JP3110277B2 - 光識別再生回路 - Google Patents

光識別再生回路

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    • H04BTRANSMISSION
    • H04B10/00Transmission systems employing electromagnetic waves other than radio-waves, e.g. infrared, visible or ultraviolet light, or employing corpuscular radiation, e.g. quantum communication
    • H04B10/29Repeaters
    • H04B10/291Repeaters in which processing or amplification is carried out without conversion of the main signal from optical form
    • H04B10/299Signal waveform processing, e.g. reshaping or retiming
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04LTRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L7/00Arrangements for synchronising receiver with transmitter
    • H04L7/0075Arrangements for synchronising receiver with transmitter with photonic or optical means

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、伝送する際に劣化した
光信号を再生する光識別再生回路に係わり、特に光信号
を一旦電気信号に変換することなく、光のまま再生する
光識別再生回路に関する。
【0002】
【従来の技術】光信号が、光ファイバ中を伝送する際に
波形になまりや歪みなどの劣化を生じる。波形劣化は、
受信する際に符号誤りを起こすため、長距離を伝送する
場合には、適当な距離ごとに中継装置を設けて、光信号
の波形を整形し伝送を行っている。
【0003】従来から用いられている3R中継器は、光
信号を一旦電気信号に変換して、電気の状態で、等価増
幅、タイミング識別再生をし、再生した電気信号を光信
号に変換して送出している。電気回路の電気信号処理速
度は、回路の速度に依存するため限界がある。そこで、
光のまま波形の整形を行うことができる光識別再生回路
が注目されている。
【0004】図3は、現在検討されている光識別再生回
路の構成の概要を表わしたものである。光ファイバ中を
伝送してくる光信号101は、所定のビットレートで伝
送している。長距離伝送されることによって、光信号1
01はその波形に劣化が生じている。光信号101は、
光分岐器102にて光信号103と光信号104に分岐
される。光信号103は光識別回路105に、光信号1
04は光分岐器106にそれぞれ入力される。光分岐器
106で分岐された後の一方の光信号は光ファイバ10
7を通じて、光クロック生成回路108に入力される。
分岐された他方の光信号109はそのまま放出される。
光クロック生成手段108は、光ファイバ107を通じ
て入力された光信号を基に光クロック信号を生成する。
【0005】光クロック信号生成回路108としては、
モード・ロック・レーザダイオード(Mode Locked-LASER
Diode) を使用いている。これは、所定の入出力ポート
から入力される光信号に含まれるクロック成分に同期し
た光クロック信号を同一の入出力ポートから出力する光
回路である。生成した光クロック信号は、入力光と同一
のポートから出力され光ファイバ107を通じて光分岐
器106に入力される。光クロック信号は光分岐器10
6を介して光識別回路105に入力される。
【0006】 光識別回路105は、光クロック信号を
光信号103と同期をとって再生する回路である。光識
別回路としては、非線形光ループミラー(Nonlin
ear Optical Loop Mirror)と
呼ばれる光アンドゲートが考えられている。光アンドゲ
ートは、光りクロック信号と光信号103の間の論理積
を光のままでとる回路である。光識別回路105は、入
力された光信号103と光クロック信号が同期して存在
するときのみ、光信号を送出する回路である。
【0007】このように光分岐器102、および光分岐
器106を介して入力された光信号を基にして光クロッ
ク信号を生成し、これと光信号との論理積を光識別回路
105でとることによって、光信号を再生している。
【0008】特開平5−83200号公報には、光のま
ま光信号の再生を行う光再生中継器が開示されている。
この光再生中継器では、入力される光信号を分岐し、そ
の一方を電気信号に変換した後、クロック成分を抽出し
ている。これをタイミング信号として用いて分岐された
他方の光信号を再生している。
【0009】また特開平5−346599号公報には、
入力される光信号を光クロック信号に応じて再生する光
識別再生器が開示されている。 この光識別再生器は光
ファイバ中の4光子混合という作用を利用している。4
光子混合とは、光ファイバ中の3次の非線形効果によ
り、波長の異なる2波あるいは3波の光から、位相整合
条件を満足する第3の波長の光が発生する現象をいう。
たとえば、光信号パルス列(角周波数ω1 )と、光クロ
ックパルス列(角周波数ω3 )とを光ファイバに入射
し、4光子混合により発生した角周波数ω4 (ω4 =2
ω1 −ω3 )の光のみを出力光として取り出すとする。
ここで、4光子混合は光信号パルスと光信号クロックパ
ルスが同時に入射したときのみ発生するので、これらの
パルスの論理積をとったことになり、光アンドゲートの
機能を果たしている。だたし、4光子混合光は、信号光
の波長とは別の波長になっている。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】特開平5−83200
号公報に開示されている光再生中継器では、光信号の再
生自体は光のまま行われるが、再生のためのクロック信
号は電気信号に変換されて抽出されている。このため、
取り扱うことのできる光信号のビットレートはクロック
信号を取り出すための電気回路の処理速度によって制限
されてしまうという問題がある。
【0011】図3に示した光識別回路で使用する光アン
ドゲートは、特開平5−346599号公報に開示され
ている4光子混合を用いて実現することができる。ま
た、電気信号に変換することなく光のまま光クロック信
号を生成しているので、電気回路の周波数特性による制
限を受けず、ビットレートの高い光信号でも再生するこ
とができる。しかしながら、その波長が異なってしまう
という問題がある。また、光クロック生成回路として用
いているモード・ロック・レーザダイオードは、生成し
た光クロック信号をクロック成分を抽出するための光信
号を入力したポートと同一のポートから出力する。この
ため、光クロック信号だけを分岐抽出して光識別回路に
入力しなければならない。
【0012】図3に示した光識別回路では、光クロック
信号を抽出する光学素子として光分岐器を用いているの
で光信号104のうちの半分だけが光クロック生成回路
に108に到達し、残りの半分は光信号109として利
用できない。また、同様に光クロック生成回路から出力
される光クロック信号のうちの半分だけが光識別回路1
05に入力され、残りの半分は、光分岐器102に戻さ
れてしまう。これらのために光識別回路105に到達す
る光クロック信号が効果的に入力されないという問題が
ある。
【0013】そこで本発明の目的は、光クロック生成回
路に同一ポートを通じて入出力される光信号と光クロッ
ク信号とを少ない減衰率で分岐し光識別回路に効率よく
光クロック信号を供給することのできる光識別再生回路
を提供することにある。
【0014】
【課題を解決するための手段】請求項1記載の発明で
は、(イ)任意のビットレートのディジタル情報を伝送
する光信号を第1のポートから入力してこれを第2のポ
ートから出力するとともに、第2のポートから入力され
る光信号を第3のポートから出力する光方向性分岐手段
と、(ロ)この光方向性分岐手段の第2のポートから出
力される光信号を所定の入出力ポートから入力してこの
光信号の伝送するビットレートと等しい周波数の光クロ
ック信号を生成するとともにこれを所定の入出力ポート
から出力して光方向性分岐手段の第2のポートに入力す
る光クロック生成手段と、(ハ)所定のビットレートの
ディジタル情報を伝送する光信号と光方向性分岐手段の
第3のポートから出力される光クロック信号を入力して
このうちの前記光クロック信号を基にして光信号を整形
して再生する光信号識別手段とを光識別再生回路に具備
させる。
【0015】すなわち請求項1記載の発明では、所定の
入出力ポートを通じて光クロック生成手段に入力される
光信号と、同一の入出力ポートから出力される光クロッ
ク信号とを光方向性分岐手段を用いて分離している。こ
れにより、分離による光強度の減衰量を少なくすること
ができる。
【0016】請求項2記載の発明では、光方向性分岐手
段として光サーキュレータを用いている。
【0017】すなわち請求項2記載の発明では、光方向
性分岐手段として光サーキュレータを用いている。光サ
ーキュレータは、通過損失が少ないので、分離による光
の強度の減衰量が極めて少ない。
【0018】請求項3記載の発明では、光クロック生成
手段として、モード・ロック・レーザダイオードを用い
ている。
【0019】すなわち請求項3記載の発明では、光クロ
ック生成手段として、モード・ロック・レーザダイオー
ドを用いている。この概念のモード・ロック・レーザダ
イオードは、入力された光信号と同期して光信号を発生
するため、ビットレートに対応した光クロック信号を生
成することができる。
【0020】請求項4記載の発明では、光信号識別手段
を光アンドゲートで構成している。
【0021】すなわち請求項4記載の発明では、光信号
識別手段を光アンドゲートで構成している。光アンドゲ
ートは光のまま論理積をとることができるので、超高速
の信号を取り扱うことができる。
【0022】
【実施例】以下実施例につき本発明を詳細に説明する。
【0023】図1は、本発明の一実施例における光識別
再生回路の構成の概要を表わしたものである。光ファイ
バを伝送されてくる光信号11は、所定のビットレート
の光信号を伝送している。長距離伝送されることによっ
て、光信号11はその波形になまりが生じている。光信
号11は、光分岐器12にて光信号13と光信号14に
分岐される。光信号13は光識別回路15に、光信号1
4は光方向性分岐回路16の第1のポート17にそれぞ
れ入力されている。光信号14は光方向性分岐回路16
の第2のポート18から出力され、光ファイバ19を介
して、光クロック生成回路21に入力される。
【0024】 光クロック信号生成回路21としては、
モード・ロック・レーザダイオードを用いている。光ク
ロック信号生成回路21の出力する光クロック信号は、
入力光と同一ポートから出力され、光ファイバ19を通
じて光方向性分岐回路16の第2のポート18に入力さ
れる。光クロック信号は光方向性分岐回路16の第3の
ポート22から出力されて光識別回路15に入力され
る。光識別回路15としては、非線形光ループミラー
呼ばれる光アンドゲートを用いている。光アンドゲート
により光クロック信号と光信号13の間の論理積を光の
ままでとることができる。
【0025】このように、図1に示した光識別再生回路
では、光方向性分岐回路18を用いて光信号14と光ク
ロック信号とを分離している。光方向性分岐回路18の
第1のポート17から入力された光信号はほとんど損失
なく第2のポート18に出力される。また、第2のポー
トから入力された光クロック信号もほとんど損失なく第
3のポート22に出力される。このため、光分岐器のよ
うに大きく減衰することなく、光信号と光クロック信号
とを分離することができる。
【0026】光方向性分岐回路としては、光アイソレー
タの組み合わせ、あるいは光サーキュレータを用いるこ
とができる。
【0027】図2は、光サーキュレータを用いた光識別
再生回路の構成の概要を表わしたものである。図1と同
一の部分には同一の符号を付してあり、これらの説明を
適宜省略する。この光識別再生回路では、光方向性分岐
回路として光ーキュレータ31を用いている。光サーキ
ュレータ31は、4つの入出力ポートを備えている。こ
のうち、図2では第1〜第3の入出力ポートだけを使用
している。
【0028】光サーキュレータ31は、第1の入出力ポ
ート32から入力された光信号を第2の入出力ポート3
3に出力し、第2の入出力ポート33から入力された光
信号を第3の入出力ポート34に出力する。第3の入出
力ポート34から入力された光信号は第4の入出力ポー
ト35に出力され、第4の入出力ポート35から入力さ
れた光信号は、第1の入出力ポート32から出力され
る。
【0029】ここでは、光分岐器12で分岐された後の
光信号を第1の入出力ポート32から入力し、第2の入
出力ポート33から出力させて光クロック生成回路21
に入力している。光クロック生成回路21の出力する光
クロック信号は、光サーキュレータ31の第2の入出力
ポート33から入力されて第3の入出力ポート34を通
じて光識別回路15に入力されている。光サーキュレー
タ31を用いることによって光クロック生成回路21に
入力される光信号と出力される光クロック信号とを、そ
の進行方向別に少ない通過損失で分離することができ
る。
【0030】
【発明の効果】以上説明したように請求項1記載の発明
によれば、光方向性分岐手段によって光クロック生成手
段に入出力される光信号と光クロック信号を分離したの
で、光強度の減衰量を少なくすることができる。
【0031】また請求項2記載の発明によれば、光方向
性分岐手段として光サーキュレータを用いたので、容易
に光信号と光クロック信号の分離を行うことができる。
【0032】さらに請求項3記載の発明によれば、光ク
ロック生成手段としてモード・ロック・レーザダイオー
ドを用いたので、電気信号に一旦変換すること無く光信
号のビットレートと等しい周波数の光クロック信号を生
成することができる。これにより高いビットレートであ
っても、これと同一周波数の光クロック信号を生成する
ことができる。
【0033】また請求項4記載の発明によれば、光アン
ドゲートを用いて光のまま論理積をとったので、高いビ
ットレートの光信号であってもその波形を整形して再生
することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例における光識別再生回路の構
成の概要を表わしたブロック図である。
【図2】光方向性分岐回路として光サーキュレータを用
いた光識別再生回路の構成を表わしたブロック図であ
る。
【図3】従来から使用されている光識別再生回路の構成
の概要を表わしたブロック図である。
【符号の説明】
11 光信号 12 光分岐器 15 光識別回路 16 光方向性分岐回路 17、18、22、32、33、34 入出力ポート 21 光クロック生成回路 31 光サーキュレータ

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 任意のビットレートのディジタル情報を
    伝送する光信号を第1のポートから入力してこれを第2
    のポートから出力するとともに、第2のポートから入力
    される光信号を第3のポートから出力する光方向性分岐
    手段と、 この光方向性分岐手段の第2のポートから出力される光
    信号を所定の入出力ポートから入力してこの光信号の伝
    送するビットレートと等しい周波数の光クロック信号を
    生成するとともにこれを前記所定の入出力ポートから出
    力して前記光方向性分岐手段の第2のポートに入力する
    光クロック生成手段と、 前記所定のビットレートのディジタル情報を伝送する光
    信号前記光方向性分岐手段の第3のポートから出力さ
    れる光クロック信号を入力してこのうちの前記光クロッ
    ク信号を基にして光信号を整形して再生する光信号識別
    手段とを具備することを特徴とする光識別再生回路。
  2. 【請求項2】 前記光方向性分岐手段は、光サーキュレ
    ータであることを特徴とする請求項1記載の光識別再生
    回路。
  3. 【請求項3】 前記光クロック生成手段は、モード・ロ
    ック・レーザダイオードであることを特徴とする請求項
    1記載の光識別再生回路。
  4. 【請求項4】 前記光信号識別手段は、非線形光ループ
    ミラーであることを特徴とする請求項1記載の光識別再
    生回路。
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