて、形状
、振幅、およびタイミングにおいて再生された、すなわち３Ｒ再生を達成された
１６０ギガビット／秒の出力信号を生成する。
のビットレートと、再生段２へ入力された分割されたデータ流のより低いビット
レートとの比をｎで表わすとき、合計で２ｎの光ゲートを必要とする。この例で
は、ｎ＝２であり、分割段１には２つの光ゲートがあり、再生段２には別の２つ
の光ゲートがある。図１に示したように、分割段１における２つのゲートの各々
は光入力３へ一緒に接続され、１６０ギガビット／秒の光パルス流によって駆動
される。８０ギガビットのより低いビットレートの光クロック信号は、光ゲート
６、７の各々へ供給される。光遅延８は、ゲート６、７への光供給の間に含まれ
ている。光遅延の大きさは入力３において光データ流内の連続ビット間の区切り
（separation）に等しいと言われている。したがって、２つの光ゲート６、７の
各々は入力データ流の１つおきのビットを通し、例えばゲート６はビット位置０
、２、４．．．において光パルスを通し、他方のゲート７はビット位置１、３、
５．．．において光パルスを通す。より低いビットレートの生成された分割され
たデータ流は、データ分割段１の光出力４ａ、４ｂへ通される。再生段２では、
別の対の光ゲート９、10が８０ギガビットの光クロック信号によって駆動される
。分割されたデータ信号のそれぞれは、ゲート９、10の各々へ制御信号として供
給される。光遅延11は、ゲート９、10の一方からの出力内に含まれ、ゲート９、
10の出力間に相対的な遅延を加え、この遅延はデータ分割段１において加えられ
る遅延と相補関係にあるようにされていてる。ゲート９、10の出力は、光カップ
ラ12によって結合される。このやり方では、２つのより低いビットレートデータ
流がより高いビットレートのクロックへ変調され、インターリーブされて、形状
、振幅、およびタイミングにおいて再生された、すなわち３Ｒ再生を達成された
１６０ギガビット／秒の出力信号を生成する。
【００１３】
図２は、図１の回路で使用するための光ゲートのための1つの可能な構成を示
している。この場合に、ゲートはＴＯＡＤ構成を使用している。ファイバループ
ミラー21は非線形素子、例えば光半導体増幅器を含む。非線形素子22はループミ
ラーの中心に対してオフセットしている。スイッチングウインドウの継続期間は
、オフセットの範囲によって決定される。ゲーティング制御信号は光カップラ23
を介してループに供給される。
している。この場合に、ゲートはＴＯＡＤ構成を使用している。ファイバループ
ミラー21は非線形素子、例えば光半導体増幅器を含む。非線形素子22はループミ
ラーの中心に対してオフセットしている。スイッチングウインドウの継続期間は
、オフセットの範囲によって決定される。ゲーティング制御信号は光カップラ23
を介してループに供給される。
【００１４】
ファイバ自体が非線形素子の働きをするファイバループミラーは、文献（Whit
taker et al, Optical Letters, vol. 16, p.1840 (1991)）に記載されている。
超高速ゲーティングデバイスのような半導体光増幅器において非線形性を使用す
ることについては、例えば文献（Kang et al, International Journal of High
Speed Electronics and Systems, vol.7, p.125 (1996)）に記載されている。図
２に示したようにループ構成内で半導体光増幅器を使用する代わりに、光ゲート
はマッハツエンダ干渉計構成において１対の増幅器を使用することができる。別
の超高速光ゲートは、HallおよびRauschenbachによって文献（Paper BD5, Proce
edings of Conference on Optical Fiber Communications (OFC '98) Optical S
ociety of America, February 1998）に記載された超高速非線形干渉計スイッチ
である。これらの全てのデバイスの特徴は、ゲートが不規則なデータ信号によっ
て駆動されるときに非線形素子の回復時間の結果として相当な速度の制限を受け
ることである。しかしながら、これらのデバイスは、規則的なクロック信号によ
って駆動されるときは、相当により高いデータレートで機能することができる。
taker et al, Optical Letters, vol. 16, p.1840 (1991)）に記載されている。
超高速ゲーティングデバイスのような半導体光増幅器において非線形性を使用す
ることについては、例えば文献（Kang et al, International Journal of High
Speed Electronics and Systems, vol.7, p.125 (1996)）に記載されている。図
２に示したようにループ構成内で半導体光増幅器を使用する代わりに、光ゲート
はマッハツエンダ干渉計構成において１対の増幅器を使用することができる。別
の超高速光ゲートは、HallおよびRauschenbachによって文献（Paper BD5, Proce
edings of Conference on Optical Fiber Communications (OFC '98) Optical S
ociety of America, February 1998）に記載された超高速非線形干渉計スイッチ
である。これらの全てのデバイスの特徴は、ゲートが不規則なデータ信号によっ
て駆動されるときに非線形素子の回復時間の結果として相当な速度の制限を受け
ることである。しかしながら、これらのデバイスは、規則的なクロック信号によ
って駆動されるときは、相当により高いデータレートで機能することができる。
【００１５】
より低いビットレートの周波数でクロック信号を生成するために、クロック回
復回路を使用して、入力データビットと同期してクロック信号を導き出し、この
クロック信号を使用して、８０ギガビットで動作するローカルパルスソースと同
期させてもよい。例えばクロック回復回路には、マーカパルスを複製して規則的
なパルスパターンを生成する受動パルス複製ネットワークを含んでもよい。
復回路を使用して、入力データビットと同期してクロック信号を導き出し、この
クロック信号を使用して、８０ギガビットで動作するローカルパルスソースと同
期させてもよい。例えばクロック回復回路には、マーカパルスを複製して規則的
なパルスパターンを生成する受動パルス複製ネットワークを含んでもよい。
【００１６】
別の実施形態では、光再生器は、ビットレベルで非同期である入力光パケット
を処理するようにされている。この場合に、図１の再生段において単一の光ゲー
ト９、10の各々はゲートのアレイによって置換される。１つのこのようなアレイ
は図３に示されている。アレイは４つの光ゲート31、32、33、34を含む。ゲート
の各々は１６０ギガビットのデータ流によって駆動される。ビット期間の一部の
異なる関連する遅延は駆動信号のための入力経路内に含まれる。この遅延は、第
１の光ゲート31への入力に対して０、第２の光ゲートに対してπ／４、第３の光
ゲート33に対してπ／２、最後の光ゲート34に対して３π／４の値をもつ。４つ
の光ゲートからの出力は４：１の光スイッチへ送られ、ここでゲートの１つから
データ流を選択し、それぞれの光出力４ａ、４ｂへ送られる。適切に同期化され
た出力は、スイッチＣから出力の一部をタップオフし、例えば光検出器を使用し
て、データ信号内の光エネルギを測定することによって選択され、異なるゲート
の各々が選択される。クロック信号と駆動データ信号との間のフェーズエラーが
最小化されるとき、対応するゲート出力はエネルギ関数においてピークを与える
。電子制御論理を使用して、４：１のスイッチについて電子制御信号を生成する
。ゲートアレイからの光出力の選択のみがピークレートで反復されることが必要
があるので、電子制御論理のより低いスイッチングレートは制限の要因ではない
。ビットが非同期の光パケットを処理するこのようなシステムでは、光クロック
信号は自走（free-running）の光パルスソースから導き出される。適切なソース
は、利得切換えレーザ（gain-switched laser）または能動的モードロックレー
ザ（actively mode locked laser）のような電気的に同期させたレーザを駆動す
る電子マイクロ波発振器を含む。その代わりに、受動的モードロックレーザ（pa
ssively mode locked laser）のような、継続的な自走光パルスソースを使用し
てもよい。一般的に、非同期の光再生器は、より高いビットレートとより低いビ
ットレートとの比をｎで表わすとき、５ｎのゲートを必要とする。
を処理するようにされている。この場合に、図１の再生段において単一の光ゲー
ト９、10の各々はゲートのアレイによって置換される。１つのこのようなアレイ
は図３に示されている。アレイは４つの光ゲート31、32、33、34を含む。ゲート
の各々は１６０ギガビットのデータ流によって駆動される。ビット期間の一部の
異なる関連する遅延は駆動信号のための入力経路内に含まれる。この遅延は、第
１の光ゲート31への入力に対して０、第２の光ゲートに対してπ／４、第３の光
ゲート33に対してπ／２、最後の光ゲート34に対して３π／４の値をもつ。４つ
の光ゲートからの出力は４：１の光スイッチへ送られ、ここでゲートの１つから
データ流を選択し、それぞれの光出力４ａ、４ｂへ送られる。適切に同期化され
た出力は、スイッチＣから出力の一部をタップオフし、例えば光検出器を使用し
て、データ信号内の光エネルギを測定することによって選択され、異なるゲート
の各々が選択される。クロック信号と駆動データ信号との間のフェーズエラーが
最小化されるとき、対応するゲート出力はエネルギ関数においてピークを与える
。電子制御論理を使用して、４：１のスイッチについて電子制御信号を生成する
。ゲートアレイからの光出力の選択のみがピークレートで反復されることが必要
があるので、電子制御論理のより低いスイッチングレートは制限の要因ではない
。ビットが非同期の光パケットを処理するこのようなシステムでは、光クロック
信号は自走（free-running）の光パルスソースから導き出される。適切なソース
は、利得切換えレーザ（gain-switched laser）または能動的モードロックレー
ザ（actively mode locked laser）のような電気的に同期させたレーザを駆動す
る電子マイクロ波発振器を含む。その代わりに、受動的モードロックレーザ（pa
ssively mode locked laser）のような、継続的な自走光パルスソースを使用し
てもよい。一般的に、非同期の光再生器は、より高いビットレートとより低いビ
ットレートとの比をｎで表わすとき、５ｎのゲートを必要とする。
【００１７】
図４は、本発明を実現するビット非同期再生器がノードに含まれている光ネッ
トワークを示している。パケットは、各々が独立した相関のないクロックをもつ
多数のソースから参照ノードＢに到達する。ソースにおいて送られた電力、リン
ク内で使用される光増幅器内の電力レベル、およびリンク内で使用される同期再
生器における電力レベルを適切に調節することによって、ルート設定ノードの入
力に到達するパケット内のビットは、適切に規定された標準の‘ディジタル’レ
ベルの強度をもつ（例えば、スイッチングノード内のビットが非同期のパケット
再生器（bit-asynchronous packet regenerator, AR）において使用される光ゲ
ートでの完全なスイッチングを行うための正しい強度をもつ）ことが好都合であ
る。一般的に、スイッチングノードへの入力はビットが非同期である。ルート設
定ノードへの各入力は、上述のように構成されたビットが非同期のパケット再生
器ＡＲを通る。図４に模式的に示したように、参照ノードＢのようなノードは、
ローカルなトラヒックに対する追加／ドロップ機能と先送りのためのパケットの
再生とを結合する。
トワークを示している。パケットは、各々が独立した相関のないクロックをもつ
多数のソースから参照ノードＢに到達する。ソースにおいて送られた電力、リン
ク内で使用される光増幅器内の電力レベル、およびリンク内で使用される同期再
生器における電力レベルを適切に調節することによって、ルート設定ノードの入
力に到達するパケット内のビットは、適切に規定された標準の‘ディジタル’レ
ベルの強度をもつ（例えば、スイッチングノード内のビットが非同期のパケット
再生器（bit-asynchronous packet regenerator, AR）において使用される光ゲ
ートでの完全なスイッチングを行うための正しい強度をもつ）ことが好都合であ
る。一般的に、スイッチングノードへの入力はビットが非同期である。ルート設
定ノードへの各入力は、上述のように構成されたビットが非同期のパケット再生
器ＡＲを通る。図４に模式的に示したように、参照ノードＢのようなノードは、
ローカルなトラヒックに対する追加／ドロップ機能と先送りのためのパケットの
再生とを結合する。
【図１】
本発明を実現する光再生器の模式図。
【図２】
図１の再生器を使用するのに適した光ゲートを示すダイヤグラム。
【図３】
本発明を実現する非同期光再生器の再生段で使用するためのゲートアレイを示
すダイヤグラム。
すダイヤグラム。
【図４】
本発明を実現するビット非同期再生器がノードに含まれている光ネットワーク
を示す図。
を示す図。
【手続補正書】特許協力条約第３４条補正の翻訳文提出書
【提出日】平成１３年５月２２日（２００１．５．２２）
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００４】
発明が解決しようとする課題
本発明の第１の態様にしたがって、光再生器であって：（ａ）あるビットレー
トをもつ入力光データ流を受取り、入力光データ流を、各々が入力データ流のビ
ットレートよりも低いビットレートをもつ複数の別の光データ流へ分割するよう
にされているデータ分割段と；（ｂ）複数の光ゲート手段）であって、各々が制
御入力において別のデータ流のそれぞれを受取り、別の入力において光クロック
流を別のデータ流のビットレートの周波数またはその倍数で受取るようにされて
いて、ゲート手段の出力が再生器の光出力（５）へ一緒に接続され、前記出力に
おいてビットをインターリーブした再生された光データ流を供給するようにされ
ている複数の光ゲート手段をもつ再生段とを含む光再生器を提供する。
トをもつ入力光データ流を受取り、入力光データ流を、各々が入力データ流のビ
ットレートよりも低いビットレートをもつ複数の別の光データ流へ分割するよう
にされているデータ分割段と；（ｂ）複数の光ゲート手段）であって、各々が制
御入力において別のデータ流のそれぞれを受取り、別の入力において光クロック
流を別のデータ流のビットレートの周波数またはその倍数で受取るようにされて
いて、ゲート手段の出力が再生器の光出力（５）へ一緒に接続され、前記出力に
おいてビットをインターリーブした再生された光データ流を供給するようにされ
ている複数の光ゲート手段をもつ再生段とを含む光再生器を提供する。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００８】
その代わりに、光再生器はネットワーク内で使用され、ビットレベルで非対称
に機能してもよい。この場合に、光再生器には、本発明の発明者の現在審査中の
出願第PCT/GB99/01159号に記載され、権利を主張されている再生器構造を取入れ
てもよい。この場合に、再生段においてゲート手段の各々は光ゲートのアレイ、
光ゲートのアレイの各々においてクロック流内にデータ流に関係して異なるそれ
ぞれの遅延を加えるようにされている遅延手段、および光ゲートのアレイの全て
の出力へ接続され、かつアレイのゲートの１つから光データ流を選択的に出力す
るようにされている光スイッチを含む。その代わりに、現在審査中の出願第PCT/
GB99/01159号に記載されているように、入力パケットのフェーズをシフトして、
ローカルの自走光クロックソースの位相と整合させる手段と関連して、単一のゲ
ート手段を使用してもよい。
に機能してもよい。この場合に、光再生器には、本発明の発明者の現在審査中の
出願第PCT/GB99/01159号に記載され、権利を主張されている再生器構造を取入れ
てもよい。この場合に、再生段においてゲート手段の各々は光ゲートのアレイ、
光ゲートのアレイの各々においてクロック流内にデータ流に関係して異なるそれ
ぞれの遅延を加えるようにされている遅延手段、および光ゲートのアレイの全て
の出力へ接続され、かつアレイのゲートの１つから光データ流を選択的に出力す
るようにされている光スイッチを含む。その代わりに、現在審査中の出願第PCT/
GB99/01159号に記載されているように、入力パケットのフェーズをシフトして、
ローカルの自走光クロックソースの位相と整合させる手段と関連して、単一のゲ
ート手段を使用してもよい。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００９】
本発明の第２の態様にしたがって、光データ信号を再生する方法であって：
（ａ）あるビットレートの入力光データ信号を複数の別のデータ流に分割し
、別のデータ流の各々が受取った光信号のビットレートよりも低いビットレート
をもたせる段階と； （ｂ）複数の別のデータ流の制御のもとで、別の信号のビットレートの周波
数またはその倍数でクロック信号をゲートする段階と； 段階（ｂ）によって生成された光信号をインターリーブして、受取った光デ
ータ信号のビットレートで再生された光信号を生成する段階とを含む方法を提供
する。
、別のデータ流の各々が受取った光信号のビットレートよりも低いビットレート
をもたせる段階と； （ｂ）複数の別のデータ流の制御のもとで、別の信号のビットレートの周波
数またはその倍数でクロック信号をゲートする段階と； 段階（ｂ）によって生成された光信号をインターリーブして、受取った光デ
ータ信号のビットレートで再生された光信号を生成する段階とを含む方法を提供
する。
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ，
ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，Ｉ
Ｔ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ
，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＧＷ，ＭＬ，
ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＧＭ，Ｋ
Ｅ，ＬＳ，ＭＷ，ＭＺ，ＳＤ，ＳＬ，ＳＺ，ＴＺ，ＵＧ
，ＺＷ)，ＥＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ，
ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ)，ＡＥ，ＡＧ，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，
ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＢＺ，Ｃ
Ａ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＲ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＤＭ
，ＤＺ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＤ，ＧＥ，ＧＨ，
ＧＭ，ＨＲ，ＨＵ，ＩＤ，ＩＬ，ＩＮ，ＩＳ，ＪＰ，Ｋ
Ｅ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ
，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＡ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，
ＭＷ，ＭＸ，ＭＺ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，Ｒ
Ｕ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＳＬ，ＴＪ，ＴＭ
，ＴＲ，ＴＴ，ＴＺ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＳ，ＵＺ，ＶＮ，
ＹＵ，ＺＡ，ＺＷ
Ｆターム(参考） 5K002 CA01 CA12 DA03
5K028 AA11 BB08 KK03 NN31 RR03
Claims (8)
- 【請求項１】 光再生器であって： （ａ）より高いビットレートで光データ流を受取り、前記光データ流を、よ
り低いビットレートで複数のデータ流へ分割するようにされているデータ分割段
と； 複数の光ゲート手段であって、各々が制御入力において複数のデータ流のそ
れぞれ１つを受取り、別のそれぞれの入力においてより低いビットレートの周波
数またはその倍数で光クロック流を受取るようにされていて、前記光ゲート手段
の出力が一緒に再生器の光出力に接続され、前記出力においてビットをインター
リーブした再生された光データ流を供給するようにされている複数の光ゲート手
段とを含む再生段とを含む光再生器。 - 【請求項２】 データ分割段が、複数のゲート手段であって、各ゲート手段
がそれぞれの入力においてデータ流を受取り、それぞれの制御入力においてより
低いビットレートの周波数で光クロック流を受取るようにされている複数のゲー
ト手段と；それぞれのゲート手段の各々についてより高いビットレートのデータ
信号に関係して異なるそれぞれの遅延を前記光クロック流に加えるようにされて
いる遅延手段とを含む請求項１記載の再生器。 - 【請求項３】 再生器はビットが非同期の光パケットを再生するようにされ
ていて、再生段のゲート手段の各々は、光ゲートのアレイ、アレイを構成してい
るゲートの各々においてクロック信号とデータ信号との間で異なるそれぞれの遅
延を加えるための手段と、受取った光パケットのビットレベルのフェーズに依存
してアレイ内のゲートの１つから光出力を選択するスイッチ手段とを含む請求項
１または２記載の再生器。 - 【請求項４】 光データ信号を再生する方法であって： （ａ）より高いビットレートの光データ信号を、より低いビットレートの複
数のデータ流へ分割する段階と； （ｂ）複数のデータ流の制御のもとで、クロック信号をより低いビットレー
トの周波数またはその倍数でゲートする段階と； （ｃ）段階（ｂ）によって生成された光信号をインターリーブして、より高
いビットレートの再生された光信号を生成する段階とを含む方法。 - 【請求項５】 光データ信号を分割する段階が、複数の各ゲート手段のそれ
ぞれの入力へ光データ信号を供給することと、複数の各ゲート手段のそれぞれの
制御入力へより低いビットレートの周波数またはその倍数の光クロック流を供給
することと、より高いビットレートデータ信号に関係して異なるそれぞれの遅延
を前記光クロック流の各々に加えることとを含む請求項４記載の方法。 - 【請求項６】 クロック信号をゲートする段階が、前記データ流の各々へ光
ゲートのアレイを供給することと、アレイを構成しているゲートの各々において
クロック信号とデータ信号との間に異なるそれぞれの遅延を加えることと、受取
ったビットが非同期の光データ信号のビットレベルのフェーズに依存して各アレ
イ内の複数のゲートの１つから光出力を選択することとを含む請求項４または５
記載の方法。 - 【請求項７】 光ネットワーク内で接続され、請求項１ないし３の何れか１
項記載の再生器を含むノード。 - 【請求項８】 請求項１ないし３の何れか１項記載の再生器を含む光ネット
ワーク。
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| EP99305834A EP1076430A1 (en) | 1999-07-23 | 1999-07-23 | Optical regenerator for high-bitrate OTDM signals |
| EP99305834.6 | 1999-07-23 | ||
| PCT/GB2000/002780 WO2001008332A1 (en) | 1999-07-23 | 2000-07-19 | Optical regenerator for high bit-rate otdm signals |
Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003505974A true JP2003505974A (ja) | 2003-02-12 |
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Family
ID=8241534
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001512726A Expired - Fee Related JP4422376B2 (ja) | 1999-07-23 | 2000-07-19 | 高ビットレートのｏｔｄｍ信号のための光発生器 |
Country Status (8)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US7043164B1 (ja) |
| EP (2) | EP1076430A1 (ja) |
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| WO (1) | WO2001008332A1 (ja) |
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|---|---|---|---|---|
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| EP1076430A1 (en) | 1999-07-23 | 2001-02-14 | BRITISH TELECOMMUNICATIONS public limited company | Optical regenerator for high-bitrate OTDM signals |
| GB9917880D0 (en) * | 1999-07-30 | 1999-09-29 | Roke Manor Research | Fast data modulator |
| JP3803324B2 (ja) * | 2001-03-15 | 2006-08-02 | フルカワ エレクトリック ノース アメリカ インコーポレーテッド | 光再生器及び光通信システム |
| JP2003005140A (ja) * | 2001-06-19 | 2003-01-08 | Kddi Corp | 光信号再生装置 |
| DE60223567D1 (de) * | 2001-08-24 | 2007-12-27 | Broadwing Corp | Erzeugung eines subträgermodulierten optischen Signals durch elektrooptische Umwandlung eines Manchester-kodierten Signals |
| US7013939B2 (en) | 2001-08-24 | 2006-03-21 | Michelin Recherche Et Technique S.A. | Compliant wheel |
| US7623786B2 (en) * | 2002-05-20 | 2009-11-24 | Enablence Usa Fttx Networks, Inc. | System and method for communicating optical signals to multiple subscribers having various bandwidth demands connected to the same optical waveguide |
| US7035550B2 (en) * | 2002-12-10 | 2006-04-25 | The Trustees Of Princeton University | All-optical, 3R regeneration using the Sagnac and Mach-Zehnder versions of the terahertz optical asymmetric demultiplexer (TOAD) |
| US7454141B2 (en) * | 2003-03-14 | 2008-11-18 | Enablence Usa Fttx Networks Inc. | Method and system for providing a return path for signals generated by legacy terminals in an optical network |
| US7599622B2 (en) * | 2004-08-19 | 2009-10-06 | Enablence Usa Fttx Networks Inc. | System and method for communicating optical signals between a data service provider and subscribers |
| GB0502111D0 (en) * | 2005-02-02 | 2005-03-09 | Ct For Integrated Photonics Th | Asynchronous optical regenerator |
| US8418554B2 (en) * | 2009-06-01 | 2013-04-16 | The Boeing Company | Gyroscope packaging assembly |
| EP2403163B1 (en) | 2010-06-29 | 2016-12-28 | Orange | Method and system for generation of QAM formats for applications in optical communication |
| EP2779497B1 (en) * | 2013-03-14 | 2017-05-03 | Danmarks Tekniske Universitet | All-Optical Regeneration System for Optical Wavelength Division Multiplexed Communication Systems |
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- 1999-07-23 EP EP99305834A patent/EP1076430A1/en not_active Withdrawn
-
2000
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