JP2939522B2 - 光中継装置 - Google Patents
光中継装置Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、超高速光ファイバ通信
の分野において、ＲＺ伝送方式、特にソリトン伝送方式
の符号間干渉を低減化し、長距離伝送を可能とする光中
継装置に関するものである。
の分野において、ＲＺ伝送方式、特にソリトン伝送方式
の符号間干渉を低減化し、長距離伝送を可能とする光中
継装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】社会活動の高度情報化及び国際化に伴
い、通信の大容量化が鋭意進められている。衛星通信と
同軸ケーブルで幕を開けた広帯域伝送の時代は、光ファ
イバ通信の出現とともに飛躍的に進展し、現在陸上幹線
系や大洋横断海底ケーブルのみならず、加入者系にまで
も光ファイバが導入されようとしている。光ファイバ網
の構築は、電話やデータ通信の大伝送容量化のみなら
ず、高精細動画像通信などの広帯域な新サービスのグロ
ーバルな展開が期待されている。このような広帯域信号
の集中する陸上幹線系や海底ケーブル系では伝送速度の
超高速化が不可欠であり、特に大洋横断光海底ケーブル
では長距離伝送も同時に達成されなければならない。こ
の目的に答える方式として、光増幅ソリトン伝送方式が
近年大きな脚光を浴び、盛んに研究が行われている。
い、通信の大容量化が鋭意進められている。衛星通信と
同軸ケーブルで幕を開けた広帯域伝送の時代は、光ファ
イバ通信の出現とともに飛躍的に進展し、現在陸上幹線
系や大洋横断海底ケーブルのみならず、加入者系にまで
も光ファイバが導入されようとしている。光ファイバ網
の構築は、電話やデータ通信の大伝送容量化のみなら
ず、高精細動画像通信などの広帯域な新サービスのグロ
ーバルな展開が期待されている。このような広帯域信号
の集中する陸上幹線系や海底ケーブル系では伝送速度の
超高速化が不可欠であり、特に大洋横断光海底ケーブル
では長距離伝送も同時に達成されなければならない。こ
の目的に答える方式として、光増幅ソリトン伝送方式が
近年大きな脚光を浴び、盛んに研究が行われている。
【０００３】ソリトン伝送方式は、光ファイバ固有の光
分散性と、カー効果による光非線形性のバランスにより
パルス波形を維持したままで長距離伝送を行う方式であ
り、入力パルス波形がsech2 で、伝送損失が無視できる
場合には、ソリトン条件と光ファイバの分散値などのパ
ラメータにより決定される適当なピークパワーの光パル
スを入射することにより理論的に長距離伝送が可能とな
る。伝送路の無損失化は、Ｅｒドープ光ファイバ増幅器
（ＥＤＦＡ）を数１０ｋｍ程度の間隔で挿入し、伝送損
失を補償することにより実効的に実現しているが、ＥＤ
ＦＡからのＡＳＥ（Amplified Spontaneous Emission：
増幅自然放出光）雑音が光パルスに重畳すると光パルス
強度がソリトン条件からランダムにずれるため、その伝
搬速度もパルスごとにばらつき、ジッタの原因となる。
このＡＳＥ雑音によるジッタは、伝送距離に伴い累積
し、Ｓ／Ｎの劣化を引き起こすため、伝送距離は数１０
００ｋｍで制限されている。
分散性と、カー効果による光非線形性のバランスにより
パルス波形を維持したままで長距離伝送を行う方式であ
り、入力パルス波形がsech2 で、伝送損失が無視できる
場合には、ソリトン条件と光ファイバの分散値などのパ
ラメータにより決定される適当なピークパワーの光パル
スを入射することにより理論的に長距離伝送が可能とな
る。伝送路の無損失化は、Ｅｒドープ光ファイバ増幅器
（ＥＤＦＡ）を数１０ｋｍ程度の間隔で挿入し、伝送損
失を補償することにより実効的に実現しているが、ＥＤ
ＦＡからのＡＳＥ（Amplified Spontaneous Emission：
増幅自然放出光）雑音が光パルスに重畳すると光パルス
強度がソリトン条件からランダムにずれるため、その伝
搬速度もパルスごとにばらつき、ジッタの原因となる。
このＡＳＥ雑音によるジッタは、伝送距離に伴い累積
し、Ｓ／Ｎの劣化を引き起こすため、伝送距離は数１０
００ｋｍで制限されている。
【０００４】この問題を解決するための従来技術による
中継装置の構成例を図７に示す。ここで、１０１はソリ
トン伝送用光ファイバ、１０２はＥＤＦＡ、１０３はＬ
ｉＮｂＯ3 光変調器、１０４は光検出器、１０５はＳＡ
Ｗ（Surface Acoustic Wave：弾性表面波）フィルタ、
１０６は電気信号増幅器である。伝送されてきたソリト
ン光パルス(a) は、幾段ものＥＤＦＡを経由してくるた
め、上述の原因によりジッタを生じており、隣接パルス
の重なりが大きくなっている。この光パルスはＥＤＦＡ
１０２で増幅後(b) 一部分岐され、光検出器１０４でＯ
／Ｅ変換され、ＳＡＷフィルタ１０５により基本クロッ
ク周波数ｆ0 （＝１／Ｔ）のクロック再生信号(d) が抽
出される。クロック再生信号(d) は増幅された後、適当
なタイミングでＬｉＮｂＯ3 光変調器１０３に印加する
ことにより光ソリトンパルス間の重なり部分が除去さ
れ、タイミング再生された光ソリトンパルス(c) として
送出される。このように、従来技術は、タイミング再生
機能(retiming)とＥＤＦＡによる再生増幅機能(regener
ating)を有することから、いわゆる２Ｒ光中継装置と言
える。なお、長距離伝送に不可欠な波形再生機能は、光
ソリトン現象により自動的になされる。
中継装置の構成例を図７に示す。ここで、１０１はソリ
トン伝送用光ファイバ、１０２はＥＤＦＡ、１０３はＬ
ｉＮｂＯ3 光変調器、１０４は光検出器、１０５はＳＡ
Ｗ（Surface Acoustic Wave：弾性表面波）フィルタ、
１０６は電気信号増幅器である。伝送されてきたソリト
ン光パルス(a) は、幾段ものＥＤＦＡを経由してくるた
め、上述の原因によりジッタを生じており、隣接パルス
の重なりが大きくなっている。この光パルスはＥＤＦＡ
１０２で増幅後(b) 一部分岐され、光検出器１０４でＯ
／Ｅ変換され、ＳＡＷフィルタ１０５により基本クロッ
ク周波数ｆ0 （＝１／Ｔ）のクロック再生信号(d) が抽
出される。クロック再生信号(d) は増幅された後、適当
なタイミングでＬｉＮｂＯ3 光変調器１０３に印加する
ことにより光ソリトンパルス間の重なり部分が除去さ
れ、タイミング再生された光ソリトンパルス(c) として
送出される。このように、従来技術は、タイミング再生
機能(retiming)とＥＤＦＡによる再生増幅機能(regener
ating)を有することから、いわゆる２Ｒ光中継装置と言
える。なお、長距離伝送に不可欠な波形再生機能は、光
ソリトン現象により自動的になされる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来技
術ではクロック再生に電気信号を用いているため、Ｏ／
Ｅ変換や電気信号処理により応答速度が制限され、伝送
速度の高速化に限界があるばかりでなく、装置構成が複
雑になるという欠点があった。
術ではクロック再生に電気信号を用いているため、Ｏ／
Ｅ変換や電気信号処理により応答速度が制限され、伝送
速度の高速化に限界があるばかりでなく、装置構成が複
雑になるという欠点があった。
【０００６】本発明は、光の高速性を活かした２Ｒおよ
び疑似３Ｒ機能を有する光中継装置を提供することを目
的とする。
び疑似３Ｒ機能を有する光中継装置を提供することを目
的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に、本発明による光中継装置は、光信号を第１の光路と
第２の光路とに分岐する分波器と、分岐された該第１の
光路上に配置され該光信号の基本伝送速度の整数倍もし
くは整数分の１の値とほぼ一致した共振周波数間隔を有
する光共振器フィルタと、該光共振器フィルタから得ら
れる前記光信号のクロック再生光パルス列を用いて前記
分岐された第２の光路を伝搬する光信号を強度変調する
ための変調器とを備え、前記変調器は、抵抗と光強度変
調器との並列接続及び該並列接続に直列接続されたフォ
トトランジスタとにより形成され、前記並列接続と前記
フォトトランジスタとの直列接続路には直流電圧が印加
され、前記光信号は前記光強度変調器に印加され、前記
フォトトランジスタには該第２の光路を伝搬する光信号
パルス列の平均的なパルス間隔の中央位置になるように
前記クロック再生光パルス列の各パルスが印加されるこ
とにより、該光強度変調器から前記光信号パルス列の各
パルスの波形整形をジッタの減少とともに行うように構
成されている。また、前記変調器は、光強度変調器とフ
ォトトランジスタとの並列接続とにより形成され、該並
列接続路には直流電圧が印加され、前記光信号は前記光
強度変調器に印加され、前記フォトトランジスタには前
記クロック再生光パルス列が印加されることにより、該
光強度変調器から前記光信号の各パルスの波形整形をジ
ッタの減少とともに行うように構成することができる。
に、本発明による光中継装置は、光信号を第１の光路と
第２の光路とに分岐する分波器と、分岐された該第１の
光路上に配置され該光信号の基本伝送速度の整数倍もし
くは整数分の１の値とほぼ一致した共振周波数間隔を有
する光共振器フィルタと、該光共振器フィルタから得ら
れる前記光信号のクロック再生光パルス列を用いて前記
分岐された第２の光路を伝搬する光信号を強度変調する
ための変調器とを備え、前記変調器は、抵抗と光強度変
調器との並列接続及び該並列接続に直列接続されたフォ
トトランジスタとにより形成され、前記並列接続と前記
フォトトランジスタとの直列接続路には直流電圧が印加
され、前記光信号は前記光強度変調器に印加され、前記
フォトトランジスタには該第２の光路を伝搬する光信号
パルス列の平均的なパルス間隔の中央位置になるように
前記クロック再生光パルス列の各パルスが印加されるこ
とにより、該光強度変調器から前記光信号パルス列の各
パルスの波形整形をジッタの減少とともに行うように構
成されている。また、前記変調器は、光強度変調器とフ
ォトトランジスタとの並列接続とにより形成され、該並
列接続路には直流電圧が印加され、前記光信号は前記光
強度変調器に印加され、前記フォトトランジスタには前
記クロック再生光パルス列が印加されることにより、該
光強度変調器から前記光信号の各パルスの波形整形をジ
ッタの減少とともに行うように構成することができる。
【０００８】
【実施例１】以下、図面を用いて本発明を詳細に説明す
る。本発明の第１の実施例を図１に示す。ここに、１は
ソリトン伝送用光ファイバ、２は分岐用光ファイバ、３
は光増幅器で、ＥＤＦＡもしくは半導体光増幅器を用い
ることができる。４はファブリーペロ（ＦＰ）共振器型
もしくはリング共振器型半導体光増幅器よりなる共振器
フィルタ、５は電気吸収型（ＥＡ）強度半導体光変調
器、６はフォトトランジスタ（ＨＰＴ）である。
る。本発明の第１の実施例を図１に示す。ここに、１は
ソリトン伝送用光ファイバ、２は分岐用光ファイバ、３
は光増幅器で、ＥＤＦＡもしくは半導体光増幅器を用い
ることができる。４はファブリーペロ（ＦＰ）共振器型
もしくはリング共振器型半導体光増幅器よりなる共振器
フィルタ、５は電気吸収型（ＥＡ）強度半導体光変調
器、６はフォトトランジスタ（ＨＰＴ）である。
【０００９】次に、この図１の実施例に基づき、本発明
の動作原理を説明する。伝送用光ファイバ１を長距離伝
送し、ジッタΔｔを有する光ソリトンパルスＰsiは、一
部が分岐用光ファイバ２に分岐される。分岐された光パ
ルスは、ＦＰ共振器型もしくはリング共振器型半導体光
増幅器（４）に入射される。光ソリトンパルスの基本伝
送速度をｆ0 ，パルス間隔をＴ（＝１／ｆ0 ）とし、こ
こで、光共振器フィルタ４を構成する共振器型半導体光
増幅器の共振周波数間隔Δｆをｆ0 に等しくなるように
光学的共振器長Ｌを設定しておくことにより、入射光パ
ルスは共振器型半導体光増幅器（４）内で多重反射を繰
り返すうちにジッタΔｔが補償されて、パルス間隔Ｔ
（＝１／Δｆ＝１／ｆ0 ）の規則正しい光パルス列、す
なわちクロック再生光パルス列Ｐc1として出射される。
ちなみに、上記条件を満たす光学的共振器長Ｌは、ＦＰ
型及びリング型で各々次式のＬFP及びＬringで与えられ
る。
の動作原理を説明する。伝送用光ファイバ１を長距離伝
送し、ジッタΔｔを有する光ソリトンパルスＰsiは、一
部が分岐用光ファイバ２に分岐される。分岐された光パ
ルスは、ＦＰ共振器型もしくはリング共振器型半導体光
増幅器（４）に入射される。光ソリトンパルスの基本伝
送速度をｆ0 ，パルス間隔をＴ（＝１／ｆ0 ）とし、こ
こで、光共振器フィルタ４を構成する共振器型半導体光
増幅器の共振周波数間隔Δｆをｆ0 に等しくなるように
光学的共振器長Ｌを設定しておくことにより、入射光パ
ルスは共振器型半導体光増幅器（４）内で多重反射を繰
り返すうちにジッタΔｔが補償されて、パルス間隔Ｔ
（＝１／Δｆ＝１／ｆ0 ）の規則正しい光パルス列、す
なわちクロック再生光パルス列Ｐc1として出射される。
ちなみに、上記条件を満たす光学的共振器長Ｌは、ＦＰ
型及びリング型で各々次式のＬFP及びＬringで与えられ
る。
【数１】 ＬFP＝ｃ／２ｎｆ0 ， Ｌring＝ｃ／ｎｆ0 但し、ｃは光速、ｎは媒質の屈折率である。例えば、ｆ
0 ＝２０Ｇｂ／ｓ、ｎ＝３．２とすると、ＬFP＝２．３
４ｍｍ、Ｌring＝４．６９ｍｍとなる。該クロック再生
光パルスＰc1は、変調部へと導かれる。
0 ＝２０Ｇｂ／ｓ、ｎ＝３．２とすると、ＬFP＝２．３
４ｍｍ、Ｌring＝４．６９ｍｍとなる。該クロック再生
光パルスＰc1は、変調部へと導かれる。
【００１０】この変調部の回路構成を図２に示す。抵抗
Ｒと並列接続されたＥＡ変調器５には、フォトトランジ
スタ（ＨＰＴ）６を介して直流電圧Ｖが印加されてい
る。ＨＰＴ６に光すなわちクロック再生光パルスＰ c1 列
の光パルスが入射していない場合には、ＨＰＴ６はオフ
状態のため、直流電圧ＶはほとんどＨＰＴ６に印加され
ている。ここで、クロック再生光パルス列Ｐ c1 の光パル
スがＨＰＴ６に入射すると、ＨＰＴ６はオン状態とな
り、その両端の電圧降下により直流電圧Ｖはそのほとん
どが抵抗Ｒ及びＥＡ変調器５に印加され、入力の光信号
パルス列Ｐ i が印加されているＥＡ変調器５の透過率が
減少する。この透過率の減少を、ジッタが生じていた入
力信号パルスの波形整形 , タイミング再生のためのパル
ス出力として利用することができる。この場合には入力
光信号パルス列Ｐ i の各パルスのオン・オフ関係を反転
した出力光パルスＰ s0 が取り出されることになる。従っ
て、伝送用光ファイバ１を伝送し、光増幅器３で増幅さ
れたジッタのある光信号パルスＰi のパルス間隔（実際
上は平均的なパルス間隔）の中央位置になるようにＥＡ
光変調器５に再生光パルス列Ｐ c1 の光パルスによる電圧
がＨＴＰ６を介して印加されるようにタイミングを調整
しておくことにより、波形が鈍り、ジッタが生じていた
光信号パルスＰi は位相が１８０°移相するようにタイ
ミング再生された光パルスＰs0として送出される。この
場合のタイムチャートを図３に示す。この際クロック再
生に光電変換を必要としないので、超高速なクロック再
生及びタイミング再生動作が実現できる。
Ｒと並列接続されたＥＡ変調器５には、フォトトランジ
スタ（ＨＰＴ）６を介して直流電圧Ｖが印加されてい
る。ＨＰＴ６に光すなわちクロック再生光パルスＰ c1 列
の光パルスが入射していない場合には、ＨＰＴ６はオフ
状態のため、直流電圧ＶはほとんどＨＰＴ６に印加され
ている。ここで、クロック再生光パルス列Ｐ c1 の光パル
スがＨＰＴ６に入射すると、ＨＰＴ６はオン状態とな
り、その両端の電圧降下により直流電圧Ｖはそのほとん
どが抵抗Ｒ及びＥＡ変調器５に印加され、入力の光信号
パルス列Ｐ i が印加されているＥＡ変調器５の透過率が
減少する。この透過率の減少を、ジッタが生じていた入
力信号パルスの波形整形 , タイミング再生のためのパル
ス出力として利用することができる。この場合には入力
光信号パルス列Ｐ i の各パルスのオン・オフ関係を反転
した出力光パルスＰ s0 が取り出されることになる。従っ
て、伝送用光ファイバ１を伝送し、光増幅器３で増幅さ
れたジッタのある光信号パルスＰi のパルス間隔（実際
上は平均的なパルス間隔）の中央位置になるようにＥＡ
光変調器５に再生光パルス列Ｐ c1 の光パルスによる電圧
がＨＴＰ６を介して印加されるようにタイミングを調整
しておくことにより、波形が鈍り、ジッタが生じていた
光信号パルスＰi は位相が１８０°移相するようにタイ
ミング再生された光パルスＰs0として送出される。この
場合のタイムチャートを図３に示す。この際クロック再
生に光電変換を必要としないので、超高速なクロック再
生及びタイミング再生動作が実現できる。
【００１１】
【実施例２】実施例１では、光信号パルス間の重なり部
分を除去することによる符号間干渉の減少、さらにソリ
トン特有の急激なパルス引力によるパルス配列の無秩序
化を防止する点においてより効果的であるが、変調部の
回路構成により一層良好なタイミング再生機能を得るこ
とができる。その実施例における変調部の回路構成を図
４に、また各光パルスのタイムチャートを図５に示す。
この場合、ＨＰＴ６とＥＡ光変調器５は電圧Ｖに対し並
列に接続されており、共振器型半導体光増幅器４からの
クロック再生光パルスＰc1がＨＰＴ６に入射するとＨＰ
Ｔ６はオン状態になるため、ＥＡ光変調器５には直流電
圧Ｖが印加されなくなり、この時間だけ該変調器５の透
過率は１になる。すなわち、光信号パルスＰi とクロッ
ク再生光パルスＰc1の位相を一致させることにより、完
全にタイミング再生されるとともに、パルス幅も狭搾化
された光信号パルスＰs0が得られる。
分を除去することによる符号間干渉の減少、さらにソリ
トン特有の急激なパルス引力によるパルス配列の無秩序
化を防止する点においてより効果的であるが、変調部の
回路構成により一層良好なタイミング再生機能を得るこ
とができる。その実施例における変調部の回路構成を図
４に、また各光パルスのタイムチャートを図５に示す。
この場合、ＨＰＴ６とＥＡ光変調器５は電圧Ｖに対し並
列に接続されており、共振器型半導体光増幅器４からの
クロック再生光パルスＰc1がＨＰＴ６に入射するとＨＰ
Ｔ６はオン状態になるため、ＥＡ光変調器５には直流電
圧Ｖが印加されなくなり、この時間だけ該変調器５の透
過率は１になる。すなわち、光信号パルスＰi とクロッ
ク再生光パルスＰc1の位相を一致させることにより、完
全にタイミング再生されるとともに、パルス幅も狭搾化
された光信号パルスＰs0が得られる。
【００１２】
【実施例３】本発明を構成する各素子を同一基板上に集
積化した光中継素子の実施例を図６に示す。ここでは、
材料としてＩｎＧａＡｓＰ系を用いた例について述べ
る。７はｎ−ＩｎＰ基板、８はＩｎＧａＡｓＰ導波路
層、９はリッジ導波路構造を形成するＩｎＰメサで、後
述する電流注入もしくは電圧印加を行う各光素子部では
ｐ−ＩｎＰ層、ｐ−ＩｎＧａＡｓＰキャップ層から成
る。１０は分波器、１１は方向性結合型分波器、１２は
偏向依存性のないＩｎＧａＡｓＰ歪量子井戸透過型光増
幅器、１３はＦＰ共振器型光フィルタ、１４は利得領
域、１５は電流注入もしくは電圧印加による屈折率変化
を用いて該ＦＰ共振器型光フィルタ１３の光学長を可変
化するための共振器長調整領域、１６は光照射により屈
折率変化する光非線形を利用した光駆動全反射型光スイ
ッチ、１７はｎ型電極である。
積化した光中継素子の実施例を図６に示す。ここでは、
材料としてＩｎＧａＡｓＰ系を用いた例について述べ
る。７はｎ−ＩｎＰ基板、８はＩｎＧａＡｓＰ導波路
層、９はリッジ導波路構造を形成するＩｎＰメサで、後
述する電流注入もしくは電圧印加を行う各光素子部では
ｐ−ＩｎＰ層、ｐ−ＩｎＧａＡｓＰキャップ層から成
る。１０は分波器、１１は方向性結合型分波器、１２は
偏向依存性のないＩｎＧａＡｓＰ歪量子井戸透過型光増
幅器、１３はＦＰ共振器型光フィルタ、１４は利得領
域、１５は電流注入もしくは電圧印加による屈折率変化
を用いて該ＦＰ共振器型光フィルタ１３の光学長を可変
化するための共振器長調整領域、１６は光照射により屈
折率変化する光非線形を利用した光駆動全反射型光スイ
ッチ、１７はｎ型電極である。
【００１３】次に、本実施例の動作を説明する。伝送さ
れたソリトン光信号パルスは入力ポート１８より導波路
に入力される。入力光は分波器１０で分波され、一部は
伝送信号線として透過型光増幅器１２で所用の光レベル
まで再生増幅され、光スイッチ１６へ導かれる。他方、
分波光の残りは方向性結合型分波器１１により一部がＦ
Ｐ共振器型光フィルタ１３に導入される。なお、光フィ
ルタ１３は、その共振周波数間隔が光信号パルスの基本
伝送速度に同期するように共振器長調整領域１５により
光学長が調整されている。また、利得を有するため該光
フィルタ１３からの出力レベルも大きくすることができ
るとともに、利得と分波器１１の結合度を適当に調節す
ることにより、光フィルタ１３からの出力であるクロッ
ク再生光パルスのパルス幅も調節することができる。該
クロック再生光パルスは適度なタイミングで光スイッチ
１６に照射され、その結果伝送信号線を導波されてくる
光信号パルスが図５と同じ位相関係でタイミング再生さ
れ、出力ポート１９からソリトン光パルスとして出力さ
れる。すなわち、本実施例は再生増幅、タイミング再生
のみならず波形再生（reshaping ）もある程度行われる
３Ｒ光中継素子として機能させることができる。
れたソリトン光信号パルスは入力ポート１８より導波路
に入力される。入力光は分波器１０で分波され、一部は
伝送信号線として透過型光増幅器１２で所用の光レベル
まで再生増幅され、光スイッチ１６へ導かれる。他方、
分波光の残りは方向性結合型分波器１１により一部がＦ
Ｐ共振器型光フィルタ１３に導入される。なお、光フィ
ルタ１３は、その共振周波数間隔が光信号パルスの基本
伝送速度に同期するように共振器長調整領域１５により
光学長が調整されている。また、利得を有するため該光
フィルタ１３からの出力レベルも大きくすることができ
るとともに、利得と分波器１１の結合度を適当に調節す
ることにより、光フィルタ１３からの出力であるクロッ
ク再生光パルスのパルス幅も調節することができる。該
クロック再生光パルスは適度なタイミングで光スイッチ
１６に照射され、その結果伝送信号線を導波されてくる
光信号パルスが図５と同じ位相関係でタイミング再生さ
れ、出力ポート１９からソリトン光パルスとして出力さ
れる。すなわち、本実施例は再生増幅、タイミング再生
のみならず波形再生（reshaping ）もある程度行われる
３Ｒ光中継素子として機能させることができる。
【００１４】上述の実施例では、クロックを抽出する共
振器型光フィルタとして半導体光増幅器を用いた例につ
いて示したが、Ｅｒドープガラス導波路型光増幅器や受
動導波路型にも適用可能である。変調器部としてＨＰＴ
とＥＡ光変調器の組み合わせ及び光照射全反射型光スイ
ッチを用いた例について示したが、本発明の主旨に鑑み
て、可飽和吸収体など光照射により透過率が変調可能な
素子や、光検出器と光増幅器型光ゲートスイッチの組み
合わせなど超高速性が損なわれない程度の帯域特性を有
する種々の光変調方式を用いることができる。また、材
料及び導波路構造も本実施例にこだわらず、他の種々の
ものにも適用することができる。さらに、光増幅器のみ
ならず、光共振器型フィルタや導波路にも量子井戸を用
いれば、本発明の高性能化に一層効果的である。さら
に、光増幅器のみならず、共振型光フィルタや導波路へ
も量子井戸を用いれば、本発明の高性能化に一層効果的
である。
振器型光フィルタとして半導体光増幅器を用いた例につ
いて示したが、Ｅｒドープガラス導波路型光増幅器や受
動導波路型にも適用可能である。変調器部としてＨＰＴ
とＥＡ光変調器の組み合わせ及び光照射全反射型光スイ
ッチを用いた例について示したが、本発明の主旨に鑑み
て、可飽和吸収体など光照射により透過率が変調可能な
素子や、光検出器と光増幅器型光ゲートスイッチの組み
合わせなど超高速性が損なわれない程度の帯域特性を有
する種々の光変調方式を用いることができる。また、材
料及び導波路構造も本実施例にこだわらず、他の種々の
ものにも適用することができる。さらに、光増幅器のみ
ならず、光共振器型フィルタや導波路にも量子井戸を用
いれば、本発明の高性能化に一層効果的である。さら
に、光増幅器のみならず、共振型光フィルタや導波路へ
も量子井戸を用いれば、本発明の高性能化に一層効果的
である。
【００１５】
【発明の効果】本発明により、超高速ＲＺ光伝送方式、
特にソリトン伝送方式において、クロック信号抽出が超
高速で実現されるため、該信号を用いたタイミング再生
や再生増幅、さらに波形再生といった中継機能が伝送速
度を犠牲にすることなく行える。また、装置構成や素子
構成が簡易であり、光増幅ファイバ伝送システムにおい
て超高速長距離化に与える効果は極めて大きい。
特にソリトン伝送方式において、クロック信号抽出が超
高速で実現されるため、該信号を用いたタイミング再生
や再生増幅、さらに波形再生といった中継機能が伝送速
度を犠牲にすることなく行える。また、装置構成や素子
構成が簡易であり、光増幅ファイバ伝送システムにおい
て超高速長距離化に与える効果は極めて大きい。
【図１】本発明において、変調部にＨＰＴとＥＡ光変調
器を用いた実施例の構成図である。
器を用いた実施例の構成図である。
【図２】本発明の図１の実施例において、変調部のＨＰ
ＴとＥＡ光変調器が直列に接続された場合の回路構成図
である。
ＴとＥＡ光変調器が直列に接続された場合の回路構成図
である。
【図３】本発明の図２の回路構成図の場合の、各光パル
スのタイミングチャートである。
スのタイミングチャートである。
【図４】本発明の図１の実施例において、変調部のＨＰ
ＴとＥＡ光変調器が並列に接続された場合の回路構成図
である。
ＴとＥＡ光変調器が並列に接続された場合の回路構成図
である。
【図５】本発明の図４の回路構成図の場合の、各光パル
スのタイミングチャートである。
スのタイミングチャートである。
【図６】本発明を構成する各素子を同一基板上に集積し
た光中継素子の斜視図である。
た光中継素子の斜視図である。
【図７】従来技術による光中継装置の構成図である。
１ ソリトン伝送用光ファイバ ２ 分岐用光ファイバ ３ 光増幅器 ４ ＥＰ共振器型もしくはリング共振器型半導体光増幅
器よりなる共振器フィルタ ５ 電気吸収型光変調器 ６ フォトトランジスタ ７ ｎ−ＩｎＰ基板 ８ ＩｎＧａＡｓＰ導波路層 ９ リッジ導波路 １０ 分波器 １１ 方向性結合型分波器 １２ 透過型半導体光増幅器 １３ ＦＰ共振器型光フィルタ １４ 利得領域 １５ 共振器長調整領域 １６ 光駆動全反射型光スイッチ １７ ｎ型電極 １８ 入力ポート １９ 出力ポート
器よりなる共振器フィルタ ５ 電気吸収型光変調器 ６ フォトトランジスタ ７ ｎ−ＩｎＰ基板 ８ ＩｎＧａＡｓＰ導波路層 ９ リッジ導波路 １０ 分波器 １１ 方向性結合型分波器 １２ 透過型半導体光増幅器 １３ ＦＰ共振器型光フィルタ １４ 利得領域 １５ 共振器長調整領域 １６ 光駆動全反射型光スイッチ １７ ｎ型電極 １８ 入力ポート １９ 出力ポート
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 ＦＩ Ｈ０４Ｂ 10/18 (72)発明者 松島 裕一 東京都新宿区西新宿二丁目３番２号 国 際電信電話株式会社内 (56)参考文献 特開 平２−52535（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−145414（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−178613（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−36581（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−314022（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−278627（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) H04B 10/00 - 10/28 G02F 1/015 502 H01S 3/098 - 3/102
Claims (2)
- 【請求項１】 光信号を第１の光路と第２の光路とに分
岐する分波器と、分岐された該第１の光路上に配置され
該光信号の基本伝送速度の整数倍もしくは整数分の１の
値とほぼ一致した共振周波数間隔を有する光共振器フィ
ルタと、該光共振器フィルタから得られる前記光信号の
クロック再生光パルス列を用いて前記分岐された第２の
光路を伝搬する光信号を変調するための変調器とを備
え、前記変調器は、抵抗と光強度変調器との並列接続及
び該並列接続に直列接続されたフォトトランジスタとに
より形成され、前記並列接続と前記フォトトランジスタ
との直列接続路には直流電圧が印加され、前記光信号は
前記光強度変調器に印加され、前記フォトトランジスタ
には該第２の光路を伝搬する光信号パルス列の平均的な
パルス間隔の中央位置になるように前記クロック再生光
パルス列の各パルスが印加されることにより、該光強度
変調器から前記光信号パルス列の各パルスの波形整形を
ジッタの減少とともに行うように構成された光中継装
置。 - 【請求項２】 光信号を第１の光路と第２の光路とに分
岐する分波器と、分岐された該第１の光路上に配置され
該光信号の基本伝送速度の整数倍もしくは整数分の１の
値とほぼ一致した共振周波数間隔を有する光共振器フィ
ルタと、該第２の光路を伝搬する光信号を増幅するため
の光増幅器と、該光共振器フィルタから得られる前記光
信号のクロック再生光パルス列を用いて前記分岐された
第２の光路を伝搬し前記光増幅器により増幅された光信
号を変調するための変調器とを備え、前記変調器は、抵
抗と光強度変調器との並列接続及び該並列接続に直列接
続されたフォトトランジスタとにより形成され、前記並
列接続と前記フォトトランジスタとの直列接続路には直
流電圧が印加され、前記光信号は前記光強度変調器に印
加され、前記フォトトランジスタには該第２の光路を伝
搬し前記光増幅器により増幅された光信号パルス列の平
均的なパルス間隔の中央位置になるように前記クロック
再生光パルス列の各パルスが印加されることにより、該
光強度変調器から前記光信号パルス列の各パルスの波形
整形をジッタの減少とともに行うように構成された光中
継装置。 【請求項３】 光信号を第１の光路と第２の光路とに分
岐する分波器と、分岐された該第１の光路上に配置され
該光信号の基本伝送速度の整数倍もしくは整数分の１の
値とほぼ一致した共振周波数間隔を有する光共振器フィ
ルタと、該第２の光路を伝搬する光信号を増幅するため
の光増幅器と、該光共振器フィルタから得られる前記光
信号のクロック再生光パルス列を用いて前記分岐された
第２の光路を伝搬し前記光増幅器により増幅された光信
号を変調するための変調器とを備え、前記変調器は、光
強度変調器とフォトトランジスタとの並列接続とにより
形成され、該並列接続路には直流電圧が印加され、前記
光信号は前記光強度変調器に印加され、前記フォトトラ
ンジスタには前記クロック再生光パルス列が印加される
ことにより、該光強度変調器から前記光信号の各パルス
の波形整形をジッタの減少とともに行うように構成され
た光中継装置。 【請求項４】 前記光共振器フィルタが、その光学的共
振器長可変のファブリーペロ共振器フィルタもしくはリ
ング共振器フィルタであることを特徴とする請求項１又
は２に記載の光中継装置。 【請求項５】 前記光共振器フィルタが光学的利得を有
することを特徴とする請求項１，２又は３に記載の光中
継装置。 【請求項６】 前記分波器、光共振器フィルタ、変調
器、光増幅器及びそれらを光学的に接続する光導波路が
同一基板上に集積化されていることを特徴とする請求項
１，２，３又は４に記載の光中継装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4311162A JP2939522B2 (ja) | 1992-10-28 | 1992-10-28 | 光中継装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4311162A JP2939522B2 (ja) | 1992-10-28 | 1992-10-28 | 光中継装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06141002A JPH06141002A (ja) | 1994-05-20 |
| JP2939522B2 true JP2939522B2 (ja) | 1999-08-25 |
Family
ID=18013843
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4311162A Expired - Fee Related JP2939522B2 (ja) | 1992-10-28 | 1992-10-28 | 光中継装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2939522B2 (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000111852A (ja) * | 1998-10-05 | 2000-04-21 | Nec Corp | 光分波回路 |
| KR100303315B1 (ko) * | 1999-08-05 | 2001-11-01 | 윤종용 | 전송속도 무의존성의 광수신 방법 및 장치 |
| JP4247834B2 (ja) | 2004-05-19 | 2009-04-02 | 三菱電機株式会社 | 観測装置及び観測システム |
| JP2011182197A (ja) * | 2010-03-01 | 2011-09-15 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 光雑音低減回路及び光雑音低減方法 |
| JP7366294B1 (ja) * | 2022-08-10 | 2023-10-20 | 三菱電機株式会社 | 光強度変調装置及び波形圧縮装置 |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2560881B2 (ja) * | 1990-03-27 | 1996-12-04 | 日本電気株式会社 | 光再生中継器 |
| JPH04145414A (ja) * | 1990-10-08 | 1992-05-19 | Fujitsu Ltd | 光導波路型波長フィルタ |
| JP3003205B2 (ja) * | 1990-11-14 | 2000-01-24 | 日本電気株式会社 | 波長可変フイルタ |
-
1992
- 1992-10-28 JP JP4311162A patent/JP2939522B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH06141002A (ja) | 1994-05-20 |
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|---|---|---|---|
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