JP2005203993A - Optical signal regenerating repeater - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、デジタル光通信において用いられる光中継器に関し、特に、デジタル信号光を光信号のまま識別再生しながら中継する光信号再生中継器と、そのような光信号再生中継器における駆動条件の設定方法と、に関する。 The present invention relates to an optical repeater used in digital optical communication, and more particularly to an optical signal regenerative repeater that repeats digital signal light while identifying and reproducing the optical signal as it is, and driving conditions in such an optical signal regenerative repeater. It relates to the setting method.
デジタル光通信においては、光通信信号(デジタル信号光)は、光ファイバ伝送路を伝搬する際に、波長分散、非線形効果、タイミングジッタなどの様々な要因により劣化する。そのため、劣化した光通信信号を、劣化する前の品質と同じ程度に再生しながら中継する光信号再生中継器が一般に必要となる。 In digital optical communication, an optical communication signal (digital signal light) deteriorates due to various factors such as chromatic dispersion, nonlinear effect, and timing jitter when propagating through an optical fiber transmission line. Therefore, an optical signal regenerative repeater that relays a deteriorated optical communication signal while reproducing it to the same extent as the quality before deterioration is generally required.
光信号再生中継器は、その機能に応じていくつかのものに分類されるが、そのような光信号再生中継器の1つに、強度再生(Reamplifying)、波形再生(Reshaping)、タイミング再生(Retiming)の3R処理(それぞれの頭文字がRであることによって3R処理と呼ばれている)を、光信号を電気信号に変換することなく光のままで行う光3R中継器がある。ここで、強度再生処理は、弱まった信号光強度を増幅する処理であり、波形再生処理は、歪んだ信号波形を整形する処理であり、タイミング再生処理は、増幅・整形された光信号を正しい時間(ビット)間隔で送出する処理である。 Optical signal regenerative repeaters are classified into several types according to their functions. One of such optical signal regenerative repeaters includes intensity reproduction (Reamplifying), waveform reproduction (Reshaping), and timing reproduction ( There is an optical 3R repeater that performs 3R processing of Retiming (referred to as 3R processing because each acronym is R) without converting the optical signal into an electrical signal. Here, the intensity reproduction process is a process that amplifies the weakened signal light intensity, the waveform reproduction process is a process that shapes the distorted signal waveform, and the timing reproduction process corrects the amplified and shaped optical signal. This is a process of sending at time (bit) intervals.
図1(a)に、光3R中継器の一般的な構成を示す(特許文献1及び非特許文献1、2参照)。この光3R中継器は、光分岐器1とクロック抽出器兼クロック光源2と光ゲート部3とから構成されている。光分岐器1は、劣化した波長λ1の光通信信号パルスを2つに分岐し、この分岐された光通信信号パルスの一方は制御光として光ゲート部3に供給され、もう一方はクロック抽出器兼クロック光源2に供給されるようになっている。クロック抽出器兼クロック光源2は、光分岐器1から供給された光通信信号パルスからクロック(電気信号もしくは光信号)を抽出し、その抽出したクロックに同期して波長λ2のクロック光パルスを生成する。クロック抽出器兼クロック光源2で生成されたクロック光パルスは、光ゲート部3に供給される。そして、劣化した光通信信号パルス(制御光)によって光ゲート部3のゲートの開閉を制御しながら、クロック抽出器兼クロック光源2からのクロック光パルスを光ゲート部3に通すことにより、通信データをクロック光パルスに転写させる。こうして、劣化データの識別再生が行われる。
FIG. 1A shows a general configuration of an optical 3R repeater (see
また、図1(b)に示すように、図1(a)に示した光3R中継器のクロック抽出器兼クロック光源2の代わりに連続光源90を用い、クロック光パルスの代わりに連続光を光ゲートに供給した場合には、タイミング再生効果を有さない光2R中継器として機能する。
Also, as shown in FIG. 1B, a
ところで最近では、インターネットの急速な発展に伴って、光通信の大容量化への要望が高まり、伝送速度(ビットレート)が40Gb(ギガビット)/s以上の高速光ゲートが要求されている。そのような40Gb/s以上のビットレートに対応する高速光ゲートとしては、光の干渉を利用したプッシュ/プル型光ゲートがある。その代表的なものとして、図2に示す対称マッハツェンダ型光ゲート(SMZ(特許文献2、非特許文献3参照))、図3に示す偏波分離型SMZ光ゲート(PD−SMZまたはUNI:Ultrafast Nonlinear Interferometer(特許文献3、非特許文献1、4参照))、図4に示す非線形光ループミラー(NOLM、SLALOM:Semiconductor Laser Amplifier in a Loop Mirror、もしくは、TOAD:Terahertz Optical Asymmetric Demultiplexer(特許文献1、非特許文献5参照))などがある。図中の点線で囲まれた部分が光ゲート部に対応する。
Recently, with the rapid development of the Internet, there has been an increasing demand for an increase in optical communication capacity, and a high-speed optical gate having a transmission speed (bit rate) of 40 Gb (gigabit) / s or more is required. As a high-speed optical gate corresponding to such a bit rate of 40 Gb / s or more, there is a push / pull type optical gate using light interference. Typical examples thereof include a symmetric Mach-Zehnder optical gate (SMZ (see
図2に示す対称マッハツェンダ型光ゲートは、波長λ1の劣化した入力光通信信号パルス(制御光)を2つに分岐する光分岐器1aと、波長λ2の被制御光(クロック光パルスに相当する)を2つに分岐する光分岐器1bと、光分岐器1aの一方の出力と光分岐器1bの一方の出力とを合成する光結合器4aと、光分岐器1aの他方の出力に接続され、Δtの遅延を与える光遅延回路10と、光分岐器1bの他方の出力と光遅延回路10の出力とを合成する光結合器4bと、光結合器4a,4bの出力にそれぞれ設けられた非線形光位相シフタ11a,11bと、非線形光位相シフタ11bの出力に接続された線形光位相シフタ5と、非線形光位相シフタ11aの出力と線形光位相シフタ5との出力とを合成する光結合器4cと、光結合器4cの出力に設けられた波長バンドパスフィルタ(BPF)12と、を備えており、波長バンドパスフィルタ12の出力光が、波長λ2のゲート透過光となっている。光遅延回路10を設けたことにより光結合器4a,4bからそれぞれ出力される信号光パルスにはΔtだけの時間差が生じることとなり、この時間差内にクロック光パルスが位置するようにされている。なお、図2及びそれ以降の各図において、品質が劣化した光パルスは、破線のパルス波形で示されており、クロック光パルスや品質が劣化していない信号光パルスなどは、実線のパルス波形で示されている。
The symmetric Mach-Zehnder type optical gate shown in FIG. 2 includes an
図3に示す偏波分離型SMZ光ゲートは、波長λ2の被制御光(クロック光パルスに相当する)を偏波分離する偏波分離器13aと、偏波分離器13aからの垂直成分光(⊥)に対しΔtの遅延を与える光遅延回路10aと、偏波分離器13aからの平行成分光(//)と光遅延回路10aの出力光とを偏波合成する偏波結合器14aと、波長λ1の劣化した入力光通信信号パルス(制御光)と偏波結合器14aの出力とを合成する光結合器4と、光結合器4の出力に設けられた非線形光位相シフタ11と、非線形光位相シフタ11の出力光を偏波分離する偏波分離器13bと、偏波分離器13bからの平行成分光(//)に対しΔTの遅延を与える光遅延回路10bと、偏波分離器13bの垂直成分光(⊥)側の出力に接続された線形光位相シフタ5と、光遅延回路10bの出力と線形光位相シフタ5との出力とを偏波合成する偏波合成器14bと、偏波合成器14bの出力側に設けられた偏光子15と、偏光子15の出力に設けられた波長バンドパスフィルタ(BPF)12と、を備えており、波長バンドパスフィルタ12の出力光が、波長λ2のゲート透過光となっている。光遅延回路10aを設けたことにより光結合器4の出力において双方の偏波成分でのクロック光パルス間にΔtだけの時間差が生じるが、この時間差内に信号光パルスが位置するようにされている。なお偏波成分間でのこの時間差Δtは、光遅延回路10bにより解消されるようになっている。なお、波長バンドパスフィルタ12の位置は、非線形位相シフタ11もしくは偏波結合器14bの直後でもよい。
The polarization separation type SMZ optical gate shown in FIG. 3 includes a
図4に示す非線形光ループミラー型光ゲートは、ループ状の光伝送路を備えており、このループ光伝送路には、波長λ1の劣化した入力光通信信号パルス(制御光)を例えば図示右回りでループ伝送路に導入するための光結合器4と、非線形光位相シフタ11と、Δtの遅延を与える光遅延回路10と、波長λ2の被制御光(クロック光パルスに相当する)を左回り及び右回りに分岐してループ伝送路に導入するとともに、出力光をループ伝送路から取り出す光カプラ16とが設けられている。さらにこの光ゲートは、光カプラ16の出力ポートに接続された波長バンドパスフィルタ(BPF)12を備えており、波長バンドパスフィルタ12の出力光が、波長λ2のゲート透過光となっている。
The nonlinear optical loop mirror type optical gate shown in FIG. 4 includes a loop-shaped optical transmission line, and an input optical communication signal pulse (control light) having a deteriorated wavelength λ 1 is illustrated in the loop optical transmission line, for example. Optical coupler 4 for introducing clockwise into the loop transmission line, nonlinear
図2〜図4に示した光ゲートは上述したように干渉型のものであって、これらの光ゲートにおいて、非線形光位相シフタは、光伝送路/ループを構成する光ファイバそのものであってもかまわない。これらの光ゲートは、すべて、ゲート制御光パルスにより後続する被制御光パルスに非線形位相シフトを発生させ、出力ポートにおける干渉状態の変化を利用して高速にゲートの開閉を行うタイプの光ゲートである。 The optical gates shown in FIGS. 2 to 4 are of the interference type as described above. In these optical gates, the nonlinear optical phase shifter may be an optical fiber itself constituting an optical transmission line / loop. It doesn't matter. These optical gates are all types of optical gates that open and close the gate at high speed by using a change in the interference state at the output port by generating a nonlinear phase shift in the subsequent controlled optical pulse by the gate control optical pulse. is there.
また、Ueno(上野)らは1998年に発行された“Y. Ueno et al., IEEE Photonics Technology Letters, No. 10, pp. 346-348, 1998(IEEEフォトニクス・テクノロジー・レターズ」第10号、第346頁〜第348頁)”(非特許文献6)において、DISC(遅延干渉型波長変換器;Delayed-Interference Signal-wavelength Converter)型波長変換器を提案しているが、これも干渉型光ゲートの一種である。このDISC型波長変換器は、入力信号光とは波長の異なる連続光に対して、非線形光位相シフタを用いて入力信号光により時間軸上で断片的に位相シフトを与えた後、その連続光自身のレプリカをある時間だけ遅延させてから干渉させることにより、その遅延時間分の光を切り出し、波長の変換された信号光として出力するものである。これも、タイミング再生(Retiming)機能を持たない光2R中継器として機能するものである。さらに、Leuthold(ロイトルド)らは、前記のDISC型波長変換器において、連続光の代わりにクロックパルス光を用い、かつ干渉の際にずらす時間量をビットピリオドと同じとすることにより、光3R中継器としても機能することを、2001年に発行された“J. Leuthold et al., IEEE Photonics Technology Letters, No. 13, pp. 860-862, 2001(IEEEフォトニクス・テクノロジー・レターズ」第13号、第860頁〜第862頁)(非特許文献7)において提唱している。 Ueno et al., “Y. Ueno et al., IEEE Photonics Technology Letters, No. 10, pp. 346-348, 1998 (IEEE Photonics Technology Letters” No. 10, published in 1998, Pp. 346 to 348) "(Non-Patent Document 6) proposes a DISC (Delayed Interference Signal-wavelength Converter) type wavelength converter, which is also an interference type light. This DISC wavelength converter is a type of gate that applies a phase shift to the continuous light having a wavelength different from that of the input signal light in a fractional manner on the time axis by the input signal light using a nonlinear optical phase shifter. After that, the replica of the continuous light itself is delayed for a certain time and then interfered so that the light corresponding to the delay time is cut out and output as a signal light whose wavelength has been converted. (Retimin g) It functions as an optical 2R repeater without function, and Leuthold et al., in the above-mentioned DISC type wavelength converter, uses a clock pulse light instead of continuous light, and in the case of interference. “J. Leuthold et al., IEEE Photonics Technology Letters, No. 13, pp. 2001, which was published in 2001, also functions as an optical 3R repeater by using the same amount of time as the bit period. 860-862, 2001 (IEEE Photonics Technology Letters, No. 13, pp. 860-862) (Non-Patent Document 7).
これら干渉型光ゲートを用いた場合における、入力信号光の強度(確率密度)分布の圧縮と波形整形の原理を図5に示す。光増幅器における利得飽和効果などがない純粋な干渉型光ゲートの伝達関数は、図示されるように三角関数で表され、その関数曲線の傾きがゼロに近い領域(“0”及び“1”近傍)において、入力信号光強度(雑音)分布が圧縮される。すなわち、入力光における強度のばらつきが出力光においては圧縮され、入力光における強度分布が出力光における二値のレベルに向けて圧縮されることになる。すなわち、入力光が“0”に対応するスペース(space)である場合に多少の光強度があっても、出力光の強度はほとんど0となり、入力光が“1”に対応するマーク(mark)である場合に光強度が多少ばらついていても、出力光における光強度はほとんど1となる。ここでは入力信号光強度のマークレベルの平均値を“1”と規格化し、その入力信号光強度が“1”のときの非線形位相シフト量Δφを“π”、また位相バイアス(入力信号光“0”の場合、出力信号光も“0”となる時の位相を“0”とおいた場合の初期位相)φ0を“0”と仮定した。 FIG. 5 shows the principle of compression and waveform shaping of the intensity (probability density) distribution of the input signal light when these interference type optical gates are used. The transfer function of a pure interferometric optical gate without gain saturation effect in an optical amplifier is represented by a trigonometric function as shown in the figure, and the slope of the function curve is close to zero (near “0” and “1”). ), The input signal light intensity (noise) distribution is compressed. That is, the intensity variation in the input light is compressed in the output light, and the intensity distribution in the input light is compressed toward the binary level in the output light. That is, when the input light is a space corresponding to “0”, even if there is some light intensity, the intensity of the output light is almost 0, and the mark corresponding to “1” is input light. Even if the light intensity varies somewhat, the light intensity in the output light is almost 1. Here, the average value of the mark level of the input signal light intensity is normalized to “1”, the nonlinear phase shift amount Δφ when the input signal light intensity is “1” is set to “π”, and the phase bias (input signal light “ In the case of 0, the initial phase when the output signal light is also “0” and the phase is “0”) φ 0 is assumed to be “0”.
また、一般に、干渉型光ゲート内の非線形位相シフタにおける非線形位相シフト量がπに到達しない場合には、その分布圧縮・波形整形効果は減少してしまうが、特許文献4では、その場合においても、入力光信号に対して同等の波形再生(信号光強度分布の圧縮)効果を発揮させるために、光ゲート部を2段構成にしたものが開示されている。 In general, when the nonlinear phase shift amount in the nonlinear phase shifter in the interference type optical gate does not reach π, the distribution compression / waveform shaping effect is reduced. In order to exhibit an equivalent waveform reproduction (compression of signal light intensity distribution) effect on an input optical signal, an optical gate portion having a two-stage configuration is disclosed.
また特許文献5、6には、上述したNORMを光ゲートとして用いてそのような光ゲートを2段接続し、1段目の光ゲートにおいて入力信号光によって第1のプローブ光を変調して中間光信号を出力し、2段目の光ゲートにおいて中間光信号によって第2のプローブ光を変調して出力光信号を得る構成が開示されている。ここでは、後述する光強度分布圧縮での分離境界線(≒識別閾値)の最適化に関する具体的な記述はないものの、ファイバループを両方向に伝搬するプローブ光における位相差Δψを考えて、Δψ=0に入力光信号のスペースレベル、Δψ=πに入力光信号のマークレベルを割当てることが開示されている。
In
特許文献5、6に示された構成において、光ゲートにおける伝達関数曲線は、光強度(確率密度)分布の分離境界線(≒識別閾値)となる光強度レベル(伝達関数曲線における変曲点が位置するレベル)を境にして反対称となっており、かつ、入力光パワーに対して一定周期で振動する。これは、干渉型の光ゲートでは不可避の特性であり、一般にこの曲線では、入力光パワーや光ゲートにおける位相の調整では、この関数曲線には入力光強度に対する相対的な拡大・縮小またはシフトが起こるのみである。したがって、マークレベルとスペースレベルの光強度(確率密度)分布が非対称である一般の光信号に対しては、特許文献5、6の構成では、最適な識別再生を行うことができない。つまり、ここで述べた拡大・縮小またはシフトにより分離境界線(≒識別閾値)のみを最適化(光通信信号に対する最適識別閾値を光ゲートにおける光強度分布の分離境界線を一致)させた場合、伝達関数曲線の傾きがほぼゼロになる入力光レベル(光強度分布(雑音)が圧縮されるレベル)がマークレベルもしくはスペースレベルからずれてしまい、再生効果が伴わなくなってしまうばかりか、その分布(雑音)を広げてしまうことにもなり得る。
In the configurations shown in
なお、波形整形・信号識別再生を行う上記とは別の方法として、干渉型光ゲートを用いずに、ある一定のパワー以上の光入力に対して光出力がほぼ一定値に制限されるような光リミッタ効果のあるデバイスと、ある一定パワー以下の光は出力しないような光閾値効果のあるデバイスのみを組み合わせた構成による方法も提案されている(特許文献7、8を参照)。 As an alternative method for waveform shaping and signal identification / reproduction, the optical output is limited to a substantially constant value for an optical input of a certain power or higher without using an interference optical gate. There has also been proposed a method using a configuration in which only a device having an optical limiter effect and a device having an optical threshold effect that does not output light of a certain power or less are combined (see Patent Documents 7 and 8).
例えば特許文献8には、スペースレベルの雑音を圧縮する光ゲートとマークレベルの雑音を圧縮する光ゲートとを2段接続させ、入力信号光パワーを変化させることにより、相対的にその伝達関数曲線における強度分布圧縮の分離境界線(≒識別閾値)をシフトさせ、波形再生/雑音圧縮効果を低下させることなく、最適識別再生を行う技術が開示されている。つまり、入力信号光強度を変化させることによって、光通信信号に対する最適識別閾値と光ゲートにおける光強度分布の分離境界線を一致させることが示されている。ただし、分離境界線(≒識別閾値)を最適化することについての具体的な記述はない。なお、特許文献8に示すものでは、光ゲートとして例えば電界吸収型光変調器や利得クランプ増幅器を使用しており、干渉型光ゲートは使用していない。また、特許文献8に記載のものでは、入力信号光パワーを変化させて分離境界線を調整する際、場合によっては、その入力光平均パワーの絶対値が10dBmを超えるほど必要であったり、変化量が10dB近く必要であったり、また光ゲートに入射させるプローブ光のパワーも同時に調整しなければならないなど、一般にはその分離境界線(≒識別閾値)の最適化は容易ではない。
For example, in
ところで、上述したような光信号再生中継器に適用可能なクロック抽出器兼クロック光源部としては、以下のようなものがある。 By the way, as a clock extractor and clock light source unit applicable to the optical signal regenerative repeater as described above, there are the following.
(1)光電変換器及びモード同期レーザ:
光通信信号パルスを光電変換した電気信号から「高Q値(High-Q)フィルタ」等を用いてクロックを抽出し、その抽出した電気クロックをモード同期レーザへ印加して同期パルス発振を行わせる。このときの出力パルス時間幅は、そのレーザ固有のものとなる。
(1) Photoelectric converter and mode-locked laser:
A clock is extracted from an electrical signal obtained by photoelectrically converting an optical communication signal pulse using a “high-Q filter” and the extracted electrical clock is applied to a mode-locked laser to generate a synchronized pulse. . The output pulse time width at this time is unique to the laser.
(2)モード同期レーザのみを使用(例えば、非特許文献8を参照):
この場合は、光通信信号パルスをモード同期レーザへ直接注入して同期パルス発振をさせる。このときも、出力パルス時間幅は、そのレーザ固有のものとなる。
(2) Use only mode-locked laser (see, for example, Non-Patent Document 8):
In this case, the optical communication signal pulse is directly injected into the mode-locked laser to cause the synchronous pulse oscillation. Also at this time, the output pulse time width is unique to the laser.
(3)光電変換器及び光強度変調器を備えたCWレーザ(例えば、非特許文献9を参照):
光通信信号パルスを光電変換して得た電気信号からクロックを抽出し、その抽出した電気クロックにより光強度変調器を駆動してCW(連続)光からクロックパルスを生成する。このときの出力パルス時間幅は、変調の時間形状に依存する。「High-Qフィルタ」を用いて抽出した電気クロックの時間形状はほぼ正弦波となっているため、短パルスの生成は困難だが、ビットピリオドの半分程度の時間幅を持つパルスを生成することが可能である。
A clock is extracted from an electrical signal obtained by photoelectrically converting the optical communication signal pulse, and the optical intensity modulator is driven by the extracted electrical clock to generate a clock pulse from CW (continuous) light. The output pulse time width at this time depends on the time shape of the modulation. Since the time shape of the electrical clock extracted using the “High-Q filter” is almost a sine wave, it is difficult to generate a short pulse, but it is possible to generate a pulse with a time width about half that of a bit period. Is possible.
しかしながら、干渉型光ゲートを用いて信号光強度(確率密度)分布圧縮・波形整形を行う際、図6(b),(c)に示すように、入力信号光強度におけるその圧縮の向きが逆になる分離境界線(この光ゲートにおける信号識別閾値とも見なせる)は、常に、光ゲートの伝達関数を表す三角関数曲線の変曲点が存在するレベルに設定されてしまう。つまりΔφ=π、φ0=0の場合には、その分離境界線はちょうど中心である0.5のレベルに固定される。そのため、図6(a)に示すようにマークレベルとスペースレベルとが非対称な光強度(確率密度)分布を持つ一般の光信号に対して、同時にマークとスペースの光強度(雑音)分布を圧縮させようとした場合、信号最適識別閾値(図6(a)では、“0.2”近傍)と分離境界線(“0.5”)の不一致により、一見波形再生はするものの、ビットエラーは逆に増加してしまう可能性が高くなる。なお、図6(a)に示した光強度分布では、入力光強度Iiが0.2のところで確率分布が極小となっており、このレベルをもってマークとスペースとの判別の閾値とすることが好ましい。 However, when the signal light intensity (probability density) distribution compression / waveform shaping is performed using the interference type optical gate, the compression direction of the input signal light intensity is reversed as shown in FIGS. 6B and 6C. The separation boundary line (which can be regarded as a signal identification threshold value in this optical gate) is always set to a level at which the inflection point of the trigonometric function curve representing the transfer function of the optical gate exists. That is, when Δφ = π and φ 0 = 0, the separation boundary line is fixed at the level of 0.5, which is exactly the center. Therefore, as shown in FIG. 6A, the light intensity (noise) distribution of the mark and the space is simultaneously compressed for a general optical signal having a light intensity (probability density) distribution in which the mark level and the space level are asymmetric. When trying to do so, the signal optimum discrimination threshold (in the vicinity of “0.2” in FIG. 6A) and the separation boundary line (“0.5”) do not match, but at first glance, the waveform is reproduced, but the bit error is Conversely, the possibility of increasing increases. In the light intensity distribution shown in FIG. 6A, the probability distribution is minimal when the input light intensity I i is 0.2, and this level can be used as a threshold for distinguishing between marks and spaces. preferable.
分離境界線とは、上述したように干渉型光ゲートを使用して信号光強度分布の圧縮を行い、入力信号光のレベルがマークレベル(“1”)またはスペースレベル(“0”)にいずれか一方に近づくようにする場合に、入力信号光にレベルに応じて“0”または“1”のどちら側に近づくかの境界となるレベルのことである。後述するような正論理ゲート動作を行わせる場合であれば、分離境界線より大きなレベルの信号は“1”に向けて圧縮され、分離境界線より小さなレベルの信号は“0”に向けて圧縮される。このように分離境界線と入力光のレベルとの大小関係に応じてスペースレベルあるいはマークレベルへの圧縮のいずれかが起こることから、信号光強度(確率密度)分布の圧縮は、入力信号光がマークレベルのものかスペースレベルのものかの識別の一形態であると考えることができ、分離境界線は、そのような識別における識別閾値であるとみなすことができるのである。 The separation boundary line compresses the signal light intensity distribution using the interference type optical gate as described above, and the level of the input signal light is either the mark level (“1”) or the space level (“0”). In the case of approaching one of them, it is a level that becomes a boundary of which one of “0” and “1” approaches according to the level of the input signal light. In the case of performing a positive logic gate operation as described later, a signal having a level larger than the separation boundary is compressed toward “1”, and a signal having a level smaller than the separation boundary is compressed toward “0”. Is done. As described above, either compression to the space level or the mark level occurs depending on the magnitude relationship between the separation boundary line and the level of the input light. Therefore, the compression of the signal light intensity (probability density) distribution is performed by the input signal light. It can be considered as a form of identification of mark level or space level, and the separation boundary can be considered as an identification threshold in such identification.
信号の最適識別閾値とは、入力信号光のレベルを検知してその入力信号光がマークレベルのものなのかスペースレベルのものかを識別するために最適な閾値であって、入力光強度の(確率密度)分布が、それぞれマークレベルとスペースレベルとに対応する2つのピークを有していわゆる双峰型(2こぶラクダ型)に分布を示す場合には、一般には、マーク及びスペースにそれぞれ対応する2つのピーク間で分布密度が最小となるレベルに相当する。 The optimum discrimination threshold of the signal is an optimum threshold for detecting the level of the input signal light and discriminating whether the input signal light is of the mark level or of the space level. If the probability density distribution has two peaks corresponding to the mark level and the space level, respectively, and shows a so-called bimodal (two-hump camel) distribution, it generally corresponds to the mark and the space, respectively. This corresponds to a level at which the distribution density is minimum between the two peaks.
したがって、強度分布の圧縮によって入力信号光がマークレベルなのかスペースレベルなのかを識別する場合には、分離境界線(≒識別閾値)が信号の最適識別閾値(単に最適閾値ともいう)とほぼ一致している状態が最も好ましく、そのような状態においてビットエラーが最小になるものと考えられる。 Therefore, when identifying whether the input signal light is at the mark level or the space level by compressing the intensity distribution, the separation boundary line (≈identification threshold) is almost equal to the optimum discrimination threshold of the signal (also simply referred to as the optimum threshold). It is considered that the correct state is most preferable, and the bit error is minimized in such a state.
最適閾値と分離境界線とがレベル上で異なることは、タイミング再生作用を持たない光2R中継器においても同様に問題となる。図7は、伝達関数が図6(c)で表されるπシフト光ゲートを用いて、再生処理をカスケードに連続して行った場合の信号光強度分布の変化を表しているが、徐々にマークレベルの分布の裾の部分がスペースレベル側に引き寄せられていってしまう様子が分かる。 The difference between the optimum threshold and the separation boundary in the level is also a problem in the optical 2R repeater that does not have the timing regeneration function. FIG. 7 shows a change in the signal light intensity distribution when the reproduction process is continuously performed in a cascade using the π-shifted optical gate whose transfer function is represented in FIG. It can be seen that the tail of the mark level distribution is drawn toward the space level.
本発明の目的は、光信号強度(確率密度)分布においてマークレベルとスペースレベルとが非対称な形状をしている一般的な入射光信号を処理する場合においても、信号最適識別閾値と光ゲートにおける光強度分布の分離境界線(≒光ゲートの識別閾値)がほぼ一致し、ビットエラーの発生を最小限に抑えたまま光通信信号の再生が行える光信号再生中継器と、光信号再生中継器における駆動条件の設定方法を提供することにある。 It is an object of the present invention to process a signal optimum discrimination threshold and an optical gate even when processing a general incident optical signal in which the mark level and the space level are asymmetric in the optical signal intensity (probability density) distribution. An optical signal regenerative repeater and an optical signal regenerative repeater that can reproduce optical communication signals with the occurrence of bit errors being minimized while the separation boundaries of the light intensity distribution (≈optical gate identification thresholds) are substantially the same. It is to provide a method for setting a driving condition in.
従来から用いられている干渉型光ゲートにおいては、位相バイアス(入力信号光が“0”の場合に出力信号光も“0”となる時の位相を“0”とおいた場合の初期位相)φ0、ならびに信号光パワー“1”(以下、入力信号光強度のマークレベルの平均値を“1”と規格化する。)に対応する非線形位相シフト量Δφを調整することが、一般に可能である。位相バイアスφ0を変化させるためには、干渉型光ゲート内部に配置された線形位相シフタを用いる。そのような線形位相シフタは、例えば、熱光学素子、電気光学素子、圧電素子、あるいは波長板などを用いて構成することができる。一方、非線形位相シフト量Δφを変化させる具体的な方法としては、光ゲート内部の非線形光位相シフタへ入射させる信号光(制御光)とクロックパルスもしくは連続光(被制御光)の強度・エネルギー、及び半導体光増幅器(SOA)への注入電流(光ゲート内部の非線形位相シフタとしてSOAを用いた場合)を調整するなどが考えられる。非線形光位相シフタは、例えば、半導体光増幅器、高非線形性光ファイバなどを用いて構成できる。 In the interference type optical gate used conventionally, the phase bias (the initial phase when the output signal light is also “0” when the input signal light is “0” and the phase is “0”) φ 0 and the non-linear phase shift amount Δφ corresponding to the signal light power “1” (hereinafter, the average value of the mark level of the input signal light intensity is normalized to “1”) is generally possible. . In order to change the phase bias φ 0 , a linear phase shifter disposed inside the interference type optical gate is used. Such a linear phase shifter can be configured using, for example, a thermo-optic element, an electro-optic element, a piezoelectric element, or a wave plate. On the other hand, as a specific method of changing the nonlinear phase shift amount Δφ, the intensity and energy of signal light (control light) and clock pulse or continuous light (controlled light) incident on the nonlinear optical phase shifter inside the optical gate, It is also conceivable to adjust the injection current into the semiconductor optical amplifier (SOA) (when SOA is used as the nonlinear phase shifter inside the optical gate). The nonlinear optical phase shifter can be configured using, for example, a semiconductor optical amplifier, a highly nonlinear optical fiber, or the like.
そこで本発明の駆動条件の設定方法は、一般的に設定される駆動条件:例えば、φ0=0またはπ、Δφ=π、から意図的に条件をずらすことにより、光ゲートの伝達関数を変形させ、分離境界線を任意のレベルにシフトさせるものである。また、本発明の光信号再生中継器は、そのように駆動設定されていることを特徴とするものである。これにより、本発明によれば、信号最適識別閾値と光強度分布圧縮の分離境界線のずれに起因するビットエラーの発生を最小限に抑えることができる。 Therefore, the drive condition setting method of the present invention modifies the transfer function of the optical gate by intentionally shifting the condition from generally set drive conditions: for example, φ 0 = 0 or π, Δφ = π. The separation boundary line is shifted to an arbitrary level. Further, the optical signal regenerative repeater of the present invention is characterized in that it is set to drive as described above. As a result, according to the present invention, it is possible to minimize the occurrence of bit errors due to the shift between the signal optimum discrimination threshold and the separation boundary line of the light intensity distribution compression.
ただし、これら分離境界線のシフトを行うと、伝達関数曲線での傾きがゼロとなる部分がマーク及びスペースの双方の平均レベルに必ずしも配置されなくなるため、単一の光ゲートでマークレベルとスペースレベルとの同時での雑音分布圧縮を行うことは難しくなる。つまり分布圧縮性能が低下する。 However, when these separation boundary lines are shifted, the portion where the slope in the transfer function curve becomes zero is not necessarily arranged at the average level of both the mark and the space. It becomes difficult to perform noise distribution compression at the same time. That is, the distributed compression performance is lowered.
分布圧縮性能の低下を防止するためのひとつの補助手段として、干渉型光ゲートの内部もしくは直後に、光増幅器における利得飽和や光ファイバ内での非線形現象を利用した光リミッタ効果を有するデバイス、もしくは、可飽和吸収体(SA)などによる弱パワー光信号の除去効果(光閾値効果)を有するデバイスを配置する。これにより、分離境界線のシフトを行いつつ、マーク及びスペースの平均レベル近傍で伝達関数曲線の傾きをゼロとすることが可能となる。 As an auxiliary means for preventing the degradation of the distributed compression performance, a device having an optical limiter effect using gain saturation in an optical amplifier or a nonlinear phenomenon in an optical fiber immediately after or immediately after an interference optical gate, or A device having an effect of removing a weak power optical signal (light threshold effect) by a saturable absorber (SA) is disposed. As a result, it is possible to make the slope of the transfer function curve zero near the average level of marks and spaces while shifting the separation boundary line.
また、もうひとつの補助手段として、上述したような干渉型光ゲートに対してもう1段の干渉型光ゲートを連結させ、負論理ゲート動作を2回連続して行う方法もある(例えば特許文献4を参照)。 Further, as another auxiliary means, there is a method in which another interference type optical gate is connected to the interference type optical gate as described above, and the negative logic gate operation is continuously performed twice (for example, Patent Documents). 4).
これらの雑音分布圧縮性能の低下を補償するための構成が、本発明のもうひとつの特徴である。 The configuration for compensating for the deterioration of the noise distribution compression performance is another feature of the present invention.
[作用]
以下、本発明の作用について説明する。
[Action]
The operation of the present invention will be described below.
図8は、干渉型光ゲートにおいて位相バイアスφ0を変化させた場合の光ゲート伝達関数ほ変化を示すものであり、図9は、同じく干渉型光ゲートにおいて非線形位相シフトΔφを変化させた場合の光ゲート伝達関数を示している。これらの図において、(a)は、光ゲートが正論理で動作している場合、すなわち、入力信号光における“0”レベルを出力信号光における“0”レベルに転写し、同様に“1”レベルを“1”レベルにそれぞれ転写し、論理はそのままとする場合の伝達関数を示している。一方、(b)は、光ゲートが負論理で動作している場合、すなわち、入力信号光における“0”レベルを出力信号光における“1”レベルに転写し、同様に“1”レベルを“0”レベルに転写して、論理を反転させる動作をしている場合に対応する。当然のことながら、負論理ゲート動作を2段重ねて実行すれば、正論理ゲート動作を行わせた場合と実質的に同じ結果となる。 FIG. 8 shows the change of the optical gate transfer function when the phase bias φ 0 is changed in the interference type optical gate. FIG. 9 shows the case where the nonlinear phase shift Δφ is changed in the interference type optical gate. The optical gate transfer function is shown. In these drawings, (a) shows the case where the optical gate is operating in positive logic, that is, the “0” level in the input signal light is transferred to the “0” level in the output signal light, and similarly “1”. The transfer function when the level is transferred to the “1” level and the logic is left as it is is shown. On the other hand, (b) shows the case where the optical gate is operating with negative logic, that is, the “0” level in the input signal light is transferred to the “1” level in the output signal light, and similarly the “1” level is changed to “1”. This corresponds to the case of transferring to 0 "level and inverting the logic. Naturally, if the negative logic gate operation is executed in two stages, the result is substantially the same as the case where the positive logic gate operation is performed.
本発明では、以上の分離境界線の可変性を利用し、最適識別閾値と光ゲートの分離境界線が一致するようにφ0ならびにΔφを調整し、光ゲートにおける信号識別再生動作を最適化する。図10に例として、Δφ=0.6π、φ0=−0.6π(負論理動作)と調整し、最適閾値と分離境界線を一致させた場合を示す。 In the present invention, by using the above variability of the separation boundary line, φ 0 and Δφ are adjusted so that the optimum discrimination threshold and the separation boundary line of the optical gate coincide with each other, thereby optimizing the signal identification reproduction operation in the optical gate. . As an example, FIG. 10 shows a case where Δφ = 0.6π and φ0 = −0.6π (negative logic operation) are adjusted, and the optimum threshold and the separation boundary line are matched.
次に、図11は、Δφ=πである干渉型光ゲートと、光リミッタ効果と光閾値効果のあるデバイスとを併用したときの伝達関数を示している。図12は、Δφ<πである干渉型光ゲートと光リミッタ効果のあるデバイスとを併用したときの伝達関数を示し、図13は、Δφ>πである干渉型光ゲートと光リミッタ効果のあるデバイスとを併用したときの伝達関数を示している。これらの図においても(a),(b)は、それぞれ、光ゲートが正論理及び負論理動作をしている場合に対応する。これらの図から明らかになるように、光リミッタ効果及び/または光閾値効果を有するデバイスを干渉型光ゲートと併用することにより、分離境界線のシフトを行いつつ、マーク及びスペースの平均レベル近傍で伝達関数曲線の傾きをゼロとすることが可能である。 Next, FIG. 11 shows a transfer function when an interference type optical gate in which Δφ = π is used in combination with a device having an optical limiter effect and an optical threshold effect. FIG. 12 shows a transfer function when an interference type optical gate satisfying Δφ <π and a device having an optical limiter effect are used in combination. FIG. 13 shows an interference type optical gate satisfying Δφ> π and an optical limiter effect. The transfer function when used together with the device is shown. In these figures, (a) and (b) correspond to the case where the optical gate performs positive logic and negative logic operations, respectively. As is clear from these figures, by using a device having an optical limiter effect and / or an optical threshold effect in combination with an interference type optical gate, the separation boundary line is shifted and the average level of marks and spaces is increased. It is possible to make the slope of the transfer function curve zero.
図14は、干渉型光ゲートを用いた再生処理による信号光強度分布の変化を説明するための図であり、図示左端の強度分布を有する信号光が入力されたとして、上段は、Δφ=πで正論理ゲート動作の光ゲートにおける分布圧縮後の光強度分布を示しており、下段は、Δφ=0.6πで負論理ゲート動作の光ゲートを2段にカスケード接続することによって再生処理を2回連続して行った場合の分布圧縮後の光強度分布を示している(特許文献4参照)。各段の光ゲートでは、“1”及び“0”のいずれか一方のレベルのみの光強度(雑音)分布圧縮を行うようにしており(ここでは、“0”のレベルのみの分布圧縮を行っている)、2段接続とすることによって、両方のレベル(“0”と“1”)の分布圧縮を実現している。そうすることにより、光ゲートにおける強度分布圧縮の分離境界線のシフト(伝達関数の変形)によって低下した分布圧縮性能を補償することができる。すなわち、Δφ=πでない干渉型光ゲートを用いた場合であっても、カスケード接続を行うことによって、Δφ=πの干渉型光ゲートを用いる場合とほぼ同等な効果が得られる。
FIG. 14 is a diagram for explaining the change in the signal light intensity distribution due to the reproduction process using the interference type optical gate. Assuming that the signal light having the intensity distribution at the left end in the figure is input, the upper stage is Δφ =
このとき、図15に示す通り、どちらの光ゲートにおいても、最適識別閾値と光ゲートの分離境界線とがほぼ一致するようにφ0ならびにΔφを調整し、信号再生動作の最適化を行う。図15は、負論理ゲート動作の干渉型光ゲートをカスケードに2段接続した構成を示すとともに、各光ゲートでの入力光における強度分布と分離境界線の設定位置とを示している。図示したものでは、初段の干渉型光ゲートに対し、波長λ1の劣化した入力光通信信号パルスが供給され、また、この入力光通信信号パルスから抽出されたクロックに基づく波長λ2のクロック光パルスがクロック抽出器兼クロック光源から供給されている。その結果、初段の干渉型光ゲートからは、分布圧縮がなされた波長λ2の信号パルスが出力され、これは、2段目の干渉型光ゲートに供給される。2段目の干渉型光ゲートには、初段の干渉型光ゲートの出力信号パルスから抽出されたクロックに基づく波長λ1のクロック光パルスがクロック抽出器兼クロック光源から供給されている。これにより、2段目の干渉型光ゲートは、分布圧縮がなされた波長λ1の信号パルスを出力する。上述したようにこの出力信号パルスにおいては、マーク及びスペースの両方のレベルにおいて分布圧縮がなされている。 At this time, as shown in FIG. 15, in each of the optical gates, φ 0 and Δφ are adjusted so that the optimum discrimination threshold and the separation boundary line of the optical gate substantially coincide with each other, and the signal reproduction operation is optimized. FIG. 15 shows a structure in which interference optical gates of negative logic gate operation are connected in two stages in cascade, and also shows the intensity distribution of input light at each optical gate and the set position of the separation boundary line. In the illustrated case, an input optical communication signal pulse having a deteriorated wavelength λ 1 is supplied to the first-stage interference optical gate, and a clock light having a wavelength λ 2 based on the clock extracted from the input optical communication signal pulse. Pulses are supplied from a clock extractor / clock light source. As a result, a signal pulse having a wavelength λ 2 subjected to distributed compression is output from the first-stage interference type optical gate, which is supplied to the second-stage interference type optical gate. A clock light pulse having a wavelength λ 1 based on the clock extracted from the output signal pulse of the first-stage interference optical gate is supplied from the clock extractor / clock light source to the second-stage interference optical gate. As a result, the second-stage interference type optical gate outputs a signal pulse of wavelength λ 1 subjected to distributed compression. As described above, in this output signal pulse, distributed compression is performed at both the mark and space levels.
ここで、上記の2段構成化に加えて、さらに分布圧縮性能の補償を十分行うために、各干渉型光ゲートの内部もしくは後段に、光増幅器における利得飽和や光ファイバ内での非線形現象を利用した光リミッタ効果を有するデバイス、もしくは、可飽和吸収体(SA)などによる弱パワー光信号の除去効果(光閾値効果)を有するデバイスを配置することも可能である。その場合には、各光ゲートの伝達関数曲線を図11〜13に示すように変形させて、上記の光ゲート2段構成化による分布圧縮性能の補償作用をさらに補助することが可能となる。ただし、上記の2段構成の光信号再生中継器において、強度分布圧縮の分離境界線のシフト(伝達関数の変形)による分布圧縮効果の低下がそれほど大きくなく、その補償もほとんど必要ないのであれば、特に負論理ゲート動作を2回続けて行う必要もなく、あらゆるφ0、Δφ、及び光ゲートの組み合わせを用いることができる。 Here, in addition to the above-described two-stage configuration, in order to sufficiently compensate the distributed compression performance, gain saturation in the optical amplifier and nonlinear phenomena in the optical fiber are caused inside or after each interference optical gate. It is also possible to arrange a device having an optical limiter effect used or a device having an effect of removing a weak power optical signal (light threshold effect) by a saturable absorber (SA) or the like. In that case, the transfer function curve of each optical gate can be modified as shown in FIGS. 11 to 13 to further assist the compensation operation of the distributed compression performance by the above-mentioned two-stage optical gate configuration. However, in the optical signal regenerative repeater having the above-described two-stage configuration, if the degradation of the distribution compression effect due to the shift of the separation boundary line of the intensity distribution compression (transformation of the transfer function) is not so great, and the compensation is almost unnecessary. In particular, any combination of φ 0 , Δφ, and optical gate can be used without having to perform negative logic gate operation twice in succession.
以上により、本発明によれば、ビットエラーの発生を最小限に抑えつつ光3R中継または光2R中継を実行することができる。すなわち本発明によれば、基本的には干渉型光ゲートを使用するものの、再生効果を低下させることなく、容易に分離境界線(≒識別閾値)を最適化できる。 As described above, according to the present invention, it is possible to execute optical 3R relay or optical 2R relay while minimizing the occurrence of bit errors. That is, according to the present invention, although the interference type optical gate is basically used, the separation boundary line (≈identification threshold) can be easily optimized without deteriorating the reproduction effect.
なお、干渉型光ゲートを用いずに、光リミッタ効果を有するデバイスと光閾値効果を有するデバイスのみを組み合わせて波形整形・信号識別再生を行う方法(特許文献7、8を参照)もあるが、その場合には、デバイスの駆動条件の調整によって光強度(確率密度)分布圧縮の分離境界線(≒識別閾値)のみを変化させることは困難であり、その伝達関数は、デバイス作製時にほぼ決まってしまう。また、入力信号光強度を変化させて信号光強度分布の相対位置を調整する際、場合によっては、その入力光平均パワーの絶対値が10dBmを超えるほど必要であったり、変化量が10dB近く必要であったり、また光ゲートに入射させるプローブ光のパワーも同時に調整しなければならないなど、一般にはその分離境界線(≒識別閾値)の最適化は容易ではない。本発明においては、光リミッタ効果を有するデバイスと光閾値効果を有するデバイスは、あくまでも補助的な役割をするものである。本発明は、干渉型光ゲートの駆動条件調整により光強度(確率密度)分布圧縮の分離境界線(≒識別閾値)のみを自由かつ簡単に変化できる点を本質とするものであって、前述した他の従来のものとは大きく異なっている。特に本発明では、基本的には、入力信号光パワー及びプローブ光パワーの大幅な調整はほとんど行わずに、独立かつ容易に分布境界線(≒識別閾値)の調整及び最適化を行うことが可能である。 In addition, there is a method (see Patent Documents 7 and 8) of performing waveform shaping / signal identification reproduction by combining only a device having an optical limiter effect and a device having an optical threshold effect without using an interference optical gate. In that case, it is difficult to change only the separation boundary (≈identification threshold) of light intensity (probability density) distribution compression by adjusting the driving conditions of the device, and the transfer function is almost determined at the time of device fabrication. End up. Further, when adjusting the relative position of the signal light intensity distribution by changing the input signal light intensity, depending on the case, it is necessary that the absolute value of the input light average power exceeds 10 dBm, or the change amount is required to be close to 10 dB. In general, it is not easy to optimize the separation boundary line (≈identification threshold) such that the power of the probe light incident on the optical gate must be adjusted at the same time. In the present invention, a device having an optical limiter effect and a device having an optical threshold effect play an auxiliary role to the last. The present invention is essentially characterized in that only the separation boundary line (≈identification threshold) of the light intensity (probability density) distribution compression can be freely and easily changed by adjusting the driving condition of the interference type optical gate. It is very different from other conventional ones. In particular, in the present invention, basically, it is possible to adjust and optimize the distribution boundary line (≈identification threshold) independently and without substantially adjusting the input signal light power and the probe light power. It is.
本発明は、光信号再生中継器において、マークレベルとスペースレベルの光強度分布が非対称な一般の光信号に対しても、信号最適識別閾値と光強度分布圧縮の分離境界線のずれに起因するビットエラーの発生を最小限に抑えつつ光3R/2R信号再生を行うことが可能となるという効果を有する。 In the optical signal regenerative repeater, the present invention is caused by the shift of the separation boundary between the optimum signal discrimination threshold and the light intensity distribution compression even for a general optical signal having an asymmetric light intensity distribution between the mark level and the space level. The optical 3R / 2R signal reproduction can be performed while minimizing the occurrence of bit errors.
次に、本発明の好ましい実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。 Next, a preferred embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
[第1の実施形態]
図16は、本発明の第1の実施形態の光信号再生中継器の構成を示している。図中、(a)は、光3R中継器として構成した場合を示し、(b)は、光2R中継器として構成した場合を示している。これらの光信号再生中継器は、いずれも、図1(a),(b)にそれぞれ示した一般の光3R中継器及び光2R中継器において光ゲート部3に対して干渉型光ゲート23を適用させた形となっている。この実施形態では、干渉型光ゲート23の後段には、光リミッタデバイスや光閾値デバイスは挿入されていない。
[First Embodiment]
FIG. 16 shows the configuration of the optical signal regenerative repeater according to the first embodiment of the present invention. In the figure, (a) shows the case where it is configured as an optical 3R repeater, and (b) shows the case where it is configured as an optical 2R repeater. Each of these optical signal regenerative repeaters has an interference type
本実施形態では、この構成において、光ゲートにおける非線形位相シフト量Δφ及び位相バイアスφ0の調整、つまり干渉型光ゲート23の駆動条件(駆動電流、入射光パワー、位相調整電圧など)による伝達関数形状の調整を行い、信号最適識別閾値と光ゲート23の分離境界線とを一致させている。また、光ゲート23の内部
おいて半導体光増幅器(SOA)などの光増幅器が使用されている場合などのように、干渉型光ゲートの干渉系内部に光リミッタ効果を有するデバイスもしくは光閾値効果を有するデバイスが含まれている場合には、上述したような駆動条件の設定によっては、図11〜13に示したような光リミッタ効果及び光閾値効果も期待することができ、それらを有効に利用することも可能である。
In this embodiment, in this configuration, the transfer function according to the adjustment of the nonlinear phase shift amount Δφ and the phase bias φ 0 in the optical gate, that is, the driving conditions (driving current, incident light power, phase adjustment voltage, etc.) of the interference
[第2の実施形態]
本発明の第2の実施形態では、図17〜19に示すように、図16(a)に示す光3R中継器において、干渉型光ゲート23の出力側すなわち後段に、光リミッタ効果を有するデバイス、あるいは光閾値効果を有するデバイス、またはこれらの両方を配置している。
[Second Embodiment]
In the second embodiment of the present invention, as shown in FIGS. 17 to 19, in the optical 3R repeater shown in FIG. 16A, a device having an optical limiter effect on the output side of the interference type
図17に示す光信号再生中継器は、図16(a)の後段に光リミッタ効果を有するデバイス6を配置し、このデバイス6からの出力を出力光パルス信号としている。この構成では、光ゲート23の駆動条件の調整に加え、光リミッタデバイス6の駆動条件の調整も行い、図12、図13に示したように伝達関数形状の調整を行うこととなる。
In the optical signal regenerative repeater shown in FIG. 17, a
図18に示す光信号再生中継器は、図16(a)の後段に光閾値効果を有するデバイス7を配置し、このデバイス7からの出力を出力光パルス信号としている。この構成では、光ゲート23の駆動条件の調整に加え、光閾値デバイス7の駆動条件の調整も行い、図11に示したように伝達関数形状の調整を行うこととなる。
In the optical signal regenerative repeater shown in FIG. 18, the device 7 having the optical threshold effect is arranged at the subsequent stage of FIG. In this configuration, in addition to the adjustment of the driving condition of the
図19に示す光信号再生中継器は、図16(a)の後段に光閾値効果を有するデバイス7と光リミッタ効果を有するデバイス6とを直列に配置し、デバイス7を通過したデバイス6からの出力を出力光パルス信号としている。もっとも、光閾値効果を有するデバイス7と光リミッタ効果を有するデバイス6との配置の順序は、この逆で合ってもかまわない。そしてこの構成では、光ゲート23の駆動条件の調整に加え、光リミッタデバイス6と光閾値デバイス7の駆動条件の調整も行い、図11に示したように伝達関数形状の調整を行うこととなる。
The optical signal regenerative repeater shown in FIG. 19 includes a device 7 having an optical threshold effect and a
本実施形態では、このように構成することにより、Δφ及びφ0のみの調整では減少してしまう雑音圧縮効果を、補償することが可能である。ここで、図16(b)のようにクロック抽出器兼クロック光源2を連続光源90で置き換えると、タイミング再生機能を備えない光2R中継器が得られる。そのような光2R中継器も本実施形態の範囲内のものである。
In the present embodiment, by such a configuration, the noise reduction effect and is reduced in the adjustment of Δφ and phi 0 only, it is possible to compensate. Here, when the clock extractor /
[第3の実施形態]
図20は、本発明の第3の実施形態の光信号再生中継器を示している。この光信号再生中継器は、光分岐器1a、クロック抽出器兼クロック光源2a及び干渉型光ゲート23aからなる第1の光3R中継器と、光分岐器1b、クロック抽出器兼クロック光源2b及び干渉型光ゲート23bからなる第2の光3R中継器とを直列に接続したものである。ここでは、波長λ1の劣化した光通信信号パルスを第1の光3R中継器に供給することにより、そのような劣化光通信信号パルスに対して前述した3R機能による処理が2回連続して行われ、第2の光3R中継器から出力光信号パルスが得られるようになっている。なお、各光3R中継器の干渉型光ゲート23a,23bの後段側には、光リミッタデバイスや光閾値デバイスは挿入されていない。
[Third Embodiment]
FIG. 20 shows an optical signal regenerative repeater according to the third embodiment of the present invention. This optical signal regenerative repeater includes an optical branching
この光信号再生中継器において、まず、第1の光3R中継器では、入力された光通信信号パルスが光分岐器1aによって2つに分岐され、分岐した一方の光通信信号パルスがゲートの開閉を行う制御光として光ゲート23aに供給され、分岐した他方の光通信信号パルスはクロック抽出器兼クロック光源2aに供給される。クロック抽出器兼クロック光源2aは、光分岐器1aから供給された光通信信号パルスのクロックを抽出し、その抽出したクロックに同期したクロック光パルス(波長λ2)を生成する。このクロック光パルスは、被制御光として光ゲート23aに供給される。光ゲート23aは、光分岐器1aを介して供給された光通信信号パルスによってゲートの開閉が制御されることで、クロック抽出器兼クロック光源2aから供給されたクロック光パルスに通信データを転写する。こうして通信データが転写された波長λ2のクロック光パルスは、中間信号光として第2の光3R中継器に供給される。
In this optical signal regenerative repeater, first, in the first optical 3R repeater, the input optical communication signal pulse is branched into two by the optical branching
第2の光3R中継器では、光ゲート23aから供給された中間信号光(波長λ2)が光分岐器1bによって2つに分岐され、分岐した一方の中間信号光はゲートの開閉を行う制御光として光ゲート23bに供給され、分岐した他方の中間信号光はクロック抽出器兼クロック光源2bに供給される。クロック抽出器兼クロック光源2bは、分岐器1bから供給された中間信号光のクロックを抽出し、その抽出したクロックに同期したクロック光パルス(波長λ3)を生成する。このクロック抽出器兼クロック光源2bで生成されたクロック光パルスは、被制御光として光ゲート23bに供給される。光ゲート23bは、光分岐器1bから供給された中間信号光によってゲートの開閉が制御されることで、クロック抽出器兼クロック光源2bから供給されたクロック光パルス(波長λ3)に通信データを転写する。こうして通信データが転写されたクロック光パルスは、再生光通信信号パルスとして、この光信号再生中継器から出力される。
In the second optical 3R repeater, the intermediate signal light (wavelength λ 2 ) supplied from the
光3R中継器を2段直列に接続したこの光信号再生中継器では、2つの光ゲートにおけるΔφ及びφ0の調整、つまり干渉型光ゲート23a,23bの駆動条件(駆動電流、入射光パワー、位相調整電圧など)の調節による伝達関数形状の調整を行い、信号最適識別閾値と光ゲート23a,23bにおける強度分布圧縮の分離境界線を一致させる。その際に、光強度(雑音)分布の圧縮効果が低下するが、その低下は、両方の光ゲートとも負論理ゲート動作をさせることにより補償する。また、光ゲート23a,23bの内部で半導体光増幅器(SOA)などの光増幅器が使用されている場合などのように、光ゲートの干渉系内部に光リミッタ効果を有するデバイスもしくは光閾値効果を有するデバイスが含まれている場合には、それらのデバイスに対する駆動条件の設定によって、上述の図11〜13に示したような光リミッタ効果及び光閾値効果も期待ができ、それを有効に利用することも可能である。
In this optical signal regenerative repeater in which two stages of optical 3R repeaters are connected in series, Δφ and φ 0 adjustment in two optical gates, that is, driving conditions (driving current, incident optical power, The transfer function shape is adjusted by adjusting the phase adjustment voltage, etc., and the signal optimum discrimination threshold is matched with the separation boundary line of the intensity distribution compression in the
図21は、第3の実施形態の光信号再生中継器の別の構成例を示している。図21に示す光信号再生中継器は、図20に示す構成において、干渉型光ゲート23a,23bの直後にデバイス8a,8bをそれぞれ配置したものである。デバイス8a,8bは、いずれも、光リミッタ効果を有するデバイス、あるいは光閾値効果を有するデバイス、あるいは、その両方を直列に接続したもの(配列順番はどちらが先でもかまわない)である。デバイス8a,8bは相互に異なる種類のものであってもよい。このように構成することにより、上述したような光ゲートの2段構成化による雑音圧縮効果の補償をさらに補助することが可能である。この場合には、光ゲート23a,23bの駆動条件の調整に加え、光リミッタ効果及び/または光閾値効果を有するデバイスであるデバイス8a,8bの駆動条件の調整も行うことによって、図11〜13に示したような伝達関数形状の調整を行うこととなる。
FIG. 21 shows another configuration example of the optical signal regenerative repeater according to the third embodiment. The optical signal regenerative repeater shown in FIG. 21 has
[第4の実施形態]
第3の実施形態の光信号再生中継器においては、第2の光3R中継器のクロック抽出器兼クロック光源2bは、第1の光3R中継器の光ゲート23aから出力された中間信号光からクロックを抽出しているが、クロック抽出器兼クロック光源2aで生成されたクロック光パルスからクロックを抽出するようにしてもよい(クロックの転用)。ここでは、そのようなクロックの転用を採用した実施形態について説明する。
[Fourth Embodiment]
In the optical signal regenerative repeater of the third embodiment, the clock extractor /
図22は、第4の実施形態の光信号再生中継器の概略構成を示すブロック図である。この光信号再生中継器は、図21に示した構成において、クロック抽出器兼クロック光源2aから出力されたクロック光パルスを光分岐器1bによって2つに分岐し、分岐したクロック光パルスの一方を被制御光として光ゲート23aに供給し、他方をクロック発生部9に供給するようにしたものであり、それ以外は、上述した第3の実施形態のものと同じ構成になっている。クロック発生部9としては、例えば、上述したようなクロック抽出器兼クロック光源を用いることができる。ここでは、各光ゲート23a、23bの後段に、デバイス8a,8b(光リミッタ効果を有するデバイス及び/または光閾値効果を有するデバイス)が設けられているが、これらデバイス8a,8bは、特に設けなくてもかまわない。
FIG. 22 is a block diagram illustrating a schematic configuration of the optical signal regenerative repeater according to the fourth embodiment. In the optical signal regenerative repeater, in the configuration shown in FIG. 21, the clock optical pulse output from the clock extractor /
さらに図22の構成においては、第2の光3R中継器のクロック発生部9として、クロック抽出器兼クロック光源の代わりに波長変換器を用いることもできる。波長変換器を用いる場合には、クロック抽出部2aから出力されたクロック光パルス(波長λ2)は光分岐器1bで2つに分岐され、分岐したクロック光パルスの一方は被制御光として光ゲート23aに供給され、他方はクロック発生部9である波長変換器に供給される。波長変換器は、供給されたクロック光パルス(波長λ2)の波長をλ3(≠λ2)に変換し、被制御光として光ゲート23bに供給する。
Further, in the configuration of FIG. 22, a wavelength converter can be used instead of the clock extractor / clock light source as the
この光3R中継器構成においては、2つの光ゲートにおけるΔφ及びφ0の調整、つまり光ゲート23a,23bの駆動条件(駆動電流、入射光パワー、位相調整電圧など)による伝達関数形状の調整を行い、信号最適識別閾値と光ゲート23a,23bの強度分布圧縮の分離境界線とを一致させる。その際、雑音分布圧縮効果が低下するが、その低下は、両方の光ゲートとも負論理ゲート動作をさせることにより補償する。また、光ゲート23a,23bの内部でSOAなどの光増幅器が使用されている場合などのように光ゲートの干渉系内部に光リミッタ効果を有するデバイスもしくは光閾値効果を有するデバイスが含まれている場合には、それらのデバイスに対する駆動条件の設定によっては、図11〜13に示したような光リミッタ効果及び光閾値効果も期待ができ、それを有効に利用することも可能である。
In this optical 3R repeater configuration, Δφ and φ 0 in the two optical gates are adjusted, that is, the transfer function shape is adjusted by the driving conditions (driving current, incident optical power, phase adjustment voltage, etc.) of the
また、光ゲート23a,23bの後段に、デバイス8a,8bとして、光リミッタ効果を有するデバイス、もしくは光閾値効果を有するデバイス、またはその両方が直列に接続されたもの(配列順番はどちらが先でもかまわない)が配置されている場合には、上記光ゲートの2段構成化による雑音圧縮効果の補償をさらに補助することが可能である。この場合には、光ゲート23a,23bの駆動条件の調整に加え、デバイス8a,8bの駆動条件の調整も行い、図11〜13に示したような伝達関数形状の調整を行うこととなる。
In addition,
[第5の実施形態]
図23に示したように、図21に示した光信号再生中継器におけるクロック抽出器兼クロック光源2bを連続光源90に置き換えた構成も考えられる。その場合には、連続光源90から波長λ3(≠λ2)の連続光を、被制御光として光ゲート23bに供給する。ここでも、各光ゲート23a,23bの後段に設けられた光リミッタ効果及び/または光閾値効果を有するデバイス8a,8bは、特に設けなくてもかまわない。
[Fifth Embodiment]
As shown in FIG. 23, a configuration in which the clock extractor /
この第5の実施形態においても、2つの光ゲートにおけるΔφ及びφ0の調整、つまり光ゲート23a,23bの駆動条件(駆動電流、入射光パワー、位相調整電圧など)による伝達関数形状の調整を行い、信号最適識別閾値と光ゲート23a,23bの強度分布圧縮の分離境界線を一致させる。その際に雑音分布圧縮効果が低下するが、その低下は、両方の光ゲートとも負論理ゲート動作をさせることにより補償する。また、光ゲート23a,23bの内部でSOAなどの光増幅器が使用されている場合などのように光ゲートの干渉系内部に光リミッタ効果を有するデバイスもしくは光閾値効果を有するデバイスが含まれている場合には、それらのデバイスに対する駆動条件の設定によって、図11〜13に示したような光リミッタ効果及び光閾値効果も期待ができ、それを有効に利用することも可能である。
Also in the fifth embodiment, Δφ and φ 0 in the two optical gates are adjusted, that is, the transfer function shape is adjusted by the driving conditions (driving current, incident light power, phase adjustment voltage, etc.) of the
また、光ゲート23a,23bの後段に、デバイス8a,8bとして、光リミッタ効果を有するデバイス、もしくは光閾値効果を有するデバイス、またはその両方が直列に接続されたもの(配列順番はどちらが先でもかまわない)が配置されている場合には、上記光ゲートの2段構成化による雑音圧縮効果の補償をさらに補助することが可能である。この場合には、光ゲート23a,23bの駆動条件の調整に加え、デバイス8a,8bの駆動条件の調整も行い、図11〜13に示したような伝達関数形状の調整を行うこととなる。
In addition,
以上のように、クロック抽出器兼クロック光源の配置や構成、または光ゲートに供給する被制御光の形態を変えた様々なものが、図21に示した光信号再生中継器の派生形態として考えられる。 As described above, various types in which the arrangement and configuration of the clock extractor / clock light source or the form of the controlled light supplied to the optical gate are changed are considered as derivations of the optical signal regenerative repeater shown in FIG. It is done.
最後に、上述した第3〜5の実施形態において、クロック抽出器兼クロック光源を連続光源で置き換えることも可能であるが、すべてのクロック抽出器兼クロック光源を連続光源で置き換えた場合には、タイミング再生機能を有さない光2R中継器として構成されることになる。また、雑音圧縮効果の低下がそれほど大きくなく、雑音圧縮効果の補償もほとんど必要ないのであれば、あえて負論理ゲート動作を2回続けて行う必要はなく、任意のゲート動作をさせてもよいことは、言うまでもない。 Finally, in the third to fifth embodiments described above, it is possible to replace the clock extractor / clock light source with a continuous light source, but when all the clock extractor / clock light sources are replaced with continuous light sources, It is configured as an optical 2R repeater that does not have a timing regeneration function. In addition, if the degradation of the noise compression effect is not so great and there is almost no need to compensate for the noise compression effect, it is not necessary to perform the negative logic gate operation twice in succession, and an arbitrary gate operation may be performed. Needless to say.
次に、具体的な実施例を用いて上述した各実施形態の光信号再生中継器の動作をさらに詳細に説明する。ただし、以下では光ゲート部のみを記述し、クロック抽出部については記載を省略する。 Next, the operation of the optical signal regenerative repeater of each embodiment described above will be described in more detail using specific examples. However, only the optical gate part is described below, and the description of the clock extraction part is omitted.
(実施例1)
図24〜27に本発明の第1の実施例として、それぞれ干渉型光ゲートに対称マッハツェンダ型光ゲート(SMZ)を用いた光信号再生中継器を示す。
(Example 1)
24 to 27 show optical signal regenerative repeaters using symmetrical Mach-Zehnder type optical gates (SMZ) as interference type optical gates as the first embodiment of the present invention.
図24に示した光信号再生中継器は、第1の波長λ1の劣化した入力光通信信号パルスを2つに分岐する光分岐器1aと、第2の波長λ2のクロック光パルスを2つに分岐する光分岐器1bと、光分岐器1aの一方の出力と光分岐器1bの一方の出力とを合成する光結合器4aと、光分岐器1aの他方の出力に接続された光遅延回路10と、光分岐器1bの他方の出力と光遅延回路10の出力とを合成する光結合器4bと、光結合器4a,4bの出力にそれぞれ設けられた非線形光位相シフタである第1及び第2の半導体光増幅器(SOA)111a,111bと、第1のSOA111aの出力に接続された線形光位相シフタ5と、第2のSOA111bの出力と線形光位相シフタ5との出力とを合成する光結合器4cと、光結合器4cの出力に設けられた波長バンドパスフィルタ(BPF)12と、を備えており、波長バンドパスフィルタ12の出力光が、波長λ2の再生信号光となっている。この光信号再生中継器では、波長λ1の劣化光信号パルスを光分岐器1aにより2分岐し、一方の光パルスに対して光遅延回路10により時間遅延Δtを与えた後、これらの光パルスをSMZの制御光として、非線形位相シフタであるSOA111a,111bへそれぞれ入射させている。それと同時に、同じく光分岐器1bにより2分岐した波長λ2のクロック光パルスを、2つの制御光によって時間的に挟まれるようなタイミングで、第1及び第2のSOA111a,111bへ入射させる。その後、SMZの両経路をそれぞれ通過した2つのクロック光パルスを光結合器4cにおいて干渉させ、波長バンドパスフィルタ12で波長λ2の被制御光のみを通過させている。これによって、波長λ2の再生信号光が得られることになる。波長λ2のクロック光パルスは、図24には示されていないが、例えば、波長λ1の入力光通信信号パルスからクロックを抽出して波長λ2のクロック光パルスを発生するクロック抽出器兼クロック光源から供給される。
FIG optical signal regenerator shown in 24, an
図25〜27にそれぞれ示した光信号再生中継器は、図24に示したものと同様のものであるが、波長バンドパスフィルタ12の後に、光リミッタデバイスとしての第3の半導体光増幅器(SOA)111cが挿入されている点(図25に示す場合)、光閾値デバイスとしての可飽和吸収体(SA)30が挿入されている点(図26に示す場合)、あるいはSOA111cとSA30の両方が挿入されている点(図27に示す場合)で異なっている。図25〜27に示した例においては、バンドパスフィルタ12を通過した信号光は、その後、光リミッタデバイスとしての第3のSOA111c、光閾値デバイスとしてのSA30、またはその両方をそれぞれ通過する。
The optical signal regenerative repeaters shown in FIGS. 25 to 27 are the same as those shown in FIG. 24, but after the
図24〜27のいずれに示した光信号再生中継器においても、光3R識別再生が行われる。そのいずれの場合においても、線形位相シフタ5の調整によりφ0を、また、光ゲートへ入射させる信号光(制御光)とクロックパルスもしくは連続光(被制御光)の強度及び半導体光増幅器(SOA)111a,111bの注入電流を調整することによりΔφを変化させ、最適識別閾値と光ゲートの強度分布圧縮の分離境界線を一致させる。さらに図25〜27に示したものの場合には、SOA111c及びSA30の駆動条件も調整して強度分布圧縮効果の補助を行う。以上により、この実施例の光信号再生中継器では、強度分布圧縮(≒信号識別)時のビットエラー発生を最小限に抑えることが可能となる。
In the optical signal regenerative repeater shown in any of FIGS. 24 to 27, optical 3R identification regeneration is performed. In either case, φ 0 is adjusted by adjusting the
(実施例2)
図28に示す本発明の実施例2の光信号再生中継器は、光ゲートとして、偏波分離型SMZ光ゲート(PD−SMZまたはUNI)を用いるものである。すなわちこの光信号再生中継器は、波長λ2のクロック光パルスを偏波分離する偏波分離器13aと、偏波分離器13aからの一方の偏波成分光に対し遅延を与える光遅延回路10aと、偏波分離器13aからの他方の偏波成分光と光遅延回路10aの出力光とを偏波合成する偏波結合器14aと、波長λ1の劣化した入力光通信信号パルスと偏波結合器14aの出力とを合成する光結合器4と、光結合器4の出力に設けられた非線形光位相シフタである第1のSOA111aと、SOA111aの出力光を偏波分離する偏波分離器13bと、偏波分離器13bの一方の偏波成分光側の出力に接続された線形光位相シフタ5と、偏波分離器13bからの他方の偏波成分光に対し遅延を与える光遅延回路10bと、光遅延回路10bの出力と線形光位相シフタ5との出力とを偏波合成する偏波合成器14bと、偏波合成器14bの出力側に設けられた偏光子15と、偏光子15の出力に設けられた波長バンドパスフィルタ(BPF)12と、バンドパスフィルタ12の出力に設けられた第2のSOA111bと、第2のSOA111bの出力に設けられたSA30と、を備えており、SA30の出力光が、波長λ2の再生信号光となっている。波長λ2のクロック光パルスは、例えば、不図示のクロック抽出器兼クロック光源から供給される。
(Example 2)
The optical signal regenerative repeater according to the second embodiment of the present invention shown in FIG. 28 uses a polarization-separated SMZ optical gate (PD-SMZ or UNI) as an optical gate. That this optical signal regenerator comprises: a
この光信号再生中継器では、まず、第2の波長λ2のクロック光パルスを光偏波分離器13aにより2分岐し、一方の偏波成分パルスに対して第1の光遅延回路10aにより相対的な時間遅延Δtを与えた後、再度、光偏波結合器14aによって合流させ、非線形位相シフタである第1のSOA111aへ入射させる。それと同時に、光結合器4により合流した第1の波長λ1の劣化光信号パルスを、前述した2つの互いに直交する偏波成分パルスによって時間的に挟まれるようなタイミングで、第1のSOA111aへ入射させる。その後、2つの互いに直交する偏波成分のクロック光パルスを、再度、光偏波分離器13bにより2分岐し、第1の光遅延回路10aで遅延させなかったもう一方の偏波成分パルスに対して第2の光遅延回路10bにより相対的な時間遅延Δtを与えた後、光偏波結合器14bによって合流・干渉させ、偏光子15によって任意の直線偏波成分のみを選択する。その後、波長バンドパスフィルタ12で波長λ2の被制御光のみを通過させ、さらに、光リミッタデバイスとしての第2のSOA111b及び光閾値デバイスとしてのSA30を通過させる。ここで、SOA111b、SA30は設けなくてもよく、また、いずれか一方だけを設けてもかまわない。この実施例の光信号再生中継器では、以上により、光3R識別再生が行われる。このとき、線形位相シフタ5の調整によりφ0を、また、光ゲートへ入射させる信号光(制御光)とクロックパルスもしくは連続光(被制御光)の強度及びSOA111aの注入電流を調整することによりΔφを変化させ、最適識別閾値と光ゲートの強度分布圧縮の分離境界線を一致させる。さらに、SOA111b及びSA30の駆動条件を調整することにより、強度分布圧縮効果の補助を行う。以上により、強度分布圧縮(≒信号識別)時のビットエラー発生を最小限に抑えることが可能となる。ここで、波長バンドパスフィルタ12の位置は、第1のSOA111aの直後、もしくは偏光子15の直前でもよい。また、偏波分離器13aと光遅延回路10aと偏波結合器14a、または、偏波分離器13bと光遅延回路10bと偏波結合器14bは、複屈折性を持つ結晶やファイバによって一つにまとめて置き換えることも可能である。
In this optical signal regenerative repeater, first, a clock optical pulse having the second wavelength λ 2 is bifurcated by an
(実施例3)
図29に示す本発明の実施例3の光信号再生中継器は、光ゲートとして、非線形光ループミラー(NOLMあるいはSLALOM)を用いるものである。すなわちこの光信号再生中継器は、ループ状の光伝送路(ファイバループ)を備えており、このループ光伝送路には、波長λ1の劣化した入力光通信信号パルスをループ伝送路に導入するための光結合器4と、非線形光位相シフタである第1のSOA111aと、光遅延回路10と、波長λ2のクロック光パルスをループ伝送路に導入するとともに、出力光をループ伝送路から取り出す光カプラ16とが挿入されている。さらにこの光信号再生中継器は、光カプラ16の出力ポートに接続された波長バンドパスフィルタ(BPF)12と、バンドパスフィルタ12の出力に設けられた第2のSOA111bと、第2のSOA111bの出力に設けられたSA30と、を備えており、SA30の出力光が、波長λ2の再生信号光となっている。波長λ2のクロック光パルスは、例えば、不図示のクロック抽出器兼クロック光源から供給される。
(Example 3)
The optical signal regenerative repeater according to the third embodiment of the present invention shown in FIG. 29 uses a nonlinear optical loop mirror (NOLM or SLALOM) as an optical gate. That is, this optical signal regenerative repeater is provided with a loop-shaped optical transmission line (fiber loop), and an input optical communication signal pulse having a degraded wavelength λ 1 is introduced into the loop transmission line. Optical coupler 4,
この光信号再生中継器では、第2の波長λ2のクロック光パルスを光カプラ16によりファイバループの右回り及び左回りの2方向に分岐する。ファイバループにおいて光カプラ16のちょうど反対位置には非線形位相シフタであるSOA111aが配置されているが、そこに至る2経路の一方のみに光遅延回路10が挿入されており、2つに分岐されたクロック光パルスは時間遅延Δtだけずれて第1のSOA111aに入射する。それと同時に、光結合器4により合流した第1の波長λ1の劣化光信号パルスを、前記の互いに回転方向の異なる2つのクロック光パルスによって時間的に挟まれるようなタイミングで、第1のSOA111aへ入射させる。その後、互いに回転方向の異なる2つのクロック光パルスを光カプラ16によって再度合流・干渉させ、波長バンドパスフィルタ12で波長λ2の被制御光のみを通過させ、さらに、光リミッタデバイスとしての第2のSOA111b及び光閾値デバイスとしてのSA30を通過させる。ここで、SOA111b、SA30は設けなくてもよく、また、いずれか一方のみだけを設けてもかまわない。この実施例の光信号再生中継器では、以上により、光3R識別再生が行われる。このとき、光ゲートへ入射させる信号光(制御光)とクロックパルスもしくは連続光(被制御光)の強度及びSOA111aの注入電流を調整することによりΔφを変化させ、最適識別閾値と光ゲートの強度分布圧縮の分離境界線を一致させる。さらに、SOA111b及びSA30の駆動条件を調整することにより、強度分布圧縮効果の補助を行う。以上により、強度分布圧縮(≒信号識別)時のビットエラー発生を最小限に抑えることが可能となる。
In this optical signal regenerative repeater, the clock light pulse having the second wavelength λ 2 is branched by the
一般に、光ゲートとしてNOLM(SLALOM)を用いた場合には、右回り、左回りともに同じ経路を通過するため、φ0を調整することは難しいが、仮にそれが行える場合には、識別再生処理のさらなる最適化(ビットエラー発生確率の低減)が可能となる。なお、波長バンドパスフィルタ12の位置は、第1のSOA111aと光遅延回路10の間、もしくは光遅延回路10と光カプラ16の間でもよい。
In general, when NOLM (SLALOM) is used as an optical gate, it is difficult to adjust φ 0 because it passes through the same route both clockwise and counterclockwise. Further optimization (reduction of the bit error occurrence probability) becomes possible. The position of the
(実施例4)
図30に示す本発明の実施例4の光信号再生中継器は、光ゲートとしてDISC型のものを用いたものである。すなわちこの光信号再生中継器は、波長λ1の劣化した入力光通信信号パルスと波長λ2のクロック光パルス14aとを合成する光結合器4と、光結合器4の出力に設けられた非線形光位相シフタである第1のSOA111aと、SOA111aの出力光を偏波分離する偏波分離器13と、偏波分離器13の一方の偏波成分光側の出力に接続された線形光位相シフタ5と、偏波分離器13からの他方の偏波成分光に対し遅延を与える光遅延回路10と、光遅延回路10の出力と線形光位相シフタ5との出力とを偏波合成する偏波合成器14と、偏波合成器14の出力側に設けられた偏光子15と、偏光子15の出力に設けられた波長バンドパスフィルタ(BPF)12と、バンドパスフィルタ12の出力に設けられた第2のSOA111bと、第2のSOA111bの出力に設けられたSA30と、を備えており、SA30の出力光が、波長λ2の再生信号光となっている。波長λ2のクロック光パルスは、例えば、不図示のクロック抽出器兼クロック光源から供給される。
Example 4
The optical signal regenerative repeater according to the fourth embodiment of the present invention shown in FIG. 30 uses a DISC type optical gate. That is, this optical signal regenerative repeater includes an optical coupler 4 that combines an input optical communication signal pulse having a degraded wavelength λ 1 and a clock
この光信号再生中継器では、第1の波長λ1の劣化光信号パルスを、第2の波長λ2のクロック光パルスによって時間的に挟まれるようなタイミングで光結合器4により合流させ、非線形位相シフタである第1のSOA111aへ入射させる。その後、クロック光パルスを光偏波分離器13により2つの互いに直交する偏波成分パルスへ分離し、一方の偏波成分パルスのみに対して光遅延回路10によりビットピリオドと同じ時間遅延Δtを与え、光偏波結合器14によって再度合流・干渉させ、偏光子15によって任意の直線偏波成分のみを選択する。その後、波長バンドパスフィルタ12で波長λ2の被制御光のみを通過させ、さらに、光リミッタデバイスとしての第2のSOA111b及び光閾値デバイスとしてのSA30を通過させる。ここで、SOA111b、SA30は設けなくてもよく、また、いずれか一方のみだけを設けるようにしてもよい。この実施例の光信号再生中継器では、以上により、光3R識別再生が行われる。このとき、線形位相シフタ5の調整によりφ0を、また、光ゲートへ入射させる信号光(制御光)とクロックパルスもしくは連続光(被制御光)の強度及びSOA111aの注入電流を調整することによりΔφを変化させ、最適識別閾値と光ゲートの強度分布圧縮の分離境界線を一致させる。さらに、SOA111b及びSA30の駆動条件を調整することにより、強度分布圧縮効果の補助を行う。以上により、強度分布圧縮(≒信号識別)時のビットエラー発生を最小限に抑えることが可能となる。ここで、波長バンドパスフィルタ12の位置は、第1のSOA111aの直後、もしくは偏光子15の直前でもよい。また、偏波分離器13、光遅延回路10及び偏波結合器14は、複屈折性を持つ結晶やファイバによって一つにまとめて置き換えることも可能である。
In this optical signal regenerative repeater, the deteriorated optical signal pulse having the first wavelength λ 1 is joined by the optical coupler 4 at a timing such that it is temporally sandwiched between the clock light pulses having the second wavelength λ 2 , and nonlinear The light is incident on the
(実施例5)
図31に示す本発明の実施例5の光信号再生中継器は、光ゲートにSMZ型光ゲートを用いた光3R中継器を2段連結したものである。各光3R中継器としては、実施例1に示した光信号再生中継器と同様のものが使用されている。
(Example 5)
The optical signal regenerative repeater of the fifth embodiment of the present invention shown in FIG. 31 is obtained by connecting two stages of optical 3R repeaters using SMZ type optical gates as optical gates. As each optical 3R repeater, the same optical signal regenerative repeater as shown in the first embodiment is used.
この光信号再生中継器では、光通信信号パルス(波長λ1)は、1段目の光3R中継器を構成する第1のSMZ型光ゲート及び第1のクロック抽出器兼クロック光源(不図示)にそれぞれ供給される。第1のクロック抽出器兼クロック光源では、供給された光通信信号パルス(波長λ1)からクロックが抽出され、この抽出したクロックに同期したクロック光パルス(波長λ2)が生成される。このクロック光パルス(波長λ2)は被制御光として第1のSMZ型光ゲートに供給される。 In this optical signal regenerative repeater, an optical communication signal pulse (wavelength λ 1 ) is transmitted through a first SMZ type optical gate and a first clock extractor / clock light source (not shown) constituting the first stage optical 3R repeater. ) Respectively. In the first clock extractor / clock light source, a clock is extracted from the supplied optical communication signal pulse (wavelength λ 1 ), and a clock light pulse (wavelength λ 2 ) synchronized with the extracted clock is generated. This clock light pulse (wavelength λ 2 ) is supplied to the first SMZ type optical gate as controlled light.
第1のSMZ型光ゲートでは、光通信信号パルスが制御光として供給されると同時に、第1のクロック抽出器兼クロック光源からのクロック光パルスが被制御光として供給される。供給された光通信信号パルスは、光分岐器1aにおいて第1及び第2の光通信信号パルスに分けられる。第1の光通信信号パルスは、光結合器4aを介して非線形位相シフタである半導体光増幅器(SOA)111aへ供給され、第2の光通信信号パルスは、光遅延回路10aにおいて遅延時間Δtだけ遅延を受けた後、光結合器4bを介して非線形位相シフタである半導体光増幅器(SOA)111bへ供給される。第1のクロック抽出器兼クロック光源から供給されたクロック光パルス(波長λ2)は、光分岐器1bにおいて第1及び第2のクロック光パルスに分けられる。第1のクロック光パルスは、光結合器4aを介してSOA111aへ供給され、第2のクロック光パルスは、光結合器4bを介してSOA111bへ供給される。
In the first SMZ type optical gate, the optical communication signal pulse is supplied as control light, and at the same time, the clock light pulse from the first clock extractor / clock light source is supplied as controlled light. The supplied optical communication signal pulse is divided into first and second optical communication signal pulses in the optical branching
第1及び第2のクロック光パルスがそれぞれSOA111a,111bに到達するタイミングは同じである。第1の光通信信号パルスがSOA111aに到達するタイミングは、第1のクロック光パルスがSOA111aに到達するタイミングよりも早い。第2の光通信信号パルスがSOA111bに到達するタイミングは、第2のクロック光パルスがSOA111bに到達するタイミングよりも遅い。
The timing at which the first and second clock light pulses reach the SOAs 111a and 111b, respectively, is the same. The timing at which the first optical communication signal pulse reaches the
このような到達タイミングによれば、被制御光である第1のクロック光パルス(または第2のクロック光パルス)が制御光である第1及び第2の光通信信号パルスによって時間的に挟まれた状態で、第1のSMZ型光ゲートが動作することになる。具体的には、SOA111aにおいては、第1の光通信信号パルスにより第1のクロック光パルスに非線形位相シフトが生じ、SOA111bにおいては、第2のクロック光パルスは第2の光通信信号パルスより前に到達するので、非線形位相シフトを受けることなくそのまま通過する。
According to such arrival timing, the first clock light pulse (or the second clock light pulse) that is the controlled light is temporally sandwiched between the first and second optical communication signal pulses that are the control light. In this state, the first SMZ type optical gate operates. Specifically, in the
SOA111a,111bをそれぞれ通過した第1及び第2のクロック光パルスは、光結合器4cに到達する。この光結合器4cでは、正論理ゲート動作時には、干渉により、入力された被制御光パルスの間に位相差を生じている場合にのみ光パルスが出力される。位相差が生じていない場合は、被制御光パルスは互いに打ち消し合うことになるため、光パルスは出力されない。SOA111aからの非線形位相シフトを生じた第1のクロック光パルスとSOA111bからの非線形位相シフトを生じなかった第2のクロック光パルスとの間には位相差が生じているため、正論理ゲート動作時には、光結合器4cでは、それらクロック光パルスが合波された光パルス(波長λ2)が出力される。この光結合器4cからの光パルスは、波長バンドパスフィルタ(BPF)12aを通過し、さらに光リミッタデバイスとしてのSOA111e及び光閾値デバイスとしてのSA30aを通過後、中間信号光(波長λ2)として、1段目の光3R中継器から出力される。
The first and second clock light pulses that have passed through the
1段目の光3R中継器から出力された中間信号光は、2段目の光3R中継器を構成する第2のSMZ型光ゲート及び第2のクロック抽出器兼クロック光源(不図示)にそれぞれ供給される。第2のクロック抽出器兼クロック光源では、1段目の光3R中継器から供給された中間信号光(波長λ2)からクロックが抽出され、この抽出したクロックに同期したクロック光パルス(波長λ3)が生成される。このクロック光パルスは被制御光として第2のSMZ型光ゲートに供給される。 The intermediate signal light output from the first-stage optical 3R repeater is transmitted to the second SMZ-type optical gate and the second clock extractor / clock light source (not shown) constituting the second-stage optical 3R repeater. Supplied respectively. In the second clock extractor / clock light source, a clock is extracted from the intermediate signal light (wavelength λ 2 ) supplied from the first-stage optical 3R repeater, and a clock light pulse (wavelength λ) synchronized with the extracted clock. 3 ) is generated. This clock light pulse is supplied to the second SMZ type optical gate as controlled light.
第2のSMZ型光ゲートでは、1段目の光3R中継器から出力された中間信号光(波長λ2)が制御光として供給されると同時に、第2のクロック抽出器兼クロック光源から出力されたクロック光パルス(波長λ3)が被制御光として供給される。供給された中間信号光は、光分岐器1cにおいて第1及び第2の中間信号光に分けられる。第1の中間信号光は、光結合器4dを介して非線形位相シフタであるSOA111cへ供給され、第2の中間信号光は、光遅延回路10bにおいて遅延時間Δt’だけ遅延を受けた後、光結合器4eを介して非線形位相シフタであるSOA111dへ供給される。第2のクロック抽出器兼クロック光源から供給されたクロック光パルス(波長λ3)は、光分岐器1dにおいて第1及び第2のクロック光パルスに分けられる。第1のクロック光パルスは、光結合器4dを介してSOA111cへ供給され、第2のクロック光パルスは、光結合器4eを介してSOA111dへ供給される。
In the second SMZ type optical gate, the intermediate signal light (wavelength λ 2 ) output from the first-stage optical 3R repeater is supplied as control light, and at the same time, output from the second clock extractor / clock light source. The clock light pulse (wavelength λ 3 ) is supplied as controlled light. The supplied intermediate signal light is divided into first and second intermediate signal lights in the
第1及び第2のクロック光パルスがそれぞれSOA111c,111dに到達するタイミングは同じである。第1の中間信号光がSOA111cに到達するタイミングは、第1のクロック光パルスがSOA111cに到達するタイミングよりも早い。第2の中間信号光がSOA111dに到達するタイミングは、第2のクロック光パルスがSOA111dに到達するタイミングよりも遅い。
The timing at which the first and second clock light pulses arrive at the
このような到達タイミングによれば、被制御光である第1のクロック光パルス(または第2のクロック光パルス)が制御光である第1及び第2の中間信号光によって時間的に挟まれた状態で、第2のSMZ型光ゲートが動作することになる。具体的には、SOA111cにおいては、第1の中間信号光により第1のクロック光パルスに非線形位相シフトが生じ、SOA111dにおいては、第2のクロック光パルスは第2の中間信号光より前に到達するので、非線形位相シフトを受けることなくそのまま通過する。
According to such arrival timing, the first clock light pulse (or the second clock light pulse) that is the controlled light is temporally sandwiched between the first and second intermediate signal lights that are the control light. In this state, the second SMZ type optical gate is operated. Specifically, in the
SOA111c,111dを通過した第1及び第2のクロック光パルスは、光結合器4fに到達する。この光結合器4fでは、正論理ゲート動作時には、干渉により、入力された被制御光パルスの間に位相差を生じている場合にのみ光パルスが出力される。位相差が生じていない場合は、被制御光パルスは互いに打ち消し合うことになるため、光パルスは出力されない。SOA111cからの非線形位相シフトを生じた第1のクロック光パルスとSOA111dからの非線形位相シフトを生じなかった第2のクロック光パルスとの間には位相差が生じているため、正論理ゲート動作時には、それらクロック光パルスが合波された光パルス(波長λ3)が光結合器4fから出力される。この光結合器4fの出力光パルスは、波長バンドパスフィルタ(BPF)12bを通過し、さらに光リミッタデバイスとしてのSOA111f及び光閾値デバイスとしてのSA30bを通過後、再生光通信信号パルス(波長λ3)として、この光信号再生中継器から外部へと出力される。
The first and second clock light pulses that have passed through the SOAs 111c and 111d reach the optical coupler 4f. In the optical coupler 4f, during the positive logic gate operation, an optical pulse is output only when there is a phase difference between the input controlled optical pulses due to interference. When there is no phase difference, the controlled light pulses cancel each other, so that no light pulse is output. Since there is a phase difference between the first clock light pulse that causes the nonlinear phase shift from the
本実施例の光信号再生中継器においては、線形位相シフタ5a,5bの調整によりφ0を、また、光ゲート内部の非線形位相シフタであるSOA111a〜111dへ入射させる信号光(制御光)とクロックパルスもしくは連続光(被制御光)の強度及びSOA111a〜111dの注入電流を調整することによりΔφを変化させ、最適識別閾値と光ゲートの強度分布圧縮の分離境界線を一致させる。さらに光ゲートの後段に配置された光リミッタデバイスとしてのSOA111e,111f及び光閾値デバイスとしてのSA30a,30bの駆動条件を調整することにより、強度分布圧縮効果の補助を行う。なお、両方の光ゲートともに負論理動作をさせることにより、雑音分布圧縮効果の低下を補償する。以上により、強度分布圧縮(≒信号識別)時のビットエラー発生を最小限に抑えたまま、光3R/2R中継を行うことが可能となる。
In the optical signal regenerative repeater of this embodiment,
ここで、光3R中継器を2段に配置することのみで雑音分布圧縮効果の補償が十分可能であるならば、SOA111e,111f及びSA30a,30bは設けなくてもよく、また、SOA及びSAのいずれか一方のみを設けるようにしてもかまわない。また、雑音圧縮効果の低下がそれほど大きくなく、その補償もほとんど必要ないのであれば、あえて負論理ゲート動作を2回続けて行なわせる必要はなく、任意のゲート動作をさせてもよいことは、言うまでもない。
Here, if the noise distribution compression effect can be sufficiently compensated only by arranging the optical 3R repeaters in two stages, the
(実施例6)
図32に示す本発明の実施例6の光信号再生中継器は、光ゲートとしてPD−SMZ(UNI)型光ゲートを用いた光3R中継器を2段連結したものである。各光3R中継器としては、実施例2に示した光信号再生中継器と同様のものが使用されている。
(Example 6)
The optical signal regenerative repeater of
この光信号再生中継器では、光通信信号パルス(波長λ1)は、1段目の光3R中継器を構成する第1のPD−SMZ(UNI)型光ゲート及び第1のクロック抽出器兼クロック光源(不図示)にそれぞれ供給される。第1のクロック抽出器兼クロック光源では、供給された光通信信号パルス(波長λ1)からクロックが抽出され、この抽出したクロックに同期したクロック光パルス(波長λ2)が生成される。このクロック光パルス(波長λ2)は、被制御光として第1のPD−SMZ(UNI)型光ゲートに供給される。 In this optical signal regenerative repeater, the optical communication signal pulse (wavelength λ 1 ) is also used as the first PD-SMZ (UNI) type optical gate and the first clock extractor constituting the first stage optical 3R repeater. Each is supplied to a clock light source (not shown). In the first clock extractor / clock light source, a clock is extracted from the supplied optical communication signal pulse (wavelength λ 1 ), and a clock light pulse (wavelength λ 2 ) synchronized with the extracted clock is generated. The clock light pulse (wavelength λ 2 ) is supplied to the first PD-SMZ (UNI) type optical gate as controlled light.
第1のPD−SMZ(UNI)型光ゲートでは、第1のクロック抽出器兼クロック光源から供給されたクロック光パルスは、光偏波分離器13aにおいて、偏波成分が互いに直交する第1及び第2の偏波成分パルスに分離される。第2の偏波成分パルスは、光遅延回路10aで相対的な時間遅延Δtが与えられた後、光偏波結合器14aにおいて第1の偏波成分パルスと結合される。こうして結合された第1及び第2の偏波成分パルスは、光結合器4aを介して非線形位相シフタであるSOA111aに順次供給される。同時に、光通信信号パルスも光結合器4aを介してSOA111aに供給される。
In the first PD-SMZ (UNI) type optical gate, the first and second clock light pulses supplied from the first clock extractor / clock light source have first and second polarization components orthogonal to each other in the
光通信信号パルスがSOA111aに到達するタイミングは、第1の偏波成分パルスがSOA111aに到達するタイミングよりも遅く、第2の偏波成分パルスがSOA111aに到達するタイミングよりも早い。この到達タイミングによれば、制御光である光通信信号パルスが被制御光である第1及び第2の偏波成分パルスによって時間的に挟まれた状態で、第1のPD−SMZ(UNI)型光ゲートが動作することになる。
The timing at which the optical communication signal pulse reaches the
SOA111aでは、第1の偏波成分パルスは光通信信号パルスより前に到達するので、非線形位相シフトを受けることなくそのまま通過し、第2の偏波成分パルスは、光通信信号パルスより後に到達するので、光通信信号パルスよる非線形位相シフトを受ける。このSOA111aを通過した第1及び第2の偏波成分パルスは、光偏波分離器13bにより再び分離される。再分離した第1の偏波成分パルスは、光遅延回路10bで相対的な時間遅延Δtが与えられた後、光偏波結合器14bにおいて第2の偏波成分パルスと結合される。こうして結合された第1及び第2の偏波成分パルスは干渉・合波し、その後、偏光子15aにおいて任意の直線偏波成分が選択される。選択された直線偏波成分のパルスは、波長バンドパスフィルタ(BPF)12aを通過し、さらに光リミッタデバイスとしてのSOA111c及び光閾値デバイスとしてのSA30aを通過後、中間信号光(波長λ2)として、1段目の光3R中継器から出力される。
In the
1段目の光3R中継器から出力された中間信号光は、2段目の光3R中継器を構成する第2のPD−SMZ(UNI)型光ゲート及び第2のクロック抽出器兼クロック光源(不図示)にそれぞれ供給される。第2のクロック抽出器兼クロック光源では、1段目の光3R中継器から供給された中間信号光(波長λ2)からクロックが抽出され、この抽出したクロックに同期したクロック光パルス(波長λ3)が生成される。このクロック光パルスは、被制御光として第2のPD−SMZ(UNI)型光ゲートに供給される。 The intermediate signal light output from the first-stage optical 3R repeater is a second PD-SMZ (UNI) type optical gate and second clock extractor / clock light source that constitute the second-stage optical 3R repeater. (Not shown). In the second clock extractor / clock light source, a clock is extracted from the intermediate signal light (wavelength λ 2 ) supplied from the first-stage optical 3R repeater, and a clock light pulse (wavelength λ) synchronized with the extracted clock. 3 ) is generated. This clock light pulse is supplied to the second PD-SMZ (UNI) type optical gate as controlled light.
第2のPD−SMZ(UNI)型光ゲートでは、第2のクロック抽出器兼クロック光源から供給されたクロック光パルス(波長λ3)は、光偏波分離器13cにおいて、偏波成分が互いに直交する第1及び第2の偏波成分パルスに分離される。第2の偏波成分パルスは、光遅延回路10cで相対的な時間遅延Δt’が与えられた後、光偏波結合器14cにおいて第1の偏波成分パルスと結合される。こうして結合された第1及び第2の偏波成分パルスは、光結合器4bを介して非線形位相シフタであるSOA111bに順次供給される。同時に、1段目の光3R中継器から制御光として供給された中間信号光(波長λ2)も光結合器4bを介してSOA111bに供給される。
In the second PD-SMZ (UNI) type optical gate, the clock light pulse (wavelength λ 3 ) supplied from the second clock extractor / clock light source has a polarization component mutually separated in the optical polarization separator 13c. It is separated into orthogonal first and second polarization component pulses. The second polarization component pulse is given a relative time delay Δt ′ by the optical delay circuit 10c, and then combined with the first polarization component pulse by the
中間信号光がSOA111bに到達するタイミングは、第1の偏波成分パルスがSOA111bに到達するタイミングよりも遅く、第2の偏波成分パルスがSOA111bに到達するタイミングよりも早い。この到達タイミングによれば、中間信号光(制御光)が第1及び第2の偏波成分パルス(被制御光)によって時間的に挟まれた状態で、第2のPD−SMZ(UNI)型光ゲートが動作することになる。
The timing at which the intermediate signal light reaches the
SOA111bでは、第1の偏波成分パルスは中間信号光より前に到達するので、非線形位相シフトを受けることなくそのまま通過し、第2の偏波成分パルスは、中間信号光より後に到達するので、中間信号光による非線形位相シフトを受ける。このSOA111bを通過した第1及び第2の偏波成分パルスは、光偏波分離器13dにより再び分離される。再分離した第1の偏波成分パルスは、光遅延回路10dで相対的な時間遅延Δt’が与えられた後、光偏波結合器14dにおいて第2の偏波成分パルスと結合される。こうして結合された第1及び第2の偏波成分パルスは干渉・合波し、偏光子15bにおいて任意の直線偏波成分が選択される。選択された直線偏波成分のパルスは、波長バンドパスフィルタ(BPF)12bを通過し、さらに光リミッタデバイスとしてのSOA111d及び光閾値デバイスとしてのSA30bを通過後、再生光通信信号パルス(波長λ3)として、この光信号再生中継器の外部へと出力される。
In the
本実施例の光信号再生中継器においては、線形位相シフタ5a,5bの調整によりφ0を、また、光ゲート内部の非線形位相シフタであるSOA111a,111bへ入射させる信号光(制御光)とクロックパルスもしくは連続光(被制御光)の強度、及びSOA111a,111bの注入電流を調整することによりΔφを変化させ、最適識別閾値と光ゲートの強度分布圧縮の分離境界線を一致させる。さらに光ゲート後の光リミッタデバイスとしてのSOA111c,111d及びSA30a,30bの駆動条件を調整することにより、強度分布圧縮効果の補助を行う。なお、両方の光ゲートともに負論理ゲート動作をさせることにより、雑音分布圧縮効果の低下を補償する。以上により、強度分布圧縮(≒信号識別)時のビットエラー発生を最小限に抑えたまま、光3R/2R中継を行うことが可能となる。
In the optical signal regenerative repeater of the present embodiment, the signal light (control light) and the clock that make φ 0 incident on the
ここで、光3R中継器を2段に配置することのみで雑音分布圧縮効果の補償が十分可能であるならば、SOA111c,111d及びSA30a,30bは設けなくてもよく、また、SOA及びSAのいずれか一方のみを設けるようにしてもかまわない。また、雑音圧縮効果の低下がそれほど大きくなく、その補償もほとんど必要ないのであれば、あえて負論理ゲート動作を2回続けて行なわせる必要はなく、任意のゲート動作をさせてもよいことは、言うまでもない。
Here, if the noise distribution compression effect can be sufficiently compensated only by arranging the optical 3R repeaters in two stages, the
第1のPD−SMZ(UNI)型光ゲートにおいて、波長バンドパスフィルタ12aの位置は、SOA111aの直後、もしくは偏光子15aの直前であってもよい。さらに、偏波分離器13aと光遅延回路10aと偏波結合器14aを含む伝送路部、または、偏波分離器13bと光遅延回路10bと偏波結合器14bを含む伝送路部は、複屈折性を持つ結晶やファイバによって一つにまとめて置き換えることも可能である。
In the first PD-SMZ (UNI) type optical gate, the position of the
第2のPD−SMZ(UNI)型光ゲートにおいて、波長バンドパスフィルタ12bの位置は、SOA111bの直後、もしくは偏光子15bの直前であってもよい。さらに、偏波分離器13cと光遅延回路10cと偏波結合器14cを含む伝送路部、または、偏波分離器13dと光遅延回路10dと偏波結合器14dを含む伝送路部は、複屈折性を持つ結晶やファイバによって一つにまとめて置き換えることも可能である。
In the second PD-SMZ (UNI) type optical gate, the position of the
(実施例7)
図33に示す本発明の実施例7の光信号再生中継器は、光ゲートとしてNOLM(SLALOM)型光ゲートを用いた光3R中継器を2段連結したものである。各光3R中継器としては、実施例3に示した光信号再生中継器と同様のものが使用されている。
(Example 7)
The optical signal regenerative repeater of Embodiment 7 of the present invention shown in FIG. 33 is obtained by connecting two stages of optical 3R repeaters using a NOLM (SLALOM) type optical gate as an optical gate. As each optical 3R repeater, the same optical signal regenerative repeater as shown in the third embodiment is used.
この光信号再生中継器では、光通信信号パルス(波長λ1)は1段目の光3R中継器を構成する第1のNOLM(SLALOM)型光ゲート及び第1のクロック抽出器兼クロック光源(不図示)にそれぞれ供給される。第1のクロック抽出器兼クロック光源では、供給された光通信信号パルス(波長λ1)からクロックが抽出され、この抽出したクロックに同期したクロック光パルス(波長λ2)が生成される。このクロック光パルス(波長λ2)は光カプラ16aを介して被制御光として第1のNOLM(SLALOM)型光ゲートに供給される。
In this optical signal regenerative repeater, an optical communication signal pulse (wavelength λ 1 ) is transmitted from a first NOLM (SLALOM) type optical gate and a first clock extractor / clock light source (wavelength light source) constituting the first stage optical 3R repeater. (Not shown). In the first clock extractor / clock light source, a clock is extracted from the supplied optical communication signal pulse (wavelength λ 1 ), and a clock light pulse (wavelength λ 2 ) synchronized with the extracted clock is generated. This clock light pulse (wavelength λ 2 ) is supplied to the first NOLM (SLALOM) type optical gate as controlled light through the
第1のNOLM(SLALOM)型光ゲートは、ループ構造になっており、ファイバループの、光カプラ16aと対向する位置に非線形光位相シフタであるSOA111aを備える。このファイバループの、光カプラ16aとSOA111aを結ぶ伝送路上には、光結合器4a及び光遅延回路10aが設けられている。
The first NOLM (SLALOM) type optical gate has a loop structure, and includes a
第1のクロック抽出器兼クロック光源からのクロック光パルス(波長λ2)が光カプラ16aからファイバループ内に導入されると同時に、制御光である光通信信号パルス(λ1)が光結合器4aからファイバループ内に導入される。第1のクロック抽出器兼クロック光源から光カプラ16aを介してファイバループ内に導入されたクロック光パルスは、ファイバループを時計回り方向に伝搬する第1のクロック光パルスと反時計回り方向に伝搬する第2のクロック光パルスとに分けられる。
A clock light pulse (wavelength λ 2 ) from the first clock extractor / clock light source is introduced into the fiber loop from the
第1のクロック光パルスは、そのままSOA111aに到達し、第2のクロック光パルスは、光遅延回路10aで時間遅延Δtが与えられた後、SOA111aに到達する。光結合器4aからファイバループ内に導入された光通信信号パルスは、ファイバループを時計回り方向に伝搬してSOA111aに到達する。SOA111aには、第1のクロック光パルス、光通信信号パルス、第2のクロック光パルスの順で各光パルスが到達する。この到達タイミングによれば、光通信信号パルス(制御光)が第1及び第2のクロック光パルス(被制御光)によって時間的に挟まれた状態で、第1のNOLM(SLALOM)型光ゲートが動作することになる。SOA111aでは、第1のクロック光パルスは、光通信信号パルスより前に到達するので、非線形位相シフトを受けることなくそのまま通過し、第2のクロック光パルスは、光通信信号パルスより後に到達するので、光通信信号パルスによる非線形位相シフトを受ける。
The first clock light pulse reaches the
SOA111aを通過した第2のクロック光パルスは、そのまま光カプラ16aに到達する。一方、SOA111aを通過した第1のクロック光パルスは、光遅延回路10aで遅延時間Δtの分だけ遅延を受けた後、光カプラ16aに到達する。よって、これら第1及び第2のクロック光パルスの光カプラ16aへの到達タイミングは同じになり、これら第1及び第2のクロック光パルスが干渉する。この干渉では、第1及び第2のクロック光パルスの間に位相差を生じているため、一般には、これらクロック光パルスが合波された光パルス(波長λ2)が光カプラ16aからファイバループ外へ取り出される。こうして取り出された光パルスは、波長バンドパスフィルタ(BPF)12aを通過し、さらに光リミッタデバイスとしてのSOA111c及び光閾値デバイスとしてのSA30aを通過後、中間信号光(波長λ2)として1段目の光3R中継器から出力される。
The second clock light pulse that has passed through the
1段目の光3R中継器から出力された中間信号光は、2段目の光3R中継器を構成する第2のNOLM(SLALOM)型光ゲート及び第2のクロック抽出器兼クロック光源(不図示)にそれぞれ供給される。第2のクロック抽出器兼クロック光源では、1段目の光3R中継器から供給された中間信号光(波長λ2)からクロックが抽出され、この抽出したクロックに同期したクロック光パルス(波長λ3)が生成される。この波長λ3のクロック光パルスは、被制御光として、第2のNOLM(SLALOM)型光ゲートに供給される。 The intermediate signal light output from the first-stage optical 3R repeater is supplied with a second NOLM (SLALOM) type optical gate and a second clock extractor / clock light source (non-light source) that constitute the second-stage optical 3R repeater. Respectively). In the second clock extractor / clock light source, a clock is extracted from the intermediate signal light (wavelength λ 2 ) supplied from the first-stage optical 3R repeater, and a clock light pulse (wavelength λ) synchronized with the extracted clock. 3 ) is generated. The clock light pulse having the wavelength λ 3 is supplied to the second NOLM (SLALOM) type optical gate as controlled light.
第2のNOLM(SLALOM)型光ゲートも、ループ構造になっており、ファイバループの、光カプラ16bと対向する位置に、非線形光位相シフタとしてのSOA111bを備える。このファイバループの、光カプラ16bとSOA111bを結ぶ一方の伝送路上には光結合器4bが設けられており、他方の伝送路上には光遅延回路10bが設けられている。
The second NOLM (SLALOM) type optical gate also has a loop structure, and includes a
第2のクロック抽出器兼クロック光源からのクロック光パルス(波長λ3)が光カプラ16bからファイバループ内に導入されると同時に、制御光である中間信号光(波長λ2)が光結合器4bからファイバループ内に導入される。第2のクロック抽出部から光カプラ16bを介してファイバループ内に導入されたクロック光パルスは、ファイバループを時計回り方向に伝搬する第1のクロック光パルスと反時計回り方向に伝搬する第2のクロック光パルスに分けられる。
A clock light pulse (wavelength λ 3 ) from the second clock extractor / clock light source is introduced into the fiber loop from the
第1のクロック光パルスは、そのままSOA111bに到達し、第2のクロック光パルスは、光遅延回路10bで時間遅延Δt’が与えられた後、SOA111bに到達する。光結合器4bからファイバループ内に導入された中間信号光は、ファイバループを時計回り方向に伝搬してSOA111bに到達する。SOA111bには、第1のクロック光パルス、中間信号光、第2のクロック光パルスがこの順に到達する。この到達タイミングによれば、中間信号光(制御光)が第1及び第2のクロック光パルス(被制御光)によって時間的に挟まれた状態で、第2のNOLM(SLALOM)型光ゲートが動作することになる。SOA111bでは、第1のクロック光パルスは、中間信号光より前に到達するので、非線形位相シフトを受けることなくそのまま通過し、第2のクロック光パルスは、中間信号光より後に到達するので、中間信号光による非線形位相シフトを受ける。
The first clock light pulse reaches the
SOA111bを通過した第2のクロック光パルスは、そのまま光カプラ16bに到達する。一方、SOA111bを通過した第1のクロック光パルスは、光遅延回路10bで遅延時間Δt’の分だけ遅延を受けた後、光カプラ16bに到達する。よって、これら第1及び第2のクロック光パルスの光カプラ16bへの到達タイミングは同じになり、これら第1及び第2のクロック光パルスが干渉する。この干渉では、第1及び第2のクロック光パルスの間に位相差を生じているため、一般には、これらクロック光パルスが合波された光パルス(波長λ3)が光カプラ16bからファイバループ外へ取り出される。こうして取り出された光パルスは、波長バンドパスフィルタ(BPF)12bを通過し、さらに光リミッタデバイスとしてのSOA111d及び光閾値デバイスとしてのSA30bを通過後、再生信号パルス(波長λ3)として2段目の光3R中継器から出力される。
The second clock light pulse that has passed through the
第1のNOLM(SLALOM)型光ゲートにおいて、波長バンドパスフィルタ12aの位置は、SOA111aと光遅延回路10aの間、もしくは光遅延回路10aと光カプラ16aの間であってもよい。同様に第2のNOLM(SLALOM)型光ゲートにおいて、波長バンドパスフィルタ12bの位置は、SOA111bと光遅延回路10bの間、もしくは光遅延回路10bと光カプラ16bの間であってもよい。
In the first NOLM (SLALOM) type optical gate, the position of the
本実施例の光信号再生中継器においては、光ゲート内部の非線形位相シフタであるSOA111a,111bへ入射させる信号光(制御光)とクロックパルスもしくは連続光(被制御光)の強度、及びSOA111a,111bの注入電流を調整することによりΔφを変化させ、最適識別閾値と光ゲートの強度分布圧縮の分離境界線を一致させる。さらに光ゲート後の光リミッタデバイスとしてのSOA111c,111d及びSA30a,30bの駆動条件を調整することにより、強度分布圧縮効果の補助を行う。なお一般に、NOLM(SLALOM)型光ゲートを用いた場合には、右回り、左回りともに同じ経路を通過するためφ0を調整することは難しいが、仮にそれが行える場合、両方の光ゲートともに負論理ゲート動作を行わせて雑音分布圧縮効果の低下を補償するとともに、最適識別閾値と光ゲートの分離境界線を一致させる。以上により、強度分布圧縮(≒信号識別)時のビットエラー発生を最小限に抑えたまま、光3R/2Rを行うことが可能となる。
In the optical signal regenerative repeater of the present embodiment, the intensity of signal light (control light) and clock pulses or continuous light (controlled light) incident on the
ここで、光3R中継器を2段に配置することのみで雑音分布圧縮効果の補償が十分可能であるならば、SOA111c,111d及びSA30a,30bは設けなくてもよく、また、SOA及びSAのいずれか一方のみを設けるようにしてもかまわない。また、雑音圧縮効果の低下がそれほど大きくなく、その補償もほとんど必要ないのであれば、あえて負論理ゲート動作を2回続けて行なわせる必要はなく、任意のゲート動作をさせてもよいことは、言うまでもない。
Here, if the noise distribution compression effect can be sufficiently compensated only by arranging the optical 3R repeaters in two stages, the
(実施例8)
図34に示す本発明の実施例8の光信号再生中継器は、光ゲートとしてDISC型光ゲートを用いた光3R中継器を2段連結したものである。各光3R中継器としては、実施例4に示した光信号再生中継器と同様のものが使用されている。
(Example 8)
The optical signal regenerative repeater according to the eighth embodiment of the present invention shown in FIG. 34 is obtained by connecting two stages of optical 3R repeaters using DISC type optical gates as optical gates. As each optical 3R repeater, the same optical signal regenerative repeater as shown in the fourth embodiment is used.
この光信号再生中継器では、光通信信号パルス(波長λ1)は1段目の光3R中継器を構成する第1のDISC型光ゲート及び第1のクロック抽出器兼クロック光源(不図示)にそれぞれ供給される。第1のクロック抽出器兼クロック光源では、供給された光通信信号パルス(波長λ1)からクロックが抽出され、この抽出したクロックに同期したクロック光パルス(波長λ2)が生成される。このクロック光パルスは被制御光として第1のDISC型光ゲートに供給される。 In this optical signal regenerative repeater, an optical communication signal pulse (wavelength λ 1 ) is sent from a first DISC type optical gate and a first clock extractor / clock light source (not shown) constituting the first stage optical 3R repeater. Are supplied respectively. In the first clock extractor / clock light source, a clock is extracted from the supplied optical communication signal pulse (wavelength λ 1 ), and a clock light pulse (wavelength λ 2 ) synchronized with the extracted clock is generated. This clock light pulse is supplied to the first DISC type optical gate as controlled light.
第1のDISC型光ゲートでは、上記の光通信信号パルス(波長λ1)が制御光として供給されており、この供給された光通信信号パルスが光結合器4aを介して非線形位相シフタである半導体光増幅器(SOA)111aへ供給されると同時に、第1のクロック抽出器兼クロック光源から供給されたクロック光パルス(波長λ2)が光結合器4aを介してSOA111aへ供給される。
In the first DISC type optical gate, the optical communication signal pulse (wavelength λ 1 ) is supplied as control light, and the supplied optical communication signal pulse is a nonlinear phase shifter via the
ここ光通信信号パルスは、クロック光パルスにおける連続する第1及び第2のクロック光パルスの間に挿入される。光通信信号パルスがSOA111aに到達するタイミングは、第1のクロック光パルスがSOA111aに到達するタイミングよりも遅く、第2のクロック光パルスがSOA111aに到達するタイミングよりも早い。このような到達タイミングによれば、制御光である光通信信号パルスが被制御光である第1及び第2のクロック光パルスによって時間的に挟まれた状態で、第1のDISC型光ゲートが動作することになる。
Here, the optical communication signal pulse is inserted between the successive first and second clock light pulses in the clock light pulse. The timing at which the optical communication signal pulse reaches the
SOA111aでは、第1のクロック光パルスは、光通信信号パルスより前に到達するので、非線形位相シフトを受けることなくそのまま通過し、第2のクロック光パルスは、光通信信号パルスより後に到達するので、光通信信号パルスによる非線形位相シフトを受ける。SOA111aを通過した第1及び第2のクロック光パルスは、光偏波分離器13aにおいて、偏波成分が互いに直交する第1及び第2の偏波成分パルスに分離される。第1の偏波成分パルスは、光遅延回路10aによって(ビットピリオドに対応する)相対的な時間遅延Δtが与えられた後、光偏波結合器14aにおいて第2の偏波成分パルスと結合される。こうして結合された第1及び第2の偏波成分パルスが干渉・合波し、偏光子15aにおいて任意の直線偏波成分が選択される。選択された直線偏波成分のパルスは、波長バンドパスフィルタ(BPF)12aを通過し、さらに光リミッタデバイスとしてのSOA111c及び光閾値デバイスとしてのSA30aを通過後、中間信号光(波長λ2)として、1段目の光3R中継器から出力される。
In the
1段目の光3R中継器から出力された中間信号光は、2段目の光3R中継器を構成する第2のDISC型光ゲート及び第2のクロック抽出器兼クロック光源(不図示)にそれぞれ供給される。第2のクロック抽出器兼クロック光源では、1段目の光3R中継器から供給された中間信号光(波長λ2)からクロックが抽出され、この抽出したクロックに同期したクロック光パルス(波長λ3)が生成される。このクロック光パルスは、被制御光として、第2のDISC型光ゲートに供給される。 The intermediate signal light output from the first-stage optical 3R repeater is sent to a second DISC type optical gate and a second clock extractor / clock light source (not shown) constituting the second-stage optical 3R repeater. Supplied respectively. In the second clock extractor / clock light source, a clock is extracted from the intermediate signal light (wavelength λ 2 ) supplied from the first-stage optical 3R repeater, and a clock light pulse (wavelength λ) synchronized with the extracted clock. 3 ) is generated. This clock light pulse is supplied to the second DISC type optical gate as controlled light.
第2のDISC型光ゲートでは、1段目の光3R中継器から出力された中間信号光(波長λ2)が制御光として供給されており、この供給された中間信号光が光結合器4bを介して非線形位相シフタである半導体光増幅器(SOA)111bへ供給されると同時に、第2のクロック抽出器兼クロック光源から被制御光として供給されたクロック光パルス(波長λ3)が光結合器4bを介してSOA111bへ供給される。中間信号光は、クロック光パルスの連続する第1及び第2のクロック光パルスの間に挿入される。中間信号光がSOA111bに到達するタイミングは、第1のクロック光パルスがSOA111bに到達するタイミングよりも遅く、第2のクロック光パルスがSOA111bに到達するタイミングよりも早い。この到達タイミングによれば、制御光である中間信号光が被制御光である第1及び第2のクロック光パルスによって時間的に挟まれた状態で、第2のDISC型光ゲートが動作することになる。
In the second DISC type optical gate, the intermediate signal light (wavelength λ 2 ) output from the first-stage optical 3R repeater is supplied as control light, and the supplied intermediate signal light is used as the
SOA111bでは、第1のクロック光パルスは、中間信号光より前に到達するので、非線形位相シフトを受けることなくそのまま通過し、第2のクロック光パルスは、中間信号光より後に到達するので、中間信号光による非線形位相シフトを受ける。このSOA111bを通過した第1及び第2のクロック光パルスは、光偏波分離器13bにおいて、偏波成分が互いに直交する第1、第2の偏波成分パルスに分離される。第1の偏波成分パルスは、光遅延回路10bで(ビットピリオドに対応する)相対的な時間遅延Δtが与えられた後、光偏波結合器14bにおいて第2の偏波成分パルスと結合される。こうして結合された第1及び第2の偏波成分パルスが干渉・合波し、偏光子15bにおいて任意の直線偏波成分が選択される。選択された直線偏波成分のパルスは、波長バンドパスフィルタ(BPF)12bを通過し、さらに光リミッタデバイスとしてのSOA111d及び光閾値デバイスとしてのSA30bを通過後、再生光通信信号パルス(波長λ3)として、この光信号再生中継器の外部へと出力される。
In the
本実施例において、第1のDISC型光ゲートでの波長バンドパスフィルタ12aの位置は、SOA111aの直後、もしくは偏光子15aの直前であってもよい。また、偏波分離器13a、光遅延回路10a及び偏波結合器14aは、複屈折性を持つ結晶やファイバによって一つにまとめて形成してもよい。同様に第2のDISC型光ゲートでの波長バンドパスフィルタ12bの位置は、SOA111bの直後、もしくは偏光子15bの直前であってもよい。また、偏波分離器13b、光遅延回路10b及び偏波結合器14bは、複屈折性を持つ結晶やファイバによって一つにまとめて形成してもよい。
In this embodiment, the position of the
本実施例の光信号再生中継器においては、線形位相シフタ5a,5bの調整によりφ0を、また、光ゲート内部の非線形位相シフタであるSOA111a,111bへ入射させる信号光(制御光)とクロックパルスもしくは連続光(被制御光)の強度、及びSOA111a,111bの注入電流を調整することによりΔφを変化させ、最適識別閾値と光ゲートの強度分布圧縮の分離境界線を一致させる。さらに光ゲート後の光リミッタデバイスとしてのSOA111c,111d及びSA30a,30bの駆動条件を調整することにより、強度分布圧縮効果の補助を行う。なお、両方の光ゲートとも負論理ゲート動作を行わせることにより、雑音分布圧縮効果の低下を補償する。以上により、強度分布圧縮(≒信号識別)時のビットエラー発生を最小限に抑えたまま、光3R/2Rを行うことが可能となる。
In the optical signal regenerative repeater of the present embodiment, the signal light (control light) and the clock that make φ 0 incident on the
ここで、光3R中継器を2段に配置することのみで雑音分布圧縮効果の補償が十分可能であるならば、SOA111c,111d及びSA30a,30bは設けなくてもよく、また、SOA及びSAのいずれか一方のみを設けるようにしてもかまわない。また、雑音圧縮効果の低下がそれほど大きくなく、その補償もほとんど必要ないのであれば、あえて負論理ゲート動作を2回続けて行なわせる必要はなく、任意のゲート動作をさせてもよいことは、言うまでもない。
Here, if the noise distribution compression effect can be sufficiently compensated only by arranging the optical 3R repeaters in two stages, the
(実施例9)
図35に示す本発明の実施例9の光信号再生中継器は、図31に示した実施例5の光信号再生中継器において、2段目の光3R中継器をDISC型光ゲートで置き換えるとともに、2段目の光3R中継器には、クロック光パルスの代わりに波長λ3の連続光を供給するようにしたものである。
Example 9
The optical signal regenerative repeater of the ninth embodiment of the present invention shown in FIG. 35 is the same as the optical signal regenerative repeater of the fifth embodiment shown in FIG. 31 except that the second-stage optical 3R repeater is replaced with a DISC type optical gate. In the second stage optical 3R repeater, continuous light of wavelength λ 3 is supplied instead of the clock light pulse.
この光信号再生中継期において、1段目の光3R中継器における動作は、図31に示したものと同じである。1段目の光3R中継器から出力された中間信号光(波長λ2)は、制御光としてDISC型光ゲートに供給される。同時に、連続光(波長λ3)が被制御光としてDISC型光ゲートに供給される。 In this optical signal regenerative repeating period, the operation of the first-stage optical 3R repeater is the same as that shown in FIG. The intermediate signal light (wavelength λ 2 ) output from the first-stage optical 3R repeater is supplied to the DISC type optical gate as control light. At the same time, continuous light (wavelength λ 3 ) is supplied to the DISC type optical gate as controlled light.
2段目の光3R中継器すなわちDISC型光ゲートでは、1段目の光3R中継器から出力された中間信号光が光結合器4dを介して非線形位相シフタである半導体光増幅器(SOA)111cへ供給されると同時に、被制御光として供給された連続光が光結合器4dを介してSOA111cへ供給される。中間信号光(波長λ2)は、連続光(波長λ3)に対して任意のタイミングで挿入される。SOA111cでは、連続光のうち、中間信号光より前に到達した第1の部分は、非線形位相シフトを受けることなくそのまま通過し、中間信号光より後に到達した第2の部分は、中間信号光による非線形位相シフトを受ける。このSOA111cを通過した連続光は、光偏波分離器13において、偏波成分が互いに直交する第1及び第2の偏波成分パルスに分離される。第1の偏波成分パルスは、光遅延回路10bで相対的な時間遅延Δtが与えられた後、光偏波結合器14において第2の偏波成分パルスと結合される。こうして結合された第1及び第2の偏波成分パルスが干渉・合波し、偏光子15において任意の直線偏波成分が選択される。選択された直線偏波成分のパルス(パルス時間幅は、光遅延回路10bで与えられる時間遅延Δtでほぼ決まる)は、波長バンドパスフィルタ(BPF)12bを通過し、さらに光リミッタデバイスとしてのSOA111e及び光閾値デバイスとしてのSA30bを通過後、再生光通信信号パルス(波長λ3)としてこの光信号再生中継器の外部へと出力される。
In the second-stage optical 3R repeater, that is, the DISC type optical gate, the intermediate signal light output from the first-stage optical 3R repeater is a nonlinear optical phase shifter (SOA) 111c via the
本実施例において、DISC型光ゲートにおける波長バンドパスフィルタ12bの位置は、SOA111cの直後、もしくは偏光子15の直前であってもよい。また、偏波分離器13、光遅延回路10b及び偏波結合器14は、複屈折性を持つ結晶やファイバによって一つにまとめて構成してもよい。
In this embodiment, the position of the
本実施例の光信号再生中継器においては、線形位相シフタ5a,5bの調整によりφ0を、また、光ゲート内部の非線形位相シフタであるSOA111a〜111cへ入射させる信号光(制御光)とクロックパルスもしくは連続光(被制御光)の強度、及びSOA111a〜111cの注入電流を調整することによりΔφを変化させ、最適識別閾値と光ゲートの強度分布圧縮の分離境界線を一致させる。さらに光ゲート後の光リミッタデバイスとしてのSOA111d,111e及びSA30a,30bの駆動条件を調整することにより、強度分布圧縮効果の補助を行う。なお、両方の光ゲートともに負論理ゲート動作を行わせることにより、雑音分布圧縮効果の低下を補償する。以上により、強度分布圧縮(≒信号識別)時のビットエラー発生を最小限に抑えたまま、光3R/2Rを行うことが可能となる。
In the optical signal regenerative repeater of this embodiment,
ここで、光3R中継器を2段に配置することのみで雑音分布圧縮効果の補償が十分可能であるならば、SOA111d,111e及びSA30a,30bは設けなくてもよく、また、SOA及びSAのいずれか一方のみを設けるようにしてもかまわない。また、雑音圧縮効果の低下がそれほど大きくなく、その補償もほとんど必要ないのであれば、あえて負論理ゲート動作を2回続けて行なわせる必要はなく、任意のゲート動作をさせてもよいことは、言うまでもない。
Here, if the noise distribution compression effect can be sufficiently compensated only by arranging the optical 3R repeaters in two stages, the
以上、本発明の実施例について説明したが、本発明においては、上述した各実施例の光ゲートの組み合わせ以外に、任意の干渉型光ゲートの組み合わせも可能である。また、以上の実施例の全てにおいて、クロック抽出部兼クロックパルス光源を連続光源で置き換え、クロック光を連続光とすることも可能である。ただし、すべてのクロック光を連続光に置き換えた場合には、タイミング再生機能の無い光2R中継器として構成されることになる。 Although the embodiments of the present invention have been described above, in the present invention, any combination of interference type optical gates is possible in addition to the combinations of optical gates of the above-described embodiments. In all of the above embodiments, the clock extraction unit / clock pulse light source can be replaced with a continuous light source, and the clock light can be made continuous light. However, when all the clock light is replaced with continuous light, it is configured as an optical 2R repeater without a timing recovery function.
なお、本発明は上記各実施例の構成に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜に変更可能である。 In addition, this invention is not limited to the structure of said each Example, In the range which does not deviate from the meaning of this invention, it can change suitably.
1,1a〜1d 光分岐器
2,2a,2b クロック抽出器兼クロック光源
3 光ゲート部
4,4a〜4f 光結合器
5,5a,5b 線形光位相シフタ
6 光リミッタデバイス
7 光閾値デバイス
8,8a,8b デバイス(光リミッタデバイス及び/または光閾値デバイス)
9 クロック発生部(クロック抽出器兼クロック光源もしくは波長変換器)
10,10a〜10d 光遅延回路
11,11a,11b 非線形光位相シフタ
12,12a,12b 波長バンドパスフィルタ
13,13a〜13d 偏波分離器
14,14a〜14d 偏波結合器
15,15a,15b 偏光子
16,16a,16b 光カプラ
23,23a,23b 干渉型光ゲート
30,30a,30b 可飽和吸収体(SA)
90 連続光源
111a〜111f 半導体光増幅器(SOA)
DESCRIPTION OF
9 Clock generator (clock extractor and clock light source or wavelength converter)
10, 10a to 10d
90
Claims (13)
前記光通信信号パルスを制御光としてゲートの開閉が行なわれるとともに、クロック光パルスもしくは連続光が被制御光として供給され、前記ゲートの開閉に応じて前記被制御光へデータを転写することにより前記再生光通信信号を得る光ゲート部を有し、
前記光ゲート部は、入力光の強度分布を二値のレベルに対して圧縮する機能を有し、前記光ゲート部において、前記入力光通信信号に対する最適識別閾値と前記強度分布の圧縮の分離境界線とがほぼ一致するように設定されている、光信号再生中継器。 An optical signal regenerative repeater that receives an optical communication signal pulse as an input optical communication signal with degraded quality, regenerates the optical communication signal pulse, and outputs a regenerated optical communication signal,
The gate is opened and closed using the optical communication signal pulse as control light, and a clock light pulse or continuous light is supplied as controlled light, and data is transferred to the controlled light in response to opening and closing of the gate. Having an optical gate unit for obtaining a reproduction optical communication signal;
The optical gate unit has a function of compressing the intensity distribution of input light with respect to a binary level, and in the optical gate unit, an optimum discrimination threshold for the input optical communication signal and a separation boundary between compression of the intensity distribution An optical signal regenerative repeater, which is set so that the line almost coincides.
前記光通信信号パルスを制御光としてゲートの開閉が行なわれるとともに、クロック光パルスもしくは連続光が第1の被制御光として供給され、ゲートの開閉に応じて前記第1の被制御光へデータを転写することにより中間信号光を得る第1の光ゲート部と、
前記中間信号光を制御光としてゲートの開閉が行なわれるとともに、クロック光パルスもしくは連続光が第2の被制御光として供給され、ゲートの開閉に応じて前記第2の被制御光へデータを転写することにより前記再生光通信信号を得る第2の光ゲート部と、
を有し、
前記各光ゲート部は、入力光の強度分布を二値のレベルに対して圧縮する機能を有し、前記各光ゲート部において、前記入力光通信信号に対する最適識別閾値と前記強度分布の圧縮の分離境界線とがほぼ一致するように設定されている、光信号再生中継器。 An optical signal regenerative repeater that receives an optical communication signal pulse as an input optical communication signal with degraded quality, regenerates the optical communication signal pulse, and outputs a regenerated optical communication signal,
The gate is opened and closed using the optical communication signal pulse as control light, and a clock light pulse or continuous light is supplied as the first controlled light, and data is transferred to the first controlled light according to the opening and closing of the gate. A first optical gate unit for obtaining intermediate signal light by transferring;
The gate is opened and closed using the intermediate signal light as control light, and a clock light pulse or continuous light is supplied as second controlled light, and data is transferred to the second controlled light in response to the opening and closing of the gate. A second optical gate unit for obtaining the reproduction optical communication signal by:
Have
Each of the optical gate units has a function of compressing the intensity distribution of the input light with respect to a binary level, and in each of the optical gate units, an optimum discrimination threshold for the input optical communication signal and compression of the intensity distribution are provided. An optical signal regenerative repeater that is set so as to substantially coincide with the separation boundary line.
前記光信号再生中継器は、前記光通信信号パルスを制御光としてゲートの開閉が行なわれるとともに、クロック光パルスもしくは連続光が被制御光として供給され、前記ゲートの開閉に応じて前記被制御光へデータを転写することにより前記再生光通信信号を得る光ゲート部を有し、
前記光ゲート部は、入力光の強度分布を二値のレベルに対して圧縮する機能を有し、前記光ゲート部において、前記入力光通信信号に対する最適識別閾値に対して前記強度分布の圧縮の分離境界線がほぼ一致するように設定する、設定方法。 A method for setting a driving condition of an optical signal regenerative repeater that receives an optical communication signal pulse as an input optical communication signal with degraded quality, regenerates the optical communication signal pulse, and outputs a regenerated optical communication signal,
The optical signal regenerative repeater is opened and closed with the optical communication signal pulse as control light, and a clock light pulse or continuous light is supplied as controlled light, and the controlled light according to the opening and closing of the gate. An optical gate unit for obtaining the reproduction optical communication signal by transferring data to
The optical gate unit has a function of compressing the intensity distribution of input light to a binary level, and the optical gate unit compresses the intensity distribution with respect to an optimum discrimination threshold for the input optical communication signal. A setting method in which the separation boundary lines are set to almost coincide.
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Cited By (2)
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JP2010008763A (en) * | 2008-06-27 | 2010-01-14 | Mitsubishi Electric Corp | Optical modulation device and optical semiconductor device |
JP2014220822A (en) * | 2014-06-30 | 2014-11-20 | 日本電信電話株式会社 | Polarized multiplex optical transmission system |
-
2004
- 2004-01-14 JP JP2004007393A patent/JP2005203993A/en active Pending
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