JP2848933B2 - Optical data latch method - Google Patents

Optical data latch method

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JP2848933B2
JP2848933B2 JP2194834A JP19483490A JP2848933B2 JP 2848933 B2 JP2848933 B2 JP 2848933B2 JP 2194834 A JP2194834 A JP 2194834A JP 19483490 A JP19483490 A JP 19483490A JP 2848933 B2 JP2848933 B2 JP 2848933B2
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【発明の詳細な説明】 目次 概要 産業上の利用分野 従来の技術 発明が解決しようとする課題 課題を解決するための手段及び作用 実 施 例 発明の効果 概要 光双安定素子を用いて、時間軸上で多重化されている
光のデータ列から所望のデータのみを取り出す光データ
ラッチ方式に関し、 光データパルスと光フレームパルスの位相が相対的に
変化したとしても、光データパルス及び光フレームパル
スが重畳されて光双安定素子に入力している時間を一定
にし、しかもラッチ光信号のパルス幅を一定にすること
ができる光データラッチ方式の提供を目的とし、 入力した光フレームパルスを第1及び第2の光フレー
ムパルスに分岐して出力する第1の光カプラと、入力し
た光データパルスと上記第1の光フレームパルスとを加
え合わせて出力する第2の光カプラと、該第2の光カプ
ラからの光が入力され、上記光データパルスに上記第1
の光フレームパルスが重畳されたときにオフ状態からオ
ン状態に遷移する光双安定素子と、上記第2の光フレー
ムパルスが入力され、該光フレームパルスの立ち上がり
から所定時間経過した後に上記光双安定素子に該素子を
オン状態からオフ状態に遷移させるリセット信号を与え
るリセット信号発生回路とを備え、上記光フレームパル
スのパルス幅をTf、上記光データパルスのパルス幅をTd
とするときに、Tf<Tdとして構成する。
[Description of the Invention] [Summary] [Technical Field] [Technical Field] [Industrial Application Field] [Prior Art] Problems to be Solved by the Invention Means and Actions for Solving the Problems Embodiments Effect of the Invention Overview Regarding the optical data latch system for extracting only desired data from the optical data sequence multiplexed above, even if the phases of the optical data pulse and the optical frame pulse are relatively changed, the optical data pulse and the optical frame pulse are not changed. It is an object of the present invention to provide an optical data latch system in which the time of being superimposed and input to the optical bistable element can be made constant and the pulse width of the latched optical signal can be made constant. A first optical coupler that splits and outputs the second optical frame pulse, and adds and outputs the input optical data pulse and the first optical frame pulse; And second optical coupler, the light from the second optical coupler is input, the first in the optical data pulse
An optical bistable element that transitions from an off state to an on state when the optical frame pulse is superimposed, and the second optical frame pulse is input, and the optical bistable element passes a predetermined time after the rise of the optical frame pulse. A reset signal generating circuit for providing a stable element with a reset signal for causing the element to transition from an on state to an off state, wherein the pulse width of the optical frame pulse is T f , and the pulse width of the optical data pulse is T d
Then, it is configured as T f <T d .

産業上の利用分野 本発明は、光双安定素子を用いて、時間軸上で多重化
されている光のデータ列から所望のデータのみを取り出
す光データラッチ方式に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an optical data latch system for extracting only desired data from a data sequence of light multiplexed on a time axis using an optical bistable element.

光通信用ネットワークの展開に伴い、光伝送路と加入
者等の光端末の間で光−電気変換手段や電気−光変換手
段を介さずに光信号のままで信号処理を行う光信号処理
技術の導入が、信号処理量の増大に対応するための一つ
の方策として考えられ、方式について様々な検討がなさ
れている。そのうちの一つとして、光伝送路により伝送
されてきた光信号列に対し信号処理を行う伝送処理ノー
ドに光伝送路や端末から非同期で入力される光信号列
を、上記ノード内で光フレームや光クロック等に同期さ
せて処理する同期型光信号処理方式がある。この種の同
期型光信号処理方式においては、光伝送路により伝送さ
れてきた光データパルス列中の所望の光データパルスに
ノード内で生成された光フレームパルスを重畳して、こ
の重畳された光を光双安定素子に入力する等して処理を
行うので、一般には光データパルスの立ち上がりと光フ
レームパルスの立ち上がりは完全には同期していない。
従って、上記方式を実施する上では、光データパルスと
光フレームパルスの相互間のタイミングに関しては、お
およそタイミングがあっていれば細かいタイミング調整
を行うことなく安定な信号処理動作が可能となる条件を
設定しておくことが要求される。
With the development of optical communication networks, optical signal processing technology that performs signal processing between optical transmission lines and optical terminals, such as subscribers, without changing optical-to-electrical conversion means or electric-to-optical conversion means. Is considered as one measure to cope with an increase in the amount of signal processing, and various studies have been made on the method. As one of them, an optical signal sequence asynchronously input from an optical transmission line or a terminal to a transmission processing node that performs signal processing on an optical signal sequence transmitted by an optical transmission line is transmitted to an optical frame or the like in the node. There is a synchronous optical signal processing method for processing in synchronization with an optical clock or the like. In this type of synchronous optical signal processing system, an optical frame pulse generated in a node is superimposed on a desired optical data pulse in an optical data pulse train transmitted by an optical transmission line, and the superimposed light is transmitted. Is input to the optical bistable element or the like, and the processing is performed. Therefore, generally, the rising of the optical data pulse and the rising of the optical frame pulse are not completely synchronized.
Therefore, in implementing the above method, regarding the timing between the optical data pulse and the optical frame pulse, a condition that enables a stable signal processing operation without fine timing adjustment if there is an approximate timing is provided. Required to be set.

従来の技術 従来、装置の構成上は第1図に示すように、入力した
光フレームパルスを第1及び第2の光フレームパルスに
分岐して出力する第1の光カプラ1と、入力した光デー
タパルスと上記第1の光フレームパルスとを加え合わせ
て出力する第2の光カプラ2と、第2の光カプラ2から
の光が入力され、光データパルスに光フレームパルスが
重畳されたときにオフ状態からオン状態に遷移する光双
安定素子3と、上記第2の光フレームパルスが入力さ
れ、光フレームパルスの立ち上がりから所定時間経過し
た後に光双安定素子3にこの素子をオン状態からオフ状
態に遷移させるリセット信号を与えるリセット信号発生
回路4とを備えた光データラッチ方式が公知である。そ
して、光データパルスのパルス幅(時間的なパルス幅、
以下同様)Tdと光フレームパルスのパルス幅Tfの関係に
関しては、Td≦Tfとなるものを前提とした提案がなされ
ていた。
2. Description of the Related Art Conventionally, as shown in FIG. 1, a first optical coupler 1 for splitting an input optical frame pulse into first and second optical frame pulses and outputting the same, as shown in FIG. A second optical coupler 2 that adds and outputs a data pulse and the first optical frame pulse, and a light from the second optical coupler 2 is input and an optical frame pulse is superimposed on the optical data pulse. The optical bistable element 3 that transitions from the off state to the on state, and the second optical frame pulse is input, and after a lapse of a predetermined time from the rise of the optical frame pulse, the optical bistable element 3 is switched from the on state to the optical bistable element 3. An optical data latch system including a reset signal generation circuit 4 for providing a reset signal for transitioning to an off state is known. Then, the pulse width of the optical data pulse (temporal pulse width,
Regarding the relationship between Td and the pulse width Tf of the optical frame pulse, proposals have been made on the assumption that TdTf .

発明が解決しようとする課題 第8図は、従来方式において光データパルスのパルス
幅と光フレームパルスのパルス幅とが等しく(Td
Tf)、且つ光データパルスが光フレームパルスに完全に
同期している場合のタイミングチャートである。同図に
おいて(a)はRZ符号形式で与えられた光データパルス
のパルス波形、(b)は同じくRZ符号形式で与えられた
光フレームパルスのパルス波形、(C)は光データパル
ス及び光フレームパルスの重畳波形(光双安定素子に入
力する光信号の波形)、(d)は光双安定素子が双安定
半導体レーザである場合においてそのバイアス電流を調
整することにより与えられるリセット信号の波形、
(e)はラッチされた光信号(ラッチ光信号)の波形を
それぞれ表している。又、この図においてあるいは以下
の説明、他の図において、 TBは光データパルスにおける1タイムスロットの時
間、 TFは光フレームパルスにおける1タイムスロットの時
間、 Tdは光データパルスのパルス幅、 Tfは光フレームパルスのパルス幅、 Thighは光データパルス及び光フレームパルスが重畳
されている時間、具体的には光データパルス及び光フレ
ームパルスが重畳されて重畳光パワーが光双安定素子の
しきい値を越えている時間、 Tfrは光フレームパルスの立ち上がり時刻からリセッ
ト信号の立ち下がり時刻(リセット信号の形態によって
は立ち上がり時刻)までの時間、 TMはラッチ光信号のパルス幅(メモリ時間)をそれぞ
れ表すものとする。
FIG. 8 shows that the pulse width of the optical data pulse and the pulse width of the optical frame pulse in the conventional method are equal (T d =
12 is a timing chart when T f ) and the optical data pulse is completely synchronized with the optical frame pulse. In the figure, (a) is a pulse waveform of an optical data pulse given in the RZ code format, (b) is a pulse waveform of an optical frame pulse also given in the RZ code format, and (C) is an optical data pulse and an optical frame. (D) is a waveform of a reset signal given by adjusting the bias current when the optical bistable element is a bistable semiconductor laser,
(E) shows the waveform of the latched optical signal (latch optical signal). In this figure or in the following description, in other figures, T B is the time of one time slot in the optical data pulse, TF is the time of one time slot in the optical frame pulse, and T d is the pulse width of the optical data pulse. , T f is the pulse width of the optical frame pulse, T high is the time during which the optical data pulse and the optical frame pulse are superimposed, specifically, the optical data pulse and the optical frame pulse are superimposed and the superimposed optical power is optically bistable The time during which the threshold value of the device is exceeded, T fr is the time from the rise time of the optical frame pulse to the fall time of the reset signal (the rise time depending on the form of the reset signal), and T M is the pulse width of the latch optical signal. (Memory time).

第8図に示したように、光データパルスと光フレーム
パルスが同期し、且つこれらのパルス幅が等しい場合に
は、 Thigh=Td=Tf となり、Thighは一定であり、Thighの変動に起因する光
双安定素子の不安定動作の恐れはない。
As shown in FIG. 8, synchronized optical data pulse and an optical frame pulse is the same, and if these pulse widths are equal, becomes T high = T d = T f , T high is constant, T high There is no fear of unstable operation of the optical bistable element due to the fluctuation of the optical bistable element.

ところが、光伝送路から入力する光データパルスの時
間的な位相は、光伝送路の敷設環境の変動等に起因して
変動するから、一般的には光データパルスの立ち上がり
と光フレームパルスの立ち上がりは完全には同期してい
ない。例として、Td=Tfである場合において、光データ
パルスの立ち上がり時刻が光フレームパルスの立ち上が
り時刻よりもわずかに早まったときのタイミングチャー
トを第9図に示す。同図あるいは以下の説明や他の図に
おいて、Tfdは光フレームパルスの立ち上がり時刻から
光データパルスの立ち上がり時刻までの時間であり、T
fdが正の値をとる場合には光フレームパルスの立ち上が
りが光データパルスの立ち上がりに対して早まっている
ことを示し、Tfdが負の値をとる場合には光データパル
スの立ち上がりが光フレームパルスの立ち上がりに対し
て早まっていることを示すものとする。第9図において
は、光データパルスの立ち上がり時刻が光フレームパル
スの立ち上がり時刻よりも時間|Tfd|だけ早まっている
ので、次のような問題が生じる。即ち、この場合には、 Thigh=Td−|Tfd|=Tf−|Tfd| となり、第8図の場合と比較してThighが小さくなる。
換言すると、光データパルスのパルス幅と光フレームパ
ルスのパルス幅が等しい場合には、光データパルスと光
フレームパルスの位相が相対的に変化したときに、光デ
ータパルス及び光フレームパルスが重畳されて光双安定
素子に入力している時間Thighを一定に保つことができ
ない。Thighが一定でないと、光双安定素子にその動作
しきい値を越えて入力する光信号のエネルギー(動作し
きい値を越えて入力する光信号のパワーとThighの積)
が変動することとなり、光双安定素子の動作が不安定に
なる。
However, since the temporal phase of an optical data pulse input from an optical transmission line fluctuates due to a change in the laying environment of the optical transmission line and the like, generally, the rising of the optical data pulse and the rising of the optical frame pulse generally occur. Are not perfectly synchronized. As an example, FIG. 9 shows a timing chart when the rising time of the optical data pulse is slightly earlier than the rising time of the optical frame pulse when T d = T f . In this figure or the following description and other figures, T fd is the time from the rising time of the optical frame pulse to the rising time of the optical data pulse.
fd indicates that the rise of the optical frame pulse is prematurely with respect to the rise of the optical data pulses in the case of a positive value, the optical frame is the rise of the optical data pulses in the case of T fd takes a negative value This indicates that the pulse is advanced with respect to the rise of the pulse. In FIG. 9, since the rising time of the optical data pulse is earlier than the rising time of the optical frame pulse by the time | T fd |, the following problem occurs. That is, in this case, T high = T d − | T fd | = T f − | T fd |, and T high is smaller than in the case of FIG.
In other words, when the pulse width of the optical data pulse is equal to the pulse width of the optical frame pulse, the optical data pulse and the optical frame pulse are superimposed when the phases of the optical data pulse and the optical frame pulse relatively change. Therefore, the time T high input to the optical bistable element cannot be kept constant. If T high is not constant, the energy of the optical signal input to the optical bistable device exceeding its operating threshold (the product of the power of the optical signal input above the operating threshold and T high )
Fluctuates, and the operation of the optical bistable element becomes unstable.

この光双安定素子の動作の不安定さを解消するため
に、第10図に示すように、光フレームパルスのパルス幅
Tfを光データパルスのパルス幅Tdよりも大きくして、所
定の位相変動範囲内であれば光フレームパルスと光デー
タパルスの時間的な位相関係が変化したとしてもThigh
が変化しないようにすることが提案されている。同図に
示すように、光フレームパルスのパルス幅Tfが光データ
パルスにおける1タイムスロットの時間TBに概略等しい
とすれば、Thighが一定になるためにTfd(光データパル
スと光フレームパルスの位相ずれ)に許容される変動幅
は、 0<Tfd<Tf−Td≒TB−Td となる。然しながら、一般には、光フレームパルスの立
ち上がりから所定時間Tfr経過した後にリセット信号が
与えられるようになっているので、上記範囲内でTfd
変動すると、ラッチ光信号のパルス幅、即ち所望のデー
タがメモリされる時間TM′については、第8図等におい
てTM=Tfr(一定)であるのに対して、 TM′=Tfr−Tfd<Tfr となる。このように光データパルスと光フレームパルス
の位相が相対的に変化したときのTfdに依存したTM′の
変動は、システムを構成する上で望ましいものではな
い。
In order to eliminate the instability of the operation of the optical bistable element, as shown in FIG.
Tf is made larger than the pulse width Td of the optical data pulse, and within a predetermined phase variation range, even if the temporal phase relationship between the optical frame pulse and the optical data pulse changes, Thigh
It has been proposed to keep this from changing. As shown in the figure, if the pulse width T f of the optical frame pulse is equal outlined in time T B of one time slot in the optical data pulse, T fd (optical data pulses to T high is constant and light The fluctuation range allowed for the phase shift of the frame pulse) is 0 <T fd <T f −T d ≒ T B −T d . However, in general, the reset signal is provided after a predetermined time T fr has elapsed from the rise of the optical frame pulse. Therefore, if T fd fluctuates within the above range, the pulse width of the latch optical signal, The time T M ′ in which data is stored is T M ′ = T fr −T fd <T fr , whereas T M = T fr (constant) in FIG. 8 and the like. Such a change in T M ′ depending on T fd when the phases of the optical data pulse and the optical frame pulse relatively change is not desirable in configuring a system.

本発明はこのような技術的課題に鑑みて創作されたも
ので、光データパルスと光フレームパルスの位相が相対
的に変化したとしても、光データパルス及び光フレーム
パルスが重畳されて光双安定素子に入力している時間T
highを一定にし、ラッチ光信号のパルス幅、即ち所望の
データがメモリされる時間TM(TM′)を一定にすること
ができる光データラッチ方式を提供することを目的とし
ている。
The present invention has been made in view of such a technical problem, and even when the phases of the optical data pulse and the optical frame pulse are relatively changed, the optical data pulse and the optical frame pulse are superimposed to form an optical bistable. Time T input to element
the high constant, the pulse width of the latch optical signal, i.e., the desired data is intended to provide an optical data latch system can be kept constant time T M is the memory (T M ').

課題を解決するための手段及び作用 第1図は本発明の原理を説明するための、装置構成を
示すブロック図である。
Means and Action for Solving the Problems FIG. 1 is a block diagram showing a device configuration for explaining the principle of the present invention.

本発明の光データラッチ方式は、入力した光フレーム
パルスを第1及び第2の光フレームパルスに分岐して出
力する第1の光カプラ1と、入力した光データパルスと
上記第1の光フレームパルスとを加え合わせて出力する
第2の光カプラ2と、該第2の光カプラ2からの光が入
力され、上記光データパルスに上記第1の光フレームパ
ルスが重畳されたときにオフ状態からオン状態に遷移す
る光双安定素子3と、上記第2の光フレームパルスが入
力され、該光フレームパルスの立ち上がりから所定時間
経過した後に上記光双安定素子3に該素子3をオン状態
からオフ状態に遷移させるリセット信号を与えるリセッ
ト信号発生回路4とを備え、上記光フレームのパルスの
パルス幅をTf、上記光データパルスのパルス幅をTdとす
るときに、 Tf<Td としたものである。
According to the optical data latch system of the present invention, a first optical coupler 1 for splitting an input optical frame pulse into first and second optical frame pulses and outputting the same, an input optical data pulse and the first optical frame A second optical coupler 2 for adding and outputting a pulse, and an OFF state when light from the second optical coupler 2 is input and the first optical frame pulse is superimposed on the optical data pulse. Optical bistable element 3 that changes from the ON state to the ON state, and the second optical frame pulse is input, and after a lapse of a predetermined time from the rise of the optical frame pulse, the optical bistable element 3 switches the element 3 from the ON state to the ON state. and a reset signal generating circuit 4 to give a reset signal shifts to the oFF state, the pulse width of the pulse of the optical frame T f, the pulse width of the optical data pulses when the T d, T f <T d One in which the.

第2図、第3図は、それぞれ本発明の原理を説明する
ための動作特性図及びタイミングチャートである。光双
安定素子は、ある条件の下に所定の光入力レベルに対し
て光出力が大きいオン状態「H」と、光出力がオン状態
と比べて相対的に小さいオフ状態「L」とをそれぞれ安
定に取り得る光双安定性を有するものである。光双安定
素子の動作特性は、第2図(a)に示すように、光信号
入力レベルPinがしきい値Pthを越えると急激に光出力P
OUTが大きくなり、光信号入力レベルが0になっても光
出力が大きいオン状態「H」をとり続けるというもの
(しきい値特性、光双安定特性)である。オン状態
「H」からオフ状態「L」に遷移させるためには、注入
電流バイアス等の動作条件を変化させる。第2図(a)
の特性を示す状態にあり、且つオフ状態「L」にある光
双安定素子3に、同図(b)に示すような次の条件を満
足する光データパルス及び光フレームパルスを重畳して
入力する。この条件は、光データパルスのレベルをP
data、光フレームパルスのレベルをPfとするときに、 Pf,Pdata<Pth 且つ、Pf+Pdata>Pth である。この条件の下に、入力された光データパルス列
中の所望の光データパルス(で図示)に時間的にほぼ
一致するように光フレームパルスを入力し、第1の光カ
プラ1で光フレームパルスを分岐し、その一方(第1の
光フレームパルス)を第2の光カプラ2にて上記所望の
光データパルスに重畳して光双安定素子3に入力する。
この場合、光フレームパルスが重畳された光データパル
スがマーク信号のときにのみ光双安定素子3がオン状態
に遷移するので、所望の光データパルスのラッチが可能
になる。このままでは光双安定素子3はオン状態をとり
続けるので、リセット信号によりオフ状態に戻すもので
ある。得られるラッチ光信号は、光フレームパルスの立
ち上がり時刻Tfに立ち上がり、リセット信号の立ち下が
り時刻trに立ち下がるものとなり、このラッチ光信号の
パルス幅TMは、 TM=tr−tf(=Tfr) で与えられる。よって、本発明による場合、光データパ
ルスと光フレームパルスの位相が相対的に変化したとし
ても、ラッチ光信号のパルス幅TMが一定である。
FIG. 2 and FIG. 3 are an operation characteristic diagram and a timing chart, respectively, for explaining the principle of the present invention. The optical bistable element has, under certain conditions, an ON state “H” in which the optical output is large relative to a predetermined optical input level, and an OFF state “L” in which the optical output is relatively small compared to the ON state. It has stable optical bistability. Operation characteristics of the optical bistable device, as shown in FIG. 2 (a), abruptly optical output P when the optical signal input level P in exceeds the threshold P th
Even when OUT becomes large and the optical signal input level becomes 0, the optical output continues to maintain a high ON state "H" (threshold characteristic, optical bistable characteristic). In order to make a transition from the ON state “H” to the OFF state “L”, operating conditions such as an injection current bias are changed. Fig. 2 (a)
The optical data pulse and the optical frame pulse satisfying the following conditions as shown in FIG. 4B are input to the optical bistable element 3 in the state exhibiting the following characteristics and in the off state "L". I do. This condition sets the level of the optical data pulse to P
data, the level of light frame pulse when the P f, P f, P data <P th and, P f + P data> is P th. Under this condition, an optical frame pulse is input so as to substantially coincide with a desired optical data pulse (shown in FIG. 3) in the input optical data pulse train, and the first optical coupler 1 converts the optical frame pulse into an optical frame pulse. The second optical coupler 2 superimposes one of them (the first optical frame pulse) on the desired optical data pulse and inputs the same to the optical bistable element 3.
In this case, the optical bistable element 3 transitions to the ON state only when the optical data pulse on which the optical frame pulse is superimposed is the mark signal, so that a desired optical data pulse can be latched. In this state, the optical bistable element 3 keeps the ON state, and is returned to the OFF state by the reset signal. Latch optical signal obtained rises in rise time T f of the optical frame pulse, it is assumed that falls with the falling time t r of the reset signal, the pulse width T M of the latch optical signal, T M = t r -t f (= T fr ). Therefore, in the case of the present invention, even if the phases of the optical data pulse and the optical frame pulse relatively change, the pulse width T M of the latch optical signal is constant.

一方、光データパルスと光フレームパルスの時間的な
位相ずれTfdに許容される変動幅は、Thighが一定である
という条件の下に、 Tf−Td<Tfd<0 で与えられる。つまり、Tfdがこの範囲にある限り、光
データパルスと光フレームパルスの間の時間的な位相関
係が変動したとしても、Thighが一定に保たれるもので
ある。よって、本発明による場合、光伝送路の敷設環境
条件の変動等によって光データパルスの時間的位相が光
フレームパルスの時間的位相に対して初期の設定条件か
ら変動した場合にも、Thigh=Tf(一定)なる動作条件
が確保されることとなる。
On the other hand, the allowable variation width of the temporal phase shift T fd between the optical data pulse and the optical frame pulse is given by T f −T d <T fd <0 under the condition that T high is constant. . That is, as long as T fd is within this range, T high is kept constant even if the temporal phase relationship between the optical data pulse and the optical frame pulse fluctuates. Therefore, according to the present invention, even when the temporal phase of the optical data pulse fluctuates from the initial setting condition with respect to the temporal phase of the optical frame pulse due to fluctuations in the laying environment conditions of the optical transmission line, T high = The operating condition of T f (constant) is secured.

本発明において、Tf<Tdの条件を満足させるために
は、光データパルス及び光フレームパルスの符号形式は
特に限定されない。例えば、光データパルス及び光フレ
ームパルスの符号形式がRZ符号形式である場合に、上記
条件を満足することができることは、これまでの図面を
参照した説明から明らかである。一方、第4図(a)に
示すように、光データパルスの符号形式をNRZ符号形式
とし、光フレームパルスの符号形式をRZ符号形式とした
場合には、通常NRZ符号形式で与えられるデータとの整
合性が良好であり、システムの構築が容易になる。尚、
この場合には、 Td=TB、且つTf<Td となる。又、この場合において、第4図(b)に示すよ
うに、光フレームパルスのデューティ比が光データパル
スの1タイムスロットに相当する時間幅TBに対して50%
となるようにすることによって、通常デューティ比が50
%で与えられるクロックとの整合性が良好になり、クロ
ックに基づいた光フレームパルスの生成が容易になる。
In the present invention, the code format of the optical data pulse and the optical frame pulse is not particularly limited in order to satisfy the condition of T f <T d . For example, it is clear from the description with reference to the drawings that the above condition can be satisfied when the code format of the optical data pulse and the optical frame pulse is the RZ code format. On the other hand, as shown in FIG. 4 (a), when the code format of the optical data pulse is the NRZ code format and the code format of the optical frame pulse is the RZ code format, the data normally given in the NRZ code format is used. And the construction of the system is facilitated. still,
In this case, the T d = T B, and T f <T d. Further, in this case, as shown in FIG. 4 (b), 50% duty ratio of the optical frame pulse with respect to time width T B corresponding to one time slot of the optical data pulses
So that the normal duty ratio is 50
%, And the generation of the optical frame pulse based on the clock is facilitated.

本発明の有効性を第5図により更に詳細に説明する。
第5図は光データパルスと光フレームパルスの間の時間
的な位相関係の変動に対するThigh及びTMの変化をグラ
フ化して示したものである。同図(a)は光データパル
ス及び光フレームパルスの符号形式が共にRZ符号形式で
ある例えば第9図の場合に相当し、第5図(b)は光デ
ータパルスの符号形式がRZ符号形式であり光フレームパ
ルスの符号形式がNRZ符号形式である例えば第10図の場
合に相当し、第5図(c)は光データパルスの符号形式
がNRZ符号形式であり光フレームパルスの符号形式がRZ
符号形式である本発明の場合に相当している。RZ符号形
式である場合には、デューティ比は50%としている。横
軸は1タイムスロットの時間TBで規格化したTfd、縦軸
は、左側がTBで規格化したThigh、右側がTfrで規格化し
たTMを示している。Tfd/TB<0となる領域は、光データ
パルスの立ち上がりの方が光フレームパルスの立ち上が
りよりも時間的に早まっていることを示す。又、第5図
(b),(c)において、破線で示される部分は、T
high≠0であるが、光フレームパルスが所望の光データ
パルスの直前あるいは直後の他の光データパルスに重な
ってしまうために、十分安定な動作が期待できない、又
は本発明の望ましい実施態様において考慮の対象外とし
ている領域である。第5図(a),(b),(c)を比
較することによって、本発明により、Tfdが所定の範囲
内で変化したとしてもThigh及びTMが一定に保たれてい
ることが明らかである。
The effectiveness of the present invention will be described in more detail with reference to FIG.
FIG. 5 is a graph showing changes in T high and T M with respect to a change in a temporal phase relationship between an optical data pulse and an optical frame pulse. FIG. 9A corresponds to, for example, the case of FIG. 9 in which the code format of the optical data pulse and the optical frame pulse are both RZ code format, and FIG. 5B is a diagram in which the code format of the optical data pulse is RZ code format. 5 corresponds to the case of FIG. 10 in which the code format of the optical frame pulse is the NRZ code format, and FIG. 5C shows that the code format of the optical data pulse is the NRZ code format and the code format of the optical frame pulse is RZ
This corresponds to the case of the present invention which is a code format. In the case of the RZ code format, the duty ratio is set to 50%. The horizontal axis T fd, and the vertical axis normalized by the time T B of one time slot indicates the T M of T high left normalized by T B, right normalized by T fr. The region where T fd / T B <0 indicates that the rise of the optical data pulse is earlier in time than the rise of the optical frame pulse. 5 (b) and 5 (c), the part shown by the broken line is T
Although high ≠ 0, a sufficiently stable operation cannot be expected because the optical frame pulse overlaps another optical data pulse immediately before or immediately after the desired optical data pulse, or is considered in a preferred embodiment of the present invention. The area is excluded from the target. By comparing FIGS. 5 (a), (b) and (c), it can be seen that according to the present invention, T high and T M are kept constant even if T fd changes within a predetermined range. it is obvious.

実 施 例 以下本発明の実施例を説明する。EXAMPLES Examples of the present invention will be described below.

第6図は本発明の実施例を示す光データラッチ装置の
ブロック図である。この実施例では、光双安定素子とし
て双安定半導体レーザ30を用い、第2の光カプラ2から
双安定半導体レーザ30に入力する光のパワーをアッテネ
ータ(ATT)11により調整するようにしている。アッテ
ネータ11を用いているのは、双安定半導体レーザ30に所
要の光双安定性を生じさせる領域にその光入力パワーを
調整するためである。又、リセット信号発生回路4は、
第1の光カプラ1で分岐された光フレームパルス(第2
の光フレームパルス)を光−電気変換する光−電気変換
回路12と、この変換回路12の出力に基づき双安定半導体
レーザ30のバイアス電流をレベルスイッチングする電流
レベルスイッチ14と、光−電気変換回路12の出力を所定
時間遅延させて電流レベルスイッチ14に与える遅延回路
13とを備えて構成されている。このリセット信号発生回
路の構成によると、遅延回路13の遅延時間を任意に設定
することによって、所要のメモリ時間TM(=Tfr)が設
定されたシステムを構築することができる。
FIG. 6 is a block diagram of an optical data latch device showing an embodiment of the present invention. In this embodiment, a bistable semiconductor laser 30 is used as an optical bistable element, and the power of light input to the bistable semiconductor laser 30 from the second optical coupler 2 is adjusted by an attenuator (ATT) 11. The reason why the attenuator 11 is used is to adjust the optical input power of the bistable semiconductor laser 30 to a region where the required optical bistability is generated. Also, the reset signal generation circuit 4
The optical frame pulse branched by the first optical coupler 1 (the second
An optical-to-electrical conversion circuit 12 for performing optical-to-electrical conversion of an optical frame pulse, a current level switch 14 for level-switching the bias current of the bistable semiconductor laser 30 based on the output of the conversion circuit 12, A delay circuit that delays the output of 12 for a predetermined time and supplies it to the current level switch 14.
13 is provided. According to the configuration of the reset signal generation circuit, a system in which a required memory time T M (= T fr ) is set can be constructed by arbitrarily setting the delay time of the delay circuit 13.

双安定半導体レーザ30は、第7図(a)に示すよう
に、光入力Pin=0の状態において、電流入力IINを増
大させてゆくと第1のしきい値IONを越えた時に急激に
光出力POUTが大きくなってレーザ発振を開始し、(オン
状態に遷移)、電流入力IINを低下させてゆくと第2
のしきい値IOFF以下になる時に急激に光出力POUTが減少
してレーザ発振を停止する(オフ状態に遷移)特性を有
している。又、双安定半導体レーザ30は、第7図(b)
に示すように、第1のしきい値IONと第2のしきい値I
OFFとの中間に位置する値に相当する電流入力IBをバイ
アスとして供給した場合には、光入力PINを増大させ
てゆくと光しきい値Pthを越えた時に急激に光出力POUT
が増大してレーザ発振を開始し(オン状態に遷移)、
光入力PINを低下させてゆくときには光入力PINが0にな
っても継続してレーザ発振を続ける特性を持っている。
よって、第6図に示した装置構成を採用することによっ
て本発明の実施が可能であることが明らかである。
Bistable semiconductor laser 30, as shown in FIG. 7 (a), in the state of the light input P in = 0, when it exceeds the first threshold value I ON when Yuku increase the current input I IN When the optical output P OUT sharply increases and laser oscillation starts (transition to the ON state), and the current input I IN decreases, the second
When the threshold value becomes equal to or less than the threshold value I OFF , the optical output P OUT sharply decreases to stop laser oscillation (transition to an off state). Further, the bistable semiconductor laser 30 is shown in FIG.
As shown in the figure, the first threshold value I ON and the second threshold value I ON
The current input I B corresponding to the value located in the middle between OFF when supplied as a bias sharply optical output P OUT when exceeding the optical threshold P th when Yuku to increase the light input P IN
Increases to start laser oscillation (transition to the ON state),
When the optical input PIN is lowered, the laser has a characteristic of continuing laser oscillation even when the optical input PIN becomes zero.
Therefore, it is clear that the present invention can be implemented by adopting the apparatus configuration shown in FIG.

尚、本発明を実施する上で、第1,第2の光カプラとし
ては、光方向性結合器を用いて構成されるものの他、ハ
ーフミラーを用いて構成されるものを採用することがで
きる。
In practicing the present invention, as the first and second optical couplers, those configured using a half mirror can be adopted in addition to those configured using an optical directional coupler. .

発明の効果 以上説明したように、本発明によると、光データパル
スと光フレームパルスの位相が相対的に変化したとして
も、光データパルス及び光フレームパルスが重畳されて
光双安定素子に入力している時間を一定にし、しかもラ
ッチ光信号のパルス幅を一定にすることができる光デー
タラッチ方式の提供が可能になるという効果を奏する。
その結果、光双安定素子の動作の安定化を図り、又、シ
ステムの構築を容易にすることができるようになり、同
期型光信号処理の実現に寄与するところが大きい。
As described above, according to the present invention, even when the phases of the optical data pulse and the optical frame pulse are relatively changed, the optical data pulse and the optical frame pulse are superimposed and input to the optical bistable element. This makes it possible to provide an optical data latch system capable of keeping the operating time constant and keeping the pulse width of the latch optical signal constant.
As a result, the operation of the optical bistable element can be stabilized, and the construction of the system can be facilitated, which greatly contributes to the realization of synchronous optical signal processing.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

第1図は本発明の原理を説明するための装置構成のブロ
ック図、 第2図は本発明の原理を説明するための動作特性図、 第3図は本発明の原理を説明するためのタイミングチャ
ート、 第4図は本発明における光データパルス及び光フレーム
パルスの符号形式の例を説明するための図、 第5図は本発明の有効性を説明するための図、 第6図は本発明の実施例を示す光データラッチ装置のブ
ロック図、 第7図は本発明の実施に使用する双安定半導体レーザの
特性図、 第8図乃至第10図は従来方式におけるタイミングチャー
トである。 1……第1の光カプラ、 2……第2の光カプラ、 3……光双安定素子、 4……リセット信号発生回路、 12……光−電気変換回路、 13……遅延回路、 14……電流レベルスイッチ、 30……双安定半導体レーザ。
FIG. 1 is a block diagram of an apparatus configuration for explaining the principle of the present invention, FIG. 2 is an operation characteristic diagram for explaining the principle of the present invention, and FIG. 3 is a timing for explaining the principle of the present invention. Chart, FIG. 4 is a diagram for explaining an example of a code format of an optical data pulse and an optical frame pulse in the present invention, FIG. 5 is a diagram for explaining the effectiveness of the present invention, and FIG. 6 is a present invention. FIG. 7 is a characteristic diagram of a bistable semiconductor laser used in the embodiment of the present invention, and FIGS. 8 to 10 are timing charts in the conventional system. DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... 1st optical coupler, 2 ... 2nd optical coupler, 3 ... Optical bistable element, 4 ... Reset signal generation circuit, 12 ... Opto-electric conversion circuit, 13 ... Delay circuit, 14 …… Current level switch, 30 …… Bistable semiconductor laser.

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】入力した光フレームパルスを第1及び第2
の光フレームパルスに分岐して出力する第1のカプラ
(1)と、 入力した光データパルスと上記第1の光フレームパルス
とを加え合わせて出力する第2の光カプラ(2)と、 該第2の光カプラ(2)からの光が入力され、上記光デ
ータパルスに上記第1の光フレームパルスが重畳された
ときにオフ状態からオン状態に遷移する光双安定素子
(3)と、 上記第2の光フレームパルスが入力され、該光フレーム
パルスの立ち上がりから所定時間経過した後に上記光双
安定素子(3)に該素子(3)をオン状態からオフ状態
に遷移させるリセット信号を与えるリセット信号発生回
路(4)とを備え、 上記光フレームパルスのパルス幅をTf、上記光データパ
ルスのパルス幅をTdとするときに、 Tf<Td としたことを特徴とする光データラッチ方式。
An input optical frame pulse is converted into first and second optical frame pulses.
A first coupler (1) for branching and outputting an optical frame pulse, and a second optical coupler (2) for adding and inputting the input optical data pulse and the first optical frame pulse, and An optical bistable element (3) that receives light from the second optical coupler (2) and transitions from an off state to an on state when the first optical frame pulse is superimposed on the optical data pulse; The second optical frame pulse is input, and after a lapse of a predetermined time from the rise of the optical frame pulse, a reset signal for causing the optical bistable element (3) to transition from the on state to the off state is supplied to the optical bistable element (3). and a reset signal generating circuit (4), the pulse width of the optical frame pulse when T f, the pulse width of the optical data pulse and T d, the light, characterized in that the T f <T d Data latch method.
【請求項2】上記光双安定素子(3)は双安定半導体レ
ーザ(30)であり、 上記リセット信号発生回路(4)は、上記第2の光フレ
ームパルスを光−電気変換する光−電気変換回路(12)
と、該変換回路(12)の出力に基づき上記双安定半導体
レーザ(30)のバイアス電流をレベルスイッチングする
電流レベルスイッチ(14)と、上記光−電気変換回路
(12)の出力を所定時間遅延させて上記電流レベルスイ
ッチ(14)に与える遅延回路(13)とを備えていること
を特徴とする請求項1に記載の光データラッチ方式。
2. The optical bistable device (3) is a bistable semiconductor laser (30), and the reset signal generating circuit (4) is an optical-electrical device that optically-electrically converts the second optical frame pulse. Conversion circuit (12)
A current level switch (14) for level-switching the bias current of the bistable semiconductor laser (30) based on the output of the conversion circuit (12); and a delay of the output of the photoelectric conversion circuit (12) for a predetermined time. 2. The optical data latch system according to claim 1, further comprising a delay circuit (13) for providing the current level switch (14) to said current level switch (14).
【請求項3】上記光データパルスの符号形式はNRZ符号
形式であり、上記光フレームパルスの符号形式はRZ符号
形式であることを特徴とする請求項1又は2に記載の光
データラッチ方式。
3. The optical data latch system according to claim 1, wherein the code format of the optical data pulse is an NRZ code format, and the code format of the optical frame pulse is an RZ code format.
【請求項4】上記光フレームパルスのデューティ比は上
記光データパルスの1タイムスロットに相当する時間幅
に対シて50%であることを特徴とする請求項3に記載の
光データラッチ方式。
4. The optical data latch system according to claim 3, wherein a duty ratio of said optical frame pulse is 50% with respect to a time width corresponding to one time slot of said optical data pulse.
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