JP2004505547A - Ｒｚ−ｗｄｍ信号のための同期装置および同期方法 - Google Patents

Abstract

本発明の目的はＲＺ−ＷＤＭ信号のための同期装置および同期方法の提供にある。本発明は、ＲＺ−ＷＤＭ光チャネル２を受信する入力部を備えた少なくとも１つの可変遅延ライン１、ＲＺ−ＷＤＭ出力光チャネル１０を受信し、ＲＺ−ＷＤＭ出力光チャネル１０のパワーによって決まる制御信号を発生する少なくとも１つの遅延コントローラ３、および、光ＷＤＭチャネルが同期するように、少なくとも１つの遅延ライン１を制御するための制御回路９を含む波長多重伝送システムにおける１つ以上の光ＲＺ信号のための同期装置に関する。

Description

【０００１】
発明の属する技術分野
本発明は、ＲＺ（ゼロ復帰）変調されたＷＤＭ（波長分割多重）信号のための同期装置に関する。
【０００２】
本発明は、同様に、可変遅延ラインおよび電子的フィードバックループを使用したＲＺ−ＷＤＭ信号を同期する方法に関する。
【０００３】
従来の技術
（高品質データ転送、高解像度テレビ、および、ビデオ会議などの）ブロードバンドサービスに対する需要は、今世紀の最初の１０年間までに、テラビット／秒の容量で動作する通信ネットワークを必要とすることがある。容量に対するこの需要を満たすために、完全に光学的または「透過的な」ネットワークが提案されている。これらのネットワークは、高いデータ速度を達成するために、高速光時間分割多重（ＯＴＤＭ）または波長分割多重（ＷＤＭ）のいずれかを採用している。透過的な光ネットワークは、発信元ノードと送信先ノードとの間の透過的なパスを維持するために、光スイッチングおよびルーティングに依存している。
【０００４】
伝送システムにおいては、検出後回路の電子フィルタリングを使用する従来技術である電子クロック復帰回路が一般に使用されている。例えば、高Ｑ電気フィルタは、受信されたデータ変調スペクトル内のクロック成分を抽出するために使用できる。
【０００５】
透過的な光ネットワークアーキテクチャーにおいては、電子クロック回復技術が、よく知られている。非常に多くの独立波長チャネルは、ＷＤＭ伝送方式を使用して伝送される。各チャネルは、隣接するチャネルから独立して変調される。チャネルは、互いに、同期してないか、または、送信機においてのみ同期している。伝送ライン中の再生機能は、再変調器を含む。チャネルが再生段階で同期していない場合、再生器の数は、各再生段におけるチャネル数と等しい。
【０００６】
ゼロ復帰符号化において、符号化された信号の周波数スペクトルは、クロック周波数に強いピークを含む。したがって、クロック抽出は、クロック周波数におけるフィルタリング、および、結果の整流によって達成される。これは、電子的な形態への信号変換を含む。その後、クロック信号は、位相比較機能を使用することによって同期される。この解決策は、低いビット速度に制限されるか、でなければ、必要となる電子回路に対する費用を増加させる。
【０００７】
再生および同期は、米国特許ＵＳ６，０２８，８９８より知られる。信号再生器は、閾値調整回路、位相調整回路、および、再タイミング回路を含む。
【０００８】
以上のほかには、伝送ラインの各再生段において、全てのＲＺ−ＷＤＭ信号の完全なクロック復帰を必要としない。そのため、本発明は、各チャネルにおけるクロック復帰なしに、簡単な方法でＷＤＭチャネルを同期させるためのものである。
【０００９】
本発明は、
ＲＺ−ＷＤＭ光チャネル（２）を受信する入力部を備えた少なくとも１つの可変遅延ライン（１）と、
ＲＺ−ＷＤＭ出力光チャネル（１０）を受信する遅延コントローラ（３）であって、ＲＺ−ＷＤＭ出力光チャネル（１０）のパワーによって決まる制御信号を発生する少なくとも１つの前記遅延コントローラと、
光ＷＤＭチャネルが同期するように、少なくとも１つの遅延ライン（１）を制御するための制御回路（９）と、
を含む波長多重伝送システムにおける２つ以上の光ＲＺ信号のための同期装置において実施される。
【００１０】
本発明は、
ＷＤＭ多重から２つのチャネルを分離するステップと、
２つのチャネルのパワーを解析するステップ、
可変遅延ラインに対して制御信号を発生するステップ、
遅延ラインを制御するステップ及び、
同期したチャネルが、サブセットの２つのチャネルの１つとなるように、結果として得られた同期した信号をチャネルの次のサブセットにフィードバックするステップ
によって、２つのチャネルを同期するステップと、
によって実施される、ＲＺ−ＷＤＭ光信号の同期方法をも含む。
【００１１】
同期装置は、本発明の一実施形態の一例として、添付の図面を参照して、以下に説明される。
【００１２】
図１は、特定の遅延ＤＴに対する２つのＷＤＭチャネルの、結果として得られるパワーの関数を示す。
【００１３】
この関数の依存関係を理解するために、ＲＺ信号に変調された２つのＷＤＭチャネルを考える。この光ＲＺ−ＷＤＭチャネルを、ａおよびｂと名付ける。２つのチャネルは、テラビットで測定したＤＴの時間周期だけ時間が偏移している。この２つのチャネルに対する変調速度は、（１／テラビット）ビット／秒である。この変調方式により、２つのチャネルａおよびｂの双方は、パワーＰａおよびＰｂの電気スペクトルに、（１／テラビット）ヘルツの成分を有する。チャネルａおよびｂが、光検出器内で同時に検出された場合、２つのコヒーレントでないチャネルの光学的な合計の電気スペクトルにおける（１／テラビット）ヘルツの周波数における成分のパワーが、以下の関数に従うことが示される。
【００１４】
【数１】

また、Ｐａ＝Ｐｂの場合、関係は、以下のようになる。
【数２】

【００１５】
２つのチャネルの光学的な合計の（１／テラビット）ヘルツの周波数における電気成分のパワーＰは、双方のチャネルのパルスが同期した時に最大になること、および、Ｐは、双方のチャネルのパルスが同期していない時に最小になることが分かる。
【００１６】
図２は、２つの光チャネルａおよびｂのための同期装置を模式的に示す。光ＲＺ−ＷＤＭチャネル２は、可変遅延ライン１の第１のポートに接続される。可変遅延ライン１の出力は、同期されたＲＺ−ＷＤＭチャネル１０のための伝送ラインに接続される。タップ１４は、光パワーを分割し、遅延検出器３に接続される。遅延検出器３は、制御システム９に取り付けられ、この制御システム９は、可変遅延ライン１の第２の入力ポートに取り付けられる。遅延検出器３は、入力およびタップ１４に接続される光検出器５を含む。光検出器５は、ＨＦパワー計７に結合されるバンドパスフィルタ６にリンクされる。パワー計７は、決定回路８、および、制御システム９に接続される出力部に取り付けられる。
【００１７】
入力ＲＺ−ＷＤＭチャネル２は、同期していない。２つの波長チャネル間の偏移は、ＤＴである。デジタル信号間、例えば、図にある信号「１」間の距離は、Ｔ_ｂｉｔである。この信号は、可変遅延ラインに送られる。必要なものは、他のチャネルに比較して１つのチャネルの能動偏移を開始するための制御信号である。タップ１４において、手順の開始時において遅延ラインから影響をうけていない光信号の一部が、遅延検出器に送るために取り込まれる。ここで、光検出器は、光信号を受信し、それを、電気的ブロードバンド信号に変化させる。続いて、この電気信号は、サイドバンドおよび雑音信号を除去するために、データクロック周波数周辺に中心を持つバンドパスフィルタによって、フィルタリングされる。フィルタリングされた信号は、ＨＦパワー計によって解析される。
【００１８】
ＲＦクロックレベルに敏感な（ＲＦ検出ダイオードでもよい）このパワー計は、ＨＦ信号を、いわゆる決定要素８に適用できる直流電気レベルに変換する。決定要素は、演算増幅器回路に基づいた電気的従属を使用して実施することができ、受信した情報を、可変光遅延ライン制御システム９に適用できる信号に変換する。最大ＲＦレベルからの偏差は、制御システムを駆動するＰ．Ｉ．Ｄ．（比例、積分、導関数）調整技術を使用して低下したエラー電圧として、決定回路において検出される。本実施形態の可変遅延ラインは、波長依存性である。
【００１９】
他の一実施形態において、決定回路は、信号の最小値を探す。信号の構造は、同じく柔軟である。
【００２０】
光遅延ラインは、光路を変化させるステップモータで電気的に制御される調整可能な空気ギャップでもよい。
【００２１】
図３は、３チャネル以上についての本発明の一実施形態を示す。説明には、本発明の範囲を制限することなく、３つのチャネルを使用する。入力ＲＺ−ＷＤＭチャネル２は、サーキュレータ１２に接続される。サーキュレータ１２の第１のポートは、第１のタップ１４ａに接続される。タップ１４ａは、同じく第１のファイバグレーティング１１ａを介して、第１の可変遅延ライン１ａに結合される。遅延ライン１ａの出力は、第２のタップ１４ｂおよび第２のグレーティングフィルタ１１ｂを介して、第２の遅延ライン１ｂに接続される。第２の遅延ラインは、第３のグレーティングフィルタ１１ｃに結合される。各タップ１４ａおよび１４ｂは、遅延検出器３ａ、３ｂ、および、制御回路９ａ、９ｂを介して、遅延ライン１ａ、１ｂの入力ポートに取り付けられる。
【００２２】
ファイバグレーティング１１は、ＷＤＭ方式の１つの波長を反射する。ファイバグレーティング１１ｃは、λ３を反射する。そのため、可変遅延ライン１ｂにおいて、λ３およびλ２は比較され、同期される。したがって、２つのチャネルが同期されているため、可変遅延ライン１ａは、λ１に対してλ２＝λ３を遷移させる。結果として得られる同期した信号は、サーキュレータ１２に送られ、サーキュレータ１２の第２のポートを介して伝送される。
【００２３】
この実施形態では、ＲＺ−ＷＤＭチャネルは、チャネルＮで同期が開始される。チャネルＮおよび（Ｎ−１）が同期された後、同期されたチャネルＮおよびＮ−１とチャネルＮ−２が同期され、最後にチャネル１が、既に同期したチャネル（２．．．Ｎ）と同期される。
【００２４】
他の好ましい一実施形態を図４に示す。この実施形態において、サーキュレータ１２は、グレーティングフィルタ１１ａを介して、可変遅延ライン１ａに接続される。タップ１４ａは、サーキュレータの第２のポートを、可変遅延ライン１ａに接続する。このリンクは、λ１およびλ２に対する光フィルタ１３ａ、遅延検出器３ａ、および、制御回路９ａを含む。
【００２５】
可変遅延ライン１ｂを備えた同期装置の次の段は、同様に、タップを介して、サーキュレータ１２の第２の出力ラインに接続される。この段は、波長λ２およびλ３に対する光フィルタを含む。そのため、同期装置の各段は、２つの隣接するチャネルを同期する。
【００２６】
他の一実施形態において、光フィルタのための他のフィルタ構造が使用される。フィルタは、λ１および追加の１つの波長を、ＷＤＭからフィルタリングする。このフィルタ設計は、各チャネルのチャネル１に対する同期を可能にする。
【００２７】
同期装置は、伝送ラインの再生段にある強度／位相変調器で使用される。この目的のために、高品質バンドパスフィルタが、効率的なクロック復帰システムを得るため、および、変調器を正確に駆動するために、Ｑ＞１０００で使用される。他のチャネルは、例えば、Ｑ＝１００の安価な低品質フィルタを使用して、同期することができる。
【００２８】
システム全体は、光入力パワーの変化に対して、および、分散効果に対して大きな許容差を備えたフィードバック制御ループである。同期装置がチャネル間の遅延を自動的に調整するために、ファイバのわずかな温度変化またはファイバの屈折率の変化は、チャネルの信号の群速度の結果として、平坦化される。
【図面の簡単な説明】
【図１】時間に対するチャネルパワーを示す図である。
【図２】同期装置の基本的構造を示す図である。
【図３】同期装置の第１の実施形態を示す図である。
【図４】同期装置の第２の実施形態を示す図である。

Claims (7)

1. ＲＺ−ＷＤＭ光チャネル（２）を受信する入力部を備えた少なくとも１つの可変遅延ライン（１）と、
   ＲＺ−ＷＤＭ出力光チャネル（１０）を受信する少なくとも１つの遅延コントローラ（３）と、
   ＲＺ−ＷＤＭ出力光チャネル（１０）のＨＦパワーによって決まる制御信号を発生する遅延コントローラと、
   光ＷＤＭチャネルが同期するように、少なくとも１つの遅延ライン（１）を制御するための制御回路（９）
   を含む、波長多重伝送システムにおける２つ以上の光ＲＺ信号のための同期装置。
2. ２つのＲＺ−ＷＤＭ光チャネル（１）のサブセットのための可変波長依存遅延ライン（１）を含み、チャネルがファイバグレーティング反射器（１１）によって分離される請求項１に記載の同期装置。
3. ２つのＲＺ−ＷＤＭ光チャネル（１）のサブセットのための可変波長依存遅延ライン（１）を含み、チャネルがファイバグレーティング反射器（１１）および光フィルタによって分離される請求項１に記載の同期装置。
4. ＷＤＭ多重から２つのチャネルを分離するステップと、
   ２つのチャネルのＨＦパワーを解析するステップ、
   可変遅延ラインに対して制御信号を発生するステップ、
   遅延ラインを制御するステップ及び、
   同期したチャネルが、サブセットの２つのチャネルの１つとなるように、結果として得られた同期した信号をチャネルの次のサブセットにフィードバックするステップ
   によって２つのチャネルを同期させるステップと
   によって実施されるＲＺ−ＷＤＭ光信号の同期方法。
5. 光フィルタによりＷＤＭ多重から２つのチャネルを分離するステップと、
   ２つのチャネルのＨＦパワーを解析するステップ、
   可変遅延ラインに対して、制御信号を発生するステップ、
   遅延ラインを制御するステップ及び、
   結果として得られた同期した信号を、チャネルの次のサブセットにフィードバックするステップ
   によって２つのチャネルを同期させるステップと
   によって実施される、ＲＺ−ＷＤＭ光信号の同期方法。
6. すべてのチャネルがチャネル１に同期する請求項４に記載のＲＺ−ＷＤＭ光信号の同期方法。
7. 隣接するチャネルが同期する請求項４に記載のＲＺ−ＷＤＭ光信号の同期方法。

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