JP3035882B2 - Optical receiver - Google Patents

Optical receiver

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JP3035882B2
JP3035882B2 JP6296356A JP29635694A JP3035882B2 JP 3035882 B2 JP3035882 B2 JP 3035882B2 JP 6296356 A JP6296356 A JP 6296356A JP 29635694 A JP29635694 A JP 29635694A JP 3035882 B2 JP3035882 B2 JP 3035882B2
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electric signal
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秀暁 佐藤
周生 青木
幸宏 尾関
英成 前田
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Oki Electric Industry Co Ltd
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Oki Electric Industry Co Ltd
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、光ファイバ等により伝
送された光信号を受けて所定の電気信号へ識別再生する
ための光受信装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an optical receiver for receiving an optical signal transmitted through an optical fiber or the like and discriminating and reproducing the signal into a predetermined electric signal.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、音声に加えてデータ、画像等の情
報を伝達する多種多様なサービスを行うための広帯域情
報通信ネットワークの実用化に向けて、数ギガ〜数十ギ
ガビット/秒級の超大容量光伝送技術の検討が盛んに行
われており、光受信装置においても超高速化、小型化、
高信頼化に向けた研究が行われている。この光受信装置
は、光伝送システムにおける中継器や端局装置において
データ信号の増幅及びデータ信号の識別再生を所定のク
ロック信号に基づいて行うものである。入力した光信号
に所定の処理を施し、光信号で出力を行う中継装置とし
ては、特開昭62−245751号公報に開示されてい
る光中継装置や、特開平2−52535号公報に開示さ
れている全光処理中継装置がある。
2. Description of the Related Art In recent years, toward the practical use of a wideband information communication network for performing various services for transmitting information such as data and images in addition to voice, an ultra-large band of several gigabits to several tens gigabits / second has been developed. Studies on capacity optical transmission technology are being actively conducted, and ultra-high speed, miniaturization,
Research for higher reliability is being conducted. This optical receiver performs amplification of a data signal and identification and reproduction of a data signal in a repeater or terminal device in an optical transmission system based on a predetermined clock signal. Examples of a repeater that performs a predetermined process on an input optical signal and outputs the signal as an optical signal include an optical repeater disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 62-245751 and a device disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2-52535. All-optical processing repeater.

【0003】また、電子情報通信学会、光通信システム
研究会、OCS91−71には、光信号を入力して所定
の電気信号に変換して出力を行う光受信装置が開示され
ている。図5はこの光受信装置を説明するブロック図で
あり、主として光ファイバ11から入力される光信号を
所定の電気信号に変換する変換部1と、変換部1で得た
電気信号に基づきこれに含まれるクロック信号を抽出す
るリタイミング部2’と変換部1からの電気信号とリタ
イミング部2’からのクロック信号とに基づいて光信号
の識別再生を行う識別器3とから構成されている。ま
た、この変換部1は、光増幅器12と、受光素子13’
と、前置増幅器14と、広帯域増幅器14aとを備え、
リタイミング部2’は微分回路4と、整流回路24’
と、狭帯域フィルタ25と、狭帯域増幅器5と、電気遅
延素子26とを備えた構成となっている。
[0003] Also, the Institute of Electronics, Information and Communication Engineers, the Optical Communication Systems Research Group, and OCS 91-71 disclose an optical receiver that inputs an optical signal, converts the signal into a predetermined electric signal, and outputs the signal. FIG. 5 is a block diagram for explaining the optical receiving apparatus. The converting section 1 mainly converts an optical signal input from the optical fiber 11 into a predetermined electric signal, and the converting section 1 is based on the electric signal obtained by the converting section 1. It comprises a retiming section 2 'for extracting a clock signal contained therein, and a discriminator 3 for discriminating and reproducing an optical signal based on the electric signal from the conversion section 1 and the clock signal from the retiming section 2'. . The conversion unit 1 includes an optical amplifier 12 and a light receiving element 13 ′.
, A preamplifier 14, and a broadband amplifier 14a,
The retiming unit 2 'includes a differentiating circuit 4 and a rectifying circuit 24'.
, A narrow band filter 25, a narrow band amplifier 5, and an electric delay element 26.

【0004】光受信装置は、先ず、光ファイバ11を介
して入力される光信号を光増幅器12にて増幅した後、
第1受光素子で所定の電気信号に変換する。なお、伝送
速度が2.4ギガビット/秒程度の場合には、光増幅器
12を介すことなく増幅機能を有するAPD(Aval
anche Photo Diode)かる成る受光素
子13’を使用する場合が多いが、伝送速度が10ギガ
ビット/秒程度の場合には高速で動作するAPDを得る
のが困難なため、光増幅器12を介してpin−Pho
to Diodeから成る受光素子13’を用いるよう
にする。
The optical receiving apparatus first amplifies an optical signal input through an optical fiber 11 by an optical amplifier 12,
The first light receiving element converts the signal into a predetermined electric signal. When the transmission speed is about 2.4 Gbit / s, an APD (Aval) having an amplification function without passing through the optical amplifier 12 is used.
Anchor Photo Diode) In many cases, the light receiving element 13 ′ is used. However, when the transmission speed is about 10 Gbit / sec, it is difficult to obtain an APD that operates at a high speed. -Pho
The light receiving element 13 ′ composed of to Diode is used.

【0005】次に、その電気信号を低雑音の前置増幅器
14および広帯域増幅器14aにて増幅する。その後、
電気信号を分岐してその一方を識別器3へ入力し、他方
をリタイミング部2’の微分回路4へ入力する。微分回
路4からの出力信号は整流回路24’にて整流され、さ
らにこの整流信号を狭帯域フィルタ25を介してクロッ
ク信号の抽出を行う。抽出されたクロック信号は、遅延
素子26を介して識別器3およびクロック出力端子へ出
力される。
Next, the electric signal is amplified by a low noise preamplifier 14 and a broadband amplifier 14a. afterwards,
The electric signal is branched, and one of the electric signals is inputted to the discriminator 3, and the other is inputted to the differentiating circuit 4 of the retiming unit 2 '. The output signal from the differentiating circuit 4 is rectified by a rectifying circuit 24 ', and the rectified signal is extracted through a narrow band filter 25 to a clock signal. The extracted clock signal is output to the discriminator 3 and the clock output terminal via the delay element 26.

【0006】なお、入力される光信号がRZ(Retu
rn to Zero)信号のようにクロック成分を持
つ信号であれば、広帯域増幅器14aの出力信号をその
まま狭帯域フィルタ25に通すことでクロック成分を取
り出すことができる。しかし、入力される光信号がNR
Z(Non Return to Zero)信号のよ
うにクロック成分を持たない信号である場合は、微分回
路4及び整流回路24’を利用してこのクロック成分を
取り出す必要がある。
The input optical signal is RZ (Retu)
If the signal has a clock component such as an rn to Zero signal, the clock component can be extracted by passing the output signal of the wideband amplifier 14a through the narrowband filter 25 as it is. However, the input optical signal is NR
If the signal does not have a clock component such as a Z (Non Return to Zero) signal, it is necessary to extract the clock component using the differentiating circuit 4 and the rectifying circuit 24 '.

【0007】識別器3では、このようにして抽出したク
ロック信号と、変換部1から得た電気信号とに基づき入
力された光信号の正確な識別再生を行っている。なお、
狭帯域フィルタ25からの出力レベルが、識別器3の動
作に必要なレベルまで達していない場合には、狭帯域増
幅器5を用いて増幅する。また、識別器3において、変
換部1から入力される電気信号と入力されるクロック信
号との位相条件が最適となるように、位相遅延量が固定
または可変の遅延素子26を用いてクロック信号の位相
を調整するようにする。
The discriminator 3 accurately discriminates and reproduces the input optical signal based on the clock signal extracted in this way and the electric signal obtained from the converter 1. In addition,
When the output level from the narrow band filter 25 does not reach the level required for the operation of the discriminator 3, the signal is amplified using the narrow band amplifier 5. The discriminator 3 uses a delay element 26 with a fixed or variable phase delay so that the phase condition between the electric signal input from the converter 1 and the input clock signal is optimized. Adjust the phase.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな光受信装置には次のような問題がある。すなわち、
この光受信装置では、入力される光信号からクロック信
号を抽出するリタイミング部が電気回路により構成され
ているため、伝送速度が高速になればなるほど電気的に
クロック信号を抽出するのが困難となる。また、リタイ
ミング部が多くの電気回路で構成されていることから、
高速信号処理を行う上で温度変動による影響が無視でき
ない程度となり、識別器での位相余裕の範囲内にクロッ
ク信号の位相を安定化させることが非常に困難となる。
However, such an optical receiver has the following problems. That is,
In this optical receiver, since the retiming unit for extracting the clock signal from the input optical signal is formed of an electric circuit, it is difficult to electrically extract the clock signal as the transmission speed increases. Become. Also, since the retiming unit is composed of many electric circuits,
In performing high-speed signal processing, the influence of temperature fluctuations is not negligible, and it is extremely difficult to stabilize the phase of the clock signal within the range of the phase margin in the discriminator.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】本発明は、このような課
題を解決するために成された光受信装置である。すなわ
ち、本発明の光受信装置は、入力される光信号から所定
の電気信号を得るための変換手段と、光信号から分岐さ
れた第1の光信号と、第1の光信号に対して所定時間遅
延した第2の光信号とを得るための光分岐手段と、第1
の光信号と第2の光信号との差分に応じた差分電気信号
を得るための差分検出手段と、差分検出手段にて得た差
分電気信号を整流し、その整流信号に基づいて光信号に
含まれるクロック信号を抽出するためのクロック抽出手
段と、変換手段から得た電気信号と、クロック抽出手段
から得たクロック信号とに基づいて光信号の識別再生を
行う識別手段とを備える構成となっている。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention is an optical receiving apparatus for solving such a problem. That is, the optical receiving apparatus according to the present invention includes a conversion unit for obtaining a predetermined electrical signal from an input optical signal, a first optical signal branched from the optical signal, and a predetermined optical signal with respect to the first optical signal. An optical branching means for obtaining a time-delayed second optical signal;
Difference detecting means for obtaining a difference electric signal corresponding to the difference between the optical signal and the second light signal, and rectifying the difference electric signal obtained by the difference detecting means, and converting the difference electric signal into an optical signal based on the rectified signal. A clock extraction unit for extracting a clock signal included therein; and an identification unit for performing identification and reproduction of an optical signal based on the electric signal obtained from the conversion unit and the clock signal obtained from the clock extraction unit. ing.

【0010】[0010]

【作用】本発明では、入力される光信号を光分岐手段に
て分岐し、その一方である第1の光信号と、第1の光信
号に対して所定時間遅延する第2の光信号との差分に応
じた差分電気信号を差分検出手段にて検出している。ま
た、クロック抽出手段では、この差分電気信号の整流信
号に基づき光信号に含まれるクロック信号の抽出を行っ
ている。つまり、差分検出手段では、第1の光信号と第
2の光信号との差分に基づいて入力される光信号の変化
部分すなわち微分波形を検出している。これにより、光
信号に含まれるクロック信号の抽出の元となる情報を光
信号の状態のまま得ることができ、信号処理の高速化お
よびクロック信号抽出のための電気回路構成を簡素化で
きるようになる。
According to the present invention, an input optical signal is split by an optical splitting unit, and one of the first optical signal and the second optical signal delayed by a predetermined time with respect to the first optical signal. The difference electric signal corresponding to the difference is detected by the difference detecting means. Further, the clock extracting means extracts a clock signal included in the optical signal based on the rectified signal of the differential electric signal. That is, the difference detecting means detects a changed portion of the input optical signal, that is, a differential waveform based on the difference between the first optical signal and the second optical signal. As a result, it is possible to obtain information as a source of the clock signal included in the optical signal as it is in the state of the optical signal, and to speed up the signal processing and simplify the electric circuit configuration for extracting the clock signal. Become.

【0011】[0011]

【実施例】以下に、本発明の光受信装置における実施例
を図に基づいて説明する。図1は第1実施例における光
受信装置を説明するブロック図、図2は第1実施例の光
受信装置の動作を説明する信号波形図である。図1に示
すように、第1実施例における光受信装置は、主として
光ファイバ11から入力した光信号を所定の電気信号に
変換する変換部1と、光信号に基づいてクロック信号を
抽出するリタイミング部2と、変換部1から得た電気信
号とリタイミング部2から得たクロック信号とに基づい
て光信号の識別再生を行う識別器3とから構成される。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of an optical receiver according to the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a block diagram illustrating an optical receiver according to a first embodiment, and FIG. 2 is a signal waveform diagram illustrating an operation of the optical receiver according to the first embodiment. As shown in FIG. 1, the optical receiving apparatus according to the first embodiment mainly includes a conversion unit 1 that converts an optical signal input from an optical fiber 11 into a predetermined electric signal, and a remote unit that extracts a clock signal based on the optical signal. It comprises a timing section 2 and a discriminator 3 for discriminating and reproducing an optical signal based on the electric signal obtained from the conversion section 1 and the clock signal obtained from the retiming section 2.

【0012】変換部1は、光ファイバ11から入力され
た光信号をそのまま増幅する光増幅器12と、光信号を
電気信号に変換するための第1受光素子13と、第1受
光素子13の出力である電気信号を識別器3へ送る前に
増幅する前置増幅器14とを備えている。なお、前置増
幅器14は、識別器3の識別感度が十分であれば必ずし
も必要とするものではない。光増幅器12の出力側には
第1光分岐器10が設けられており、光信号をリタイミ
ング部2へも送る役割を果たしている。また、リタイミ
ング部2は、第2光分岐器20と、光遅延素子21と、
第1バランスドレシーバ23と、第1整流回路24と、
狭帯域フィルタ25と、電気遅延素子26とから構成さ
れている。
The conversion unit 1 includes an optical amplifier 12 for amplifying the optical signal input from the optical fiber 11 as it is, a first light receiving element 13 for converting the optical signal into an electric signal, and an output of the first light receiving element 13. And a preamplifier 14 that amplifies the electric signal before transmitting it to the discriminator 3. The preamplifier 14 is not always necessary if the discriminator 3 has sufficient discrimination sensitivity. A first optical splitter 10 is provided on the output side of the optical amplifier 12 and plays a role of sending an optical signal to the retiming unit 2. The retiming unit 2 includes a second optical splitter 20, an optical delay element 21,
A first balanced receiver 23, a first rectifier circuit 24,
It comprises a narrow band filter 25 and an electric delay element 26.

【0013】さらに、第1バランスドレシーバ23は第
2受光素子23aと第3受光素子23bとを直接に接続
した構成となっている。なお、この第2受光素子23a
のカソードには正電圧の逆バイアスが加えられ、第3受
光素子23bのアノードには負電圧の逆バイアスが加え
られ、第2受光素子23aのアノードと第3受光素子2
3bのカソードとが接続されて出力端子となっている。
Further, the first balanced receiver 23 has a configuration in which the second light receiving element 23a and the third light receiving element 23b are directly connected. The second light receiving element 23a
A negative bias is applied to the anode of the third light receiving element 23b, and a negative bias is applied to the anode of the third light receiving element 23b.
The output terminal is connected to the cathode 3b.

【0014】次に、第1実施例における光受信装置での
信号処理動作を説明する。先ず、光ファイバ11から入
力される光信号は光増幅器12にて増幅され、第1光分
岐器10により2つに分岐される。そして、その一方は
第1受光素子13にて電気信号に変換され、前置増幅器
14を介して識別器3へ送られる。また、第1光分岐器
10にて分岐される他方の光信号は、リタイミング部2
の第2光分岐器20にてさらに2つに分岐され、その一
方が第1バランスドレシーバ23を構成する第2受光素
子23aへ、他方が光遅延素子21を介して第3受光素
子23bへ入力される。
Next, a signal processing operation in the optical receiver according to the first embodiment will be described. First, an optical signal input from the optical fiber 11 is amplified by the optical amplifier 12 and split into two by the first optical splitter 10. One of them is converted into an electric signal by the first light receiving element 13 and sent to the discriminator 3 via the preamplifier 14. The other optical signal split by the first optical splitter 10 is transmitted to the retiming unit 2.
Is further split into two by the second optical splitter 20, one of which is directed to the second light receiving element 23a constituting the first balanced receiver 23, and the other is directed to the third light receiving element 23b via the optical delay element 21. Is entered.

【0015】他方の光信号は、光遅延素子21によって
一方の光信号に対して例えば1/2ビットに相当する遅
延τ1が与えられている。このような2つの光信号が第
1バランスドレシーバ23に入力されると、その出力端
子には各々の光信号の差分に応じた差分電気信号が出力
される。この差分電気信号は、第1整流回路24を介し
て整流され、狭帯域フィルタ25によってその中に含ま
れるクロック信号の抽出が行われる。
The other optical signal is given a delay τ1 corresponding to, for example, ビ ッ ト bit to one optical signal by the optical delay element 21. When such two optical signals are input to the first balanced receiver 23, a differential electric signal corresponding to a difference between the respective optical signals is output to an output terminal thereof. The difference electric signal is rectified through the first rectifier circuit 24, and the narrow band filter 25 extracts the clock signal contained therein.

【0016】クロック信号は、電気遅延素子26を介し
て所定の位相に調整され、クロック出力端子へ出力され
るとともに、識別器3に送られることになる。識別器3
では、変換部1から送られてきた電気信号とリタイミン
グ部2から送られてきたクロック信号とに基づいて光信
号における識別再生を行い、その結果をデータ出力端子
へ出力することになる。
The clock signal is adjusted to a predetermined phase via the electric delay element 26, output to the clock output terminal, and sent to the discriminator 3. Classifier 3
Then, discrimination / reproduction of an optical signal is performed based on the electric signal sent from the conversion unit 1 and the clock signal sent from the retiming unit 2, and the result is output to the data output terminal.

【0017】このような第1実施例の光受信装置におけ
る信号処理動作の一例を図2に基づいて行う。例えば、
入力データ(S1)が図示するような所定の波形から成
るNRZ符号であった場合、図1に示す光遅延素子21
の出力(S2)は入力データ(S1)に対してτ1(例
えば、1/2ビット相当分)遅延する状態になる。ま
た、これらの信号が第1バランスドレシーバ23に入力
された場合、その出力(S3a)である差分電気信号
は、入力データ(S1)の立ち上がり部分でハイレベ
ル、立ち下がりの部分でローレベルとなって現れること
になる。
An example of the signal processing operation in the optical receiver of the first embodiment will be described with reference to FIG. For example,
If the input data (S1) is an NRZ code having a predetermined waveform as shown in the figure, the optical delay element 21 shown in FIG.
(S2) is delayed by .tau.1 (for example, equivalent to 1/2 bit) with respect to the input data (S1). When these signals are input to the first balanced receiver 23, the differential electric signal, which is the output (S3a), has a high level at the rising portion of the input data (S1) and a low level at the falling portion. Will appear.

【0018】つまり、この信号(S3a)が入力データ
(S1)の変化部分をτ1に相当するパルス幅で示した
微分波形ということになる。この微分波形は、光信号を
第1バランスドレシーバ23に入力することで直接得る
ことができるため伝送速度が高速となっても十分対応で
きるようになる。
In other words, this signal (S3a) is a differentiated waveform in which the change in the input data (S1) is indicated by a pulse width corresponding to τ1. This differential waveform can be directly obtained by inputting an optical signal to the first balanced receiver 23, and therefore can sufficiently cope with a high transmission speed.

【0019】さらに、第1バランスドレシーバ23によ
る出力(S3a)を図1に示す第1整流回路24に通す
ことでそのハイレベルの部分のみを抽出することができ
る(図2の波形(S4a)参照)。なお、第1整流回路
24は例えばダイオード1個から構成されるような簡単
な回路であってもよい。この第1整流回路24の出力
(S4a)はクロック成分を有するパルスとなってお
り、これを図1に示す狭帯域フィルタ25に通すこと
で、光信号に含まれるクロック信号を抽出することがで
きるようになる。
Further, by passing the output (S3a) of the first balanced receiver 23 through the first rectifier circuit 24 shown in FIG. 1, only the high level portion can be extracted (the waveform (S4a) in FIG. 2). reference). The first rectifier circuit 24 may be a simple circuit composed of, for example, one diode. The output (S4a) of the first rectifier circuit 24 is a pulse having a clock component, and by passing this pulse through the narrow band filter 25 shown in FIG. 1, a clock signal included in the optical signal can be extracted. Become like

【0020】第1実施例における光受信装置では、第1
光分岐器10および第2光分岐器20を用いて分岐した
光信号をそのまま使用して第1バランスドレシーバ23
でその差分を検出し、複雑な電気回路を介すことなく微
分波形を得るようにしているため、高速信号処理にも十
分対応できるようになる。また、リタイミング部2にお
ける電気回路構成部分が簡素化され、温度変化に対する
影響を少なくすることができ、識別器3における位相余
裕の範囲内にクロック信号の位相を安定化させることが
容易となる。
In the optical receiver according to the first embodiment, the first
The first balanced receiver 23 uses the optical signal branched using the optical splitter 10 and the second optical splitter 20 as it is.
Since the difference is detected and a differential waveform is obtained without passing through a complicated electric circuit, it is possible to sufficiently cope with high-speed signal processing. Further, the electric circuit components in the retiming unit 2 are simplified, the influence on the temperature change can be reduced, and the phase of the clock signal can be easily stabilized within the range of the phase margin in the discriminator 3. .

【0021】次に、本発明の第2実施例における光受信
装置を説明する。図3は第2実施例における光受信装置
を説明するブロック図、図4は第2実施例の動作を説明
する信号波形図である。図3に示すように、第2実施例
における光受信装置では、光ファイバ11、光増幅器1
2、第1受光素子13、前置増幅器14から成る変換部
1および識別器3は第1実施例と同様であるが、リタイ
ミング部2の構成において相違する。以下においては、
この相違するリタイミング部2を中心として説明を行
う。
Next, an optical receiver according to a second embodiment of the present invention will be described. FIG. 3 is a block diagram illustrating an optical receiver according to the second embodiment, and FIG. 4 is a signal waveform diagram illustrating the operation of the second embodiment. As shown in FIG. 3, in the optical receiver according to the second embodiment, the optical fiber 11, the optical amplifier 1
2. The conversion unit 1 including the first light receiving element 13 and the preamplifier 14 and the discriminator 3 are the same as in the first embodiment, but differ in the configuration of the retiming unit 2. In the following,
The description will be made focusing on the different retiming unit 2.

【0022】リタイミング部2は、第2光分岐器20、
光遅延素子21、第3光分岐器30および第4光分岐器
40、第1バランスドレシーバ23および第2バランス
ドレシーバ27、第1整流回路24および第2整流回路
28、加算器29、狭帯域フィルタ25、電気遅延素子
26から構成されている。また、第2バランスドレシー
バ27は、第4受光素子27aと第5受光素子27bと
を直接に接続した構成となっている。なお、この第4受
光素子27aのカソードには正電圧の逆バイアスが加え
られ、第5受光素子27bのアノードには負電圧の逆バ
イアスが加えられ、第4受光素子27aのアノードと第
5受光素子27bのカソードとが接続されて出力端子と
なっている。
The retiming unit 2 includes a second optical splitter 20,
The optical delay element 21, the third optical divider 30 and the fourth optical divider 40, the first balanced receiver 23 and the second balanced receiver 27, the first rectifier circuit 24 and the second rectifier circuit 28, the adder 29, It comprises a bandpass filter 25 and an electric delay element 26. Further, the second balanced receiver 27 has a configuration in which the fourth light receiving element 27a and the fifth light receiving element 27b are directly connected. A reverse bias of a positive voltage is applied to the cathode of the fourth light receiving element 27a, and a reverse bias of a negative voltage is applied to the anode of the fifth light receiving element 27b. The output terminal is connected to the cathode of the element 27b.

【0023】この第2バランスドレシーバ27には、第
3光分岐器30および第4光分岐器40から2つの光信
号が各々入力される。また、その出力は第2整流回路2
8を介して整流され、加算器29によって第1整流回路
24からの整流信号と加算されるようになっている。
The second balanced receiver 27 receives two optical signals from the third optical splitter 30 and the fourth optical splitter 40, respectively. The output is the second rectifier circuit 2
8, and is added to the rectified signal from the first rectifier circuit 24 by the adder 29.

【0024】次に、第2実施例における光受信装置での
信号処理動作を説明する。先ず、光ファイバ11から入
力される光信号は光増幅器12を介した後に第1光分岐
器10により分岐され、一方は第1受光素子13側へ、
他方はリタイミング部2側へ送られる。第1受光素子1
3側へ送られる光出力に対する信号処理は第1実施例と
同様でありここでは説明を省略する。リタイミング部2
側へ送られる光信号は、第2光分岐器20によりさらに
2つに分岐され、その一方が第1バランスドレシーバ2
3の第2受光素子23aへ、他方が光遅延素子21を介
して第3受光素子23bへ送られる。この第1バランス
ドレシーバ23からは、第1実施例で説明したと同様に
所定の差分電気信号が出力されることになる。
Next, a signal processing operation in the optical receiver according to the second embodiment will be described. First, an optical signal input from the optical fiber 11 is split by the first optical splitter 10 after passing through the optical amplifier 12, one of which is directed to the first light receiving element 13 side.
The other is sent to the retiming unit 2 side. First light receiving element 1
The signal processing for the light output sent to the third side is the same as in the first embodiment, and the description is omitted here. Retiming unit 2
The optical signal sent to the side is further split into two by the second optical splitter 20, one of which is split into the first balanced receiver 2.
3 is sent to the second light receiving element 23a, and the other is sent to the third light receiving element 23b via the optical delay element 21. From the first balanced receiver 23, a predetermined differential electric signal is output in the same manner as described in the first embodiment.

【0025】一方、第2光分岐器20で分けられた2つ
の光信号は、第3光分岐器30、第4光分岐器40によ
って各々分岐され、第2バランスドレシーバ27へ入力
される。すなわち、光ファイバ11から入力された光信
号が第5受光素子27bへ送られ、この光信号に対して
τ1遅延する光信号が第4受光素子27aへ送られる。
第4受光素子27aおよび第5受光素子27bにて構成
される第2バランスドレシーバ27からは、第1バラン
スドレシーバ23からの出力である差分電気信号(以
下、第1の差分電気信号と言う。)と逆極性となる差分
電気信号(以下、第2の差分電気信号と言う。)が出力
されることになる。
On the other hand, the two optical signals split by the second optical splitter 20 are split by the third optical splitter 30 and the fourth optical splitter 40, respectively, and are input to the second balanced receiver 27. That is, an optical signal input from the optical fiber 11 is sent to the fifth light receiving element 27b, and an optical signal delayed by τ1 with respect to this optical signal is sent to the fourth light receiving element 27a.
The second balanced receiver 27 composed of the fourth light receiving element 27a and the fifth light receiving element 27b outputs a differential electric signal (hereinafter, referred to as a first differential electric signal) output from the first balanced receiver 23. .) (Hereinafter, referred to as a second differential electric signal).

【0026】加算器29では、第1の差分電気信号を第
1整流回路24で整流したものと、第2の差分電気信号
を第2整流回路28で整流したものとを加算する処理を
行っており、その結果を狭帯域フィルタ25へ送ってい
る。狭帯域フィルタ25では加算器29から送られた整
流信号に基づき所定のクロック信号を抽出し、これを電
気遅延素子26を介してクロック出力端子および識別器
3へ送っている。識別器3は、狭帯域フィルタ25を介
して送られたクロック信号と、変換部1から送られる電
気信号とに基づき光信号における識別再生を行い、その
結果をデータ出力端子へ出力することになる。
The adder 29 performs a process of adding a signal obtained by rectifying the first differential electric signal by the first rectifier circuit 24 and a signal obtained by rectifying the second differential electric signal by the second rectifier circuit 28. The result is sent to the narrow band filter 25. The narrow band filter 25 extracts a predetermined clock signal based on the rectified signal sent from the adder 29, and sends it to the clock output terminal and the discriminator 3 via the electric delay element 26. The discriminator 3 discriminates and reproduces the optical signal based on the clock signal sent through the narrow band filter 25 and the electric signal sent from the converter 1, and outputs the result to the data output terminal. .

【0027】次に、第2実施例における光受信装置での
信号処理動作の一例を図4に基づいて行う。例えば、入
力データ(S1)が図示するような所定の波形から成る
NRZ符号であった場合、図3に示す光遅延素子21の
出力(S2)は入力データ(S1)に対してτ1(例え
ば、1/2ビット相当分)遅延する状態になる。また、
これらの信号が第2バランスドレシーバ27に入力され
た場合、その出力(S3b)である第2の差分電気信号
は、入力データ(S1)の立ち上がり部分でローレベ
ル、立ち下がり部分でハイレベルとなって現れることに
なる。
Next, an example of a signal processing operation in the optical receiver according to the second embodiment will be described with reference to FIG. For example, when the input data (S1) is an NRZ code having a predetermined waveform as shown in FIG. 3, the output (S2) of the optical delay element 21 shown in FIG. (Equivalent to 1/2 bit). Also,
When these signals are input to the second balanced receiver 27, the second differential electric signal, which is the output (S3b), has a low level at the rising edge of the input data (S1) and a high level at the falling edge. Will appear.

【0028】この第2の差分電気信号を図3に示す第2
整流回路28に通すことで、図4に示すような第2整流
回路の出力(S4b)が得られる。図3に示す加算器2
9では、この第2整流回路の出力(S4b)と第1整流
回路24の出力(S4a)と加算して、図4に示す加算
器の出力(S5)を図4に示す狭帯域フィルタ25へ送
っている。すなわち、この加算器の出力(S5)は、入
力データ(S1)の立ち上がりおよび立ち下がり部分を
示すパルス幅τ1に相当する信号となる。
The second differential electric signal is converted to the second differential electric signal shown in FIG.
By passing through the rectifier circuit 28, an output (S4b) of the second rectifier circuit as shown in FIG. 4 is obtained. Adder 2 shown in FIG.
9, the output (S4b) of the second rectifier circuit and the output (S4a) of the first rectifier circuit 24 are added, and the output (S5) of the adder shown in FIG. 4 is sent to the narrow band filter 25 shown in FIG. sending. That is, the output (S5) of the adder is a signal corresponding to the pulse width τ1 indicating the rising and falling portions of the input data (S1).

【0029】狭帯域フィルタ25は、この加算器の出力
(S5)に基づいて光信号に含まれるクロック信号を抽
出することになる。すなわち、第2実施例における光受
信装置では、第1実施例の光受信装置と比べて2倍のパ
ルス数の波形を狭帯域フィルタ25へ送ることができ、
これによって抽出するクロック信号の振幅を増加させる
ことが可能となる。つまり、狭帯域フィルタ25の正弦
波出力振幅の平均値Aave は一般的に(1)式で与えら
れる。
The narrow band filter 25 extracts a clock signal included in the optical signal based on the output (S5) of the adder. That is, in the optical receiving device according to the second embodiment, a waveform having twice the number of pulses can be sent to the narrowband filter 25 as compared with the optical receiving device according to the first embodiment.
This makes it possible to increase the amplitude of the extracted clock signal. That is, the average value Aave of the sine wave output amplitude of the narrow band filter 25 is generally given by equation (1).

【0030】[0030]

【数1】 (Equation 1)

【0031】ここで、Nは狭帯域フィルタ25の入力波
形のマーク率(1/N)、Qは狭帯域フィルタ25の特
性を示す値である。例えば、Q=1000とし、第1実
施例における狭帯域フィルタ25(図1参照)のマーク
率を1/4、第2実施例における狭帯域フィルタ25
(図3参照)のマーク率を1/2とした場合、第1実施
例と第2実施例との狭帯域フィルタの出力振幅における
比は(2)式のようになる。
Here, N is the mark ratio (1 / N) of the input waveform of the narrow band filter 25, and Q is a value indicating the characteristic of the narrow band filter 25. For example, Q = 1000, the mark rate of the narrow band filter 25 (see FIG. 1) in the first embodiment is 1/4, and the narrow band filter 25 in the second embodiment is
When the mark ratio of (see FIG. 3) is 1 /, the ratio of the output amplitude of the narrow-band filter between the first embodiment and the second embodiment is as shown in equation (2).

【0032】[0032]

【数2】 (Equation 2)

【0033】したがって、第2実施例における光受信装
置では、狭帯域フィルタ25から識別器3へ送られるク
ロック信号の振幅が、第1実施例と比べて約2倍にな
る。これは、光分岐器10、20、30、40や狭帯域
フィルタ25での挿入損失を補い、識別器3へのクロッ
ク信号の振幅を十分に得たい場合に有効となる。
Therefore, in the optical receiver according to the second embodiment, the amplitude of the clock signal sent from the narrow band filter 25 to the discriminator 3 is about twice as large as that of the first embodiment. This is effective when the insertion loss in the optical splitters 10, 20, 30, 40 and the narrow-band filter 25 is compensated, and it is desired to sufficiently obtain the amplitude of the clock signal to the discriminator 3.

【0034】[0034]

【発明の効果】以上説明したように、本発明の光受信装
置によれば次のような効果がある。すなわち、本発明の
光受信装置では、リタイミング部の主要部分つまり入力
される光信号に基づきその微分波形を得る部分を光学的
に構成しているため、高速信号処理にも十分対応できる
ようになる。また、リタイミング部における電気回路構
成部分が簡素化され、温度変化に対する影響を少なくす
ることができ、識別器における位相余裕の範囲内にクロ
ック信号の位相を安定化させることが容易となる。これ
らによって、高速信号処理を行う光伝送システムを構築
する上で信頼性の高い光受信装置を提供することが可能
となる。
As described above, the optical receiving apparatus according to the present invention has the following effects. That is, in the optical receiver of the present invention, the main part of the retiming unit, that is, the part that obtains its differential waveform based on the input optical signal is optically configured, so that it can sufficiently cope with high-speed signal processing. Become. Further, the electric circuit components in the retiming unit are simplified, the influence on the temperature change can be reduced, and the phase of the clock signal can be easily stabilized within the range of the phase margin in the discriminator. These make it possible to provide an optical receiving device that is highly reliable in constructing an optical transmission system that performs high-speed signal processing.

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

【図1】本発明の第1実施例を説明するブロック図であ
る。
FIG. 1 is a block diagram illustrating a first embodiment of the present invention.

【図2】第1実施例の動作を説明する信号波形図であ
る。
FIG. 2 is a signal waveform diagram for explaining the operation of the first embodiment.

【図3】本発明の第2実施例を説明するブロック図であ
る。
FIG. 3 is a block diagram illustrating a second embodiment of the present invention.

【図4】第2実施例の動作を説明する信号波形図であ
る。
FIG. 4 is a signal waveform diagram for explaining the operation of the second embodiment.

【図5】従来例を説明するブロック図である。FIG. 5 is a block diagram illustrating a conventional example.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 変換部 2 リタイミング部 3 識別器 10 第1光分岐器 11 光ファイバ 13 第1受光素子 20 第2光分岐器 21 光遅延素子 23 第1バランスドレシーバ 24 第1整流回路 25 狭帯域フィルタ REFERENCE SIGNS LIST 1 conversion unit 2 retiming unit 3 discriminator 10 first optical splitter 11 optical fiber 13 first light receiving element 20 second optical splitter 21 optical delay element 23 first balanced receiver 24 first rectifier circuit 25 narrow band filter

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI H04B 10/26 (72)発明者 前田 英成 東京都港区虎ノ門1丁目7番12号 沖電 気工業株式会社内 (56)参考文献 特開 平3−6541(JP,A) 特開 平5−110514(JP,A) 特開 平2−52535(JP,A) 特開 昭62−245751(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H04B 10/00 ──────────────────────────────────────────────────の Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI H04B 10/26 (72) Inventor Hidenari Maeda 1-7-12 Toranomon, Minato-ku, Tokyo Oki Electric Industry Co., Ltd. (56 References JP-A-3-6541 (JP, A) JP-A-5-110514 (JP, A) JP-A-2-52535 (JP, A) JP-A-62-257551 (JP, A) (58) Field surveyed (Int. Cl. 7 , DB name) H04B 10/00

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 入力される光信号から所定の電気信号を
得るための変換手段と、 前記光信号から分岐された第1の光信号と、該第1の光
信号に対して所定時間遅延した第2の光信号とを得るた
めの光分岐手段と、 前記第1の光信号と前記第2の光信号との差分に応じた
差分電気信号を得るための差分検出手段と、 前記差分検出手段にて得た差分電気信号を整流し、その
整流信号に基づいて前記光信号に含まれるクロック信号
を抽出するためのクロック抽出手段と、 前記変換手段から得た前記電気信号と、前記クロック抽
出手段から得た前記クロック信号とに基づいて前記光信
号の識別再生を行う識別手段とを備えていることを特徴
とする光受信装置。
A converter for obtaining a predetermined electrical signal from an input optical signal; a first optical signal branched from the optical signal; and a first optical signal delayed by a predetermined time with respect to the first optical signal. Optical branching means for obtaining a second optical signal; difference detecting means for obtaining a differential electric signal corresponding to a difference between the first optical signal and the second optical signal; and the differential detecting means Clock extracting means for rectifying the differential electric signal obtained in the above, and extracting a clock signal included in the optical signal based on the rectified signal; the electric signal obtained from the converting means; and the clock extracting means. And a discriminating means for discriminating and reproducing the optical signal based on the clock signal obtained from the optical receiver.
【請求項2】 前記差分検出手段は、前記第1の光信号
と前記第2の光信号との差分に応じた第1の差分電気信
号と、該第1の差分電気信号と逆極性の第2の差分電気
信号とを得て、 前記クロック抽出手段は、前記第1の差分電気信号を整
流しかつ前記第2の差分電気信号を整流して、その2つ
の整流信号に基づいて前記クロック信号を抽出すること
を特徴とする請求項1記載の光受信装置。
2. The method according to claim 1, wherein the difference detecting unit includes a first difference electric signal corresponding to a difference between the first light signal and the second light signal, and a first difference electric signal having a polarity opposite to the first difference electric signal. And the clock extracting means rectifies the first differential electric signal and rectifies the second differential electric signal, and generates the clock signal based on the two rectified signals. 2. The optical receiving device according to claim 1, wherein
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