JP3250741B2 - 光分離装置 - Google Patents
光分離装置Info
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- JP3250741B2 JP3250741B2 JP01219592A JP1219592A JP3250741B2 JP 3250741 B2 JP3250741 B2 JP 3250741B2 JP 01219592 A JP01219592 A JP 01219592A JP 1219592 A JP1219592 A JP 1219592A JP 3250741 B2 JP3250741 B2 JP 3250741B2
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、光通信装置に用いられ
る光分離装置に関し、特に、時分割多重されたビットレ
ート数１０Ｇb/s 以上の超高速信号をビットレートの低
い複数チャネルの光信号列に分離する光分離装置に関す
る。
る光分離装置に関し、特に、時分割多重されたビットレ
ート数１０Ｇb/s 以上の超高速信号をビットレートの低
い複数チャネルの光信号列に分離する光分離装置に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】現在実用に供されている光通信システム
においては、伝送路容量を増加させるために電子回路に
よってデータの時分割多重化がおこなわれ、一本の光フ
ァイバで１．８Ｇb/s のデータの伝送が実現されてい
る。現状の電子回路の応答速度制限（１０−２０Ｇb/s
）を打破し、一層の高多重化を実現するための手段と
して、光学的にデータの時分割多重／分離を行う方法が
考えられている。これは、デューティ比の小さな光短パ
ルス列を外部変調器で変調してデータを乗せ、これを何
チャネルか光学的に多重化して、高ビットレートの光信
号列を作りだして伝送し、伝送後、これを光学的に元の
チャネル毎に分離するという方法である。短パルス列を
光学的に多重化することは、損失さえ問題にしなけれ
ば、光スターカップラを用いて容易に行うことができ
る。これに対し、光学的な分離は、非常に高速の光スイ
ッチが必要になり、これを実現するために現在まで以下
に説明するように電気光学効果、或いは光kerr効果を利
用した２×２光スイッチを用いる方法が提案されてい
る。
においては、伝送路容量を増加させるために電子回路に
よってデータの時分割多重化がおこなわれ、一本の光フ
ァイバで１．８Ｇb/s のデータの伝送が実現されてい
る。現状の電子回路の応答速度制限（１０−２０Ｇb/s
）を打破し、一層の高多重化を実現するための手段と
して、光学的にデータの時分割多重／分離を行う方法が
考えられている。これは、デューティ比の小さな光短パ
ルス列を外部変調器で変調してデータを乗せ、これを何
チャネルか光学的に多重化して、高ビットレートの光信
号列を作りだして伝送し、伝送後、これを光学的に元の
チャネル毎に分離するという方法である。短パルス列を
光学的に多重化することは、損失さえ問題にしなけれ
ば、光スターカップラを用いて容易に行うことができ
る。これに対し、光学的な分離は、非常に高速の光スイ
ッチが必要になり、これを実現するために現在まで以下
に説明するように電気光学効果、或いは光kerr効果を利
用した２×２光スイッチを用いる方法が提案されてい
る。
【０００３】図９は、従来例を説明するための図であ
り、例として４チャネル多重された光信号を各チャネル
毎に分離する場合について説明する。４チャネル時間分
割多重された光信号（ビットレートＭb/s ）は２×２光
スイッチ４０１に入力される。光スイッチ４０１はＭ／
２Ｈｚで入力信号を交互に２つの出力ポートに出力す
る。従って、一方の出力ポートからはチャネル１とチャ
ネル３の信号が（４０２）、他方からはチャネル２とチ
ャネル４の信号が（４０３）それぞれ出力される。それ
ぞれの信号は次の２×２光スイッチ４０４、４０５に入
力される。光スイッチ４０４、４０５はＭ／４Ｈｚで入
力信号を交互に２つの出力ポートに出力する。従って、
光スイッチ４０４の一方の出力ポートからはチャネル１
の信号が（４０６）、他方からはチャネル３の信号が
（４０７）それぞれ出力される。同様に、光スイッチ４
０５の一方の出力ポートからはチャネル２の信号が（４
０８）、他方からはチャネル４の信号が（４０９）それ
ぞれ出力される。
り、例として４チャネル多重された光信号を各チャネル
毎に分離する場合について説明する。４チャネル時間分
割多重された光信号（ビットレートＭb/s ）は２×２光
スイッチ４０１に入力される。光スイッチ４０１はＭ／
２Ｈｚで入力信号を交互に２つの出力ポートに出力す
る。従って、一方の出力ポートからはチャネル１とチャ
ネル３の信号が（４０２）、他方からはチャネル２とチ
ャネル４の信号が（４０３）それぞれ出力される。それ
ぞれの信号は次の２×２光スイッチ４０４、４０５に入
力される。光スイッチ４０４、４０５はＭ／４Ｈｚで入
力信号を交互に２つの出力ポートに出力する。従って、
光スイッチ４０４の一方の出力ポートからはチャネル１
の信号が（４０６）、他方からはチャネル３の信号が
（４０７）それぞれ出力される。同様に、光スイッチ４
０５の一方の出力ポートからはチャネル２の信号が（４
０８）、他方からはチャネル４の信号が（４０９）それ
ぞれ出力される。
【０００４】光スイッチとして用いられた２×２光スイ
ッチとしては、ＬｉＮｂＯ３結晶上に形成されたマッハ
ツェンダ型干渉計の光路長を電界を印加することで電気
光学効果を介して変化させるスイッチや、光ファイバで
干渉計を形成し、光路長を高強度の光パルスを伝搬させ
ることで、光kerr効果を介して変化させるスイッチがあ
る。前者を用いた光分離装置については、R.S.Tuckerら
による"16Gb/s fibretransmission experiment using o
ptical time-division multiplexing", Electronics Le
tters,vol.23 pp.1270-1271,1987 に詳細に述べられて
いる。また、後者については、高田らによる"Demultipl
exing of 40-Gb/s optical signal to 2.5 gb/s using
a nonlinear fiber loop mirror driven by amplified,
again-switched laser diode", Technical digest of
OFC '91,YuN3,1991 に詳述されている。
ッチとしては、ＬｉＮｂＯ３結晶上に形成されたマッハ
ツェンダ型干渉計の光路長を電界を印加することで電気
光学効果を介して変化させるスイッチや、光ファイバで
干渉計を形成し、光路長を高強度の光パルスを伝搬させ
ることで、光kerr効果を介して変化させるスイッチがあ
る。前者を用いた光分離装置については、R.S.Tuckerら
による"16Gb/s fibretransmission experiment using o
ptical time-division multiplexing", Electronics Le
tters,vol.23 pp.1270-1271,1987 に詳細に述べられて
いる。また、後者については、高田らによる"Demultipl
exing of 40-Gb/s optical signal to 2.5 gb/s using
a nonlinear fiber loop mirror driven by amplified,
again-switched laser diode", Technical digest of
OFC '91,YuN3,1991 に詳述されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかし、光kerr効果を
利用した２×２光スイッチは、非常にピークパワーが大
きく、高繰り返しの極短光パルスを用意しなければなら
ず、装置規模が増大する。また、集積化が困難である。
次に、電気光学効果を利用した２×２光スイッチは、最
高で伝送ビットレートの２分の１の周波数で駆動する必
要があるので、伝送ビットレートが増加するに従って、
より高速応答可能な光スイッチや、より高周波の電気の
発信器、増幅器を用意しなければならない。また、光ス
イッチ自体の構成も複雑である。
利用した２×２光スイッチは、非常にピークパワーが大
きく、高繰り返しの極短光パルスを用意しなければなら
ず、装置規模が増大する。また、集積化が困難である。
次に、電気光学効果を利用した２×２光スイッチは、最
高で伝送ビットレートの２分の１の周波数で駆動する必
要があるので、伝送ビットレートが増加するに従って、
より高速応答可能な光スイッチや、より高周波の電気の
発信器、増幅器を用意しなければならない。また、光ス
イッチ自体の構成も複雑である。
【０００６】本発明の目的は上記の問題点に鑑み、単純
な構成で集積化に適し、超高速動作可能にもかかわら
ず、比較的帯域の狭い光スイッチや光ゲートが使用で
き、高周波数の電気発信器や増幅器を必要としない光分
離装置を提供することにある。
な構成で集積化に適し、超高速動作可能にもかかわら
ず、比較的帯域の狭い光スイッチや光ゲートが使用で
き、高周波数の電気発信器や増幅器を必要としない光分
離装置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項１では、伝送路から入力した時間分割多重さ
れたビットレートがＭビット／秒の光信号をビットレー
トＭ／２N ビット／秒（Ｎは自然数（但し、１を除
く））の２N チャネルの光信号列に分割して出力する光
分離装置において、光信号を２N に分割して出力する１
×２N 光カップラと、該光カップラの２N の出力の各々
の後にそれぞれ配置された縦列接続されたＮ個の光ゲー
ト（総数：Ｎ×２N ）を備え、ｎ番目（ｎはＮ以下の自
然数）の光ゲートはＭ／２ n+1 の周波数でオンオフされ
る２個の光ゲートを縦列接続したものからなる。また、
請求項２では、伝送路から入力した時間分割多重された
ビットレートがＭビット／秒の光信号をビットレートＭ
／２N ビット／秒（Ｎは自然数（但し、１を除く））の
２N チャネルの光信号列に分割して出力する光分離装置
において、光信号を２N に分割して出力する１×２N 光
カップラと、該光カップラの２N の出力の各々の後にそ
れぞれ配置された縦列接続されたＮ個の光ゲート（総
数：Ｎ×２N ）を備え、ｎ番目（ｎはＮ以下の自然数）
の光ゲートはマッハツェンダ型強度変調器、又は方向性
結合型強度変調器であり、その動作点は変調器出力が零
の電圧に設定され、Ｍ／２n+1 の周波数で駆動されてい
る。また、請求項３では、伝送路から入力した時間分割
多重されたビットレートがＭビット／秒の光信号をビッ
トレートＭ／２N ビット／秒（Ｎは自然数（但し、１を
除く））の２N チャネルの光信号列に分割して出力する
光分離装置において、光信号を２N に分割して出力する
１×２N 光カップラと、該光カップラの２N の出力の各
々の後にそれぞれ配置された縦列接続されたＮ個の光ゲ
ート（総数：Ｎ×２N ）を備え、ｎ番目（ｎはＮ以下の
自然数）の光ゲートはマッハツェンダ型強度変調器、又
は方向性結合型強度変調器を２個縦列接続し、各々の動
作点は変調器出力が零の電圧に設定され、Ｍ／２ n+1+1
の周波数で駆動されている。
め、請求項１では、伝送路から入力した時間分割多重さ
れたビットレートがＭビット／秒の光信号をビットレー
トＭ／２N ビット／秒（Ｎは自然数（但し、１を除
く））の２N チャネルの光信号列に分割して出力する光
分離装置において、光信号を２N に分割して出力する１
×２N 光カップラと、該光カップラの２N の出力の各々
の後にそれぞれ配置された縦列接続されたＮ個の光ゲー
ト（総数：Ｎ×２N ）を備え、ｎ番目（ｎはＮ以下の自
然数）の光ゲートはＭ／２ n+1 の周波数でオンオフされ
る２個の光ゲートを縦列接続したものからなる。また、
請求項２では、伝送路から入力した時間分割多重された
ビットレートがＭビット／秒の光信号をビットレートＭ
／２N ビット／秒（Ｎは自然数（但し、１を除く））の
２N チャネルの光信号列に分割して出力する光分離装置
において、光信号を２N に分割して出力する１×２N 光
カップラと、該光カップラの２N の出力の各々の後にそ
れぞれ配置された縦列接続されたＮ個の光ゲート（総
数：Ｎ×２N ）を備え、ｎ番目（ｎはＮ以下の自然数）
の光ゲートはマッハツェンダ型強度変調器、又は方向性
結合型強度変調器であり、その動作点は変調器出力が零
の電圧に設定され、Ｍ／２n+1 の周波数で駆動されてい
る。また、請求項３では、伝送路から入力した時間分割
多重されたビットレートがＭビット／秒の光信号をビッ
トレートＭ／２N ビット／秒（Ｎは自然数（但し、１を
除く））の２N チャネルの光信号列に分割して出力する
光分離装置において、光信号を２N に分割して出力する
１×２N 光カップラと、該光カップラの２N の出力の各
々の後にそれぞれ配置された縦列接続されたＮ個の光ゲ
ート（総数：Ｎ×２N ）を備え、ｎ番目（ｎはＮ以下の
自然数）の光ゲートはマッハツェンダ型強度変調器、又
は方向性結合型強度変調器を２個縦列接続し、各々の動
作点は変調器出力が零の電圧に設定され、Ｍ／２ n+1+1
の周波数で駆動されている。
【０００８】
【作用】伝送路から入力した時間分割多重されたビット
レートがＭビット／秒の光信号は、光カップラで２N 分
割され（２N は最終的に分離されるチャネル数）、それ
ぞれＮ段だけ縦列接続されている光ゲートに入力され
る。以下では、２N 分割されるうちの１チャネルに注目
して、作用を説明する。他のチャネルの動作は位相が異
なること以外は同様である。まず最初の光ゲート、即ち
ｎ＝１番目の光ゲートでは、請求項１において該１番目
の光ゲートを構成する２個の縦列接続された光ゲートが
それぞれ周波数Ｍ／２1+1 ＝Ｍ／４でオンオフされ、ま
た、請求項２において該１番目の光ゲートを構成するマ
ッハツェンダ型強度変調器又は方向性結合型強度変調器
が周波数Ｍ／２1+1 ＝Ｍ／４でオンオフされ、また、請
求項３において該１番目の光ゲートを構成する２個の縦
列接続されたマッハツェンダ型強度変調器又は方向性結
合型強度変調器がそれぞれ周波数Ｍ／２1+1+1 ＝Ｍ／８
でオンオフされ、結果的に入力信号がＭ／２でオンオフ
され、１タイムスロット置きに光信号が出力する。これ
により、時間分割多重された光信号は、ビットレートが
１／２の４チャネルの光信号列に変換される。同様にし
てｎ段目の光ゲートを構成する２個の縦列接続された光
ゲートもしくはマッハツェンダ型強度変調器又は方向性
結合型強度変調器もしくは２個の縦列接続されたマッハ
ツェンダ型強度変調器又は方向性結合型強度変調器を、
Ｍ／２ n+1 もしくはＭ／２n+1 もしくはＭ／２ n+1+1 で
オンオフしてやれば、ビットレートを１／２、１／４、
…、１／２N と順々に落として行くことができる。他の
チャネルについても位相を変えて同様の動作をさせてや
ることにより、最終的にビットレートがＭ／２N ビット
／秒の２N チャネルの信号を得ることができる。
レートがＭビット／秒の光信号は、光カップラで２N 分
割され（２N は最終的に分離されるチャネル数）、それ
ぞれＮ段だけ縦列接続されている光ゲートに入力され
る。以下では、２N 分割されるうちの１チャネルに注目
して、作用を説明する。他のチャネルの動作は位相が異
なること以外は同様である。まず最初の光ゲート、即ち
ｎ＝１番目の光ゲートでは、請求項１において該１番目
の光ゲートを構成する２個の縦列接続された光ゲートが
それぞれ周波数Ｍ／２1+1 ＝Ｍ／４でオンオフされ、ま
た、請求項２において該１番目の光ゲートを構成するマ
ッハツェンダ型強度変調器又は方向性結合型強度変調器
が周波数Ｍ／２1+1 ＝Ｍ／４でオンオフされ、また、請
求項３において該１番目の光ゲートを構成する２個の縦
列接続されたマッハツェンダ型強度変調器又は方向性結
合型強度変調器がそれぞれ周波数Ｍ／２1+1+1 ＝Ｍ／８
でオンオフされ、結果的に入力信号がＭ／２でオンオフ
され、１タイムスロット置きに光信号が出力する。これ
により、時間分割多重された光信号は、ビットレートが
１／２の４チャネルの光信号列に変換される。同様にし
てｎ段目の光ゲートを構成する２個の縦列接続された光
ゲートもしくはマッハツェンダ型強度変調器又は方向性
結合型強度変調器もしくは２個の縦列接続されたマッハ
ツェンダ型強度変調器又は方向性結合型強度変調器を、
Ｍ／２ n+1 もしくはＭ／２n+1 もしくはＭ／２ n+1+1 で
オンオフしてやれば、ビットレートを１／２、１／４、
…、１／２N と順々に落として行くことができる。他の
チャネルについても位相を変えて同様の動作をさせてや
ることにより、最終的にビットレートがＭ／２N ビット
／秒の２N チャネルの信号を得ることができる。
【０００９】個々の光ゲートは、光ゲートを２段縦列に
接続した構成としてもよい。２つの光ゲートを互いに逆
相でオンオフすると、全体では単体のオンオフの繰り返
し周波数の２倍でオンオフさせることができる。
接続した構成としてもよい。２つの光ゲートを互いに逆
相でオンオフすると、全体では単体のオンオフの繰り返
し周波数の２倍でオンオフさせることができる。
【００１０】図１は本発明の参考例（特許請求の範囲に
は含まれない。）を説明する構成図，図２は図１の装置
の動作のタイムチャートである。図中１０１は光増幅
器、１０２は１×４光カップラ、１０３から１１０は光
オンオフゲート（以下光ゲート）である。例として４チ
ャネル多重された光信号を各チャネル毎に分離する場合
について説明する（Ｎ＝２）。４チャネル時間分割多重
された光信号１００（ビットレートＭb/s ）は光増幅器
１０１で増幅された後、１×４光カップラ１０２に入力
される。１０２は入力信号を４分割して、４つの出力ポ
ートに出力する。これらはそれぞれ光ゲート１０３から
１０６に入力される。各々の光ゲート１０３〜１０６は
周波数Ｍ／２Ｈｚで入力信号をオンオフし、しかもその
うちの２つの光ゲート１０３と１０５は、残りの２つの
光ゲート１０４と１０６と、互いにπの位相差を持って
動作するので、光ゲート１０３と１０５からは、１タイ
ムスロット置きに光信号１１１が出力され、光ゲート１
０４と１０６からは残りの光信号１１２が同様に１タイ
ムスロット置きに出力される。以上の動作により、時分
割多重された光信号は、ビットレートが１／２のチャネ
ルの光信号列１１１、１１２に変換され、それぞれ光ゲ
ート１０７から１１０に入力される。これら２段目の光
ゲート１０７〜１１０をＭ／４Ｈｚの周波数でオンオフ
してやれば、ビットレートを１／４に落して行くことが
でき、その結果、各々のチャネルに分割された４チャネ
ルの信号１１３から１１６を得る。光カップラによる６
ｄＢの分割損、或いは光ゲートの過剰挿入損失は光増幅
器１０１により補償することができる。
は含まれない。）を説明する構成図，図２は図１の装置
の動作のタイムチャートである。図中１０１は光増幅
器、１０２は１×４光カップラ、１０３から１１０は光
オンオフゲート（以下光ゲート）である。例として４チ
ャネル多重された光信号を各チャネル毎に分離する場合
について説明する（Ｎ＝２）。４チャネル時間分割多重
された光信号１００（ビットレートＭb/s ）は光増幅器
１０１で増幅された後、１×４光カップラ１０２に入力
される。１０２は入力信号を４分割して、４つの出力ポ
ートに出力する。これらはそれぞれ光ゲート１０３から
１０６に入力される。各々の光ゲート１０３〜１０６は
周波数Ｍ／２Ｈｚで入力信号をオンオフし、しかもその
うちの２つの光ゲート１０３と１０５は、残りの２つの
光ゲート１０４と１０６と、互いにπの位相差を持って
動作するので、光ゲート１０３と１０５からは、１タイ
ムスロット置きに光信号１１１が出力され、光ゲート１
０４と１０６からは残りの光信号１１２が同様に１タイ
ムスロット置きに出力される。以上の動作により、時分
割多重された光信号は、ビットレートが１／２のチャネ
ルの光信号列１１１、１１２に変換され、それぞれ光ゲ
ート１０７から１１０に入力される。これら２段目の光
ゲート１０７〜１１０をＭ／４Ｈｚの周波数でオンオフ
してやれば、ビットレートを１／４に落して行くことが
でき、その結果、各々のチャネルに分割された４チャネ
ルの信号１１３から１１６を得る。光カップラによる６
ｄＢの分割損、或いは光ゲートの過剰挿入損失は光増幅
器１０１により補償することができる。
【００１１】以上は４チャネル時分割多重された信号を
４チャネルに分離する場合について説明したが、２N チ
ャネル多重された信号を分離するためには、同様に１：
Ｎ光カップラと光ゲートをＮ段ツリー状に接続し、ｎ段
目の光ゲートをＭ／２N の周波数でオンオフしてやれ
ば、ビットレートを１／２、１／４、…、１／２N と順
々に落して行くことができる。
４チャネルに分離する場合について説明したが、２N チ
ャネル多重された信号を分離するためには、同様に１：
Ｎ光カップラと光ゲートをＮ段ツリー状に接続し、ｎ段
目の光ゲートをＭ／２N の周波数でオンオフしてやれ
ば、ビットレートを１／２、１／４、…、１／２N と順
々に落して行くことができる。
【００１２】光ゲートとしては、マッハツェンダ型干渉
計を用いた光強度変調器、マッハツェンダ型干渉計を用
いた２×２光スイッチ、方向性結合器を用いた光強度変
調器、方向性結合器を用いた２×２光スイッチ、バルク
或いは量子井戸構造を有する半導体中の吸収を用いた光
強度変調器、等各種の光強度変調器或いは光スイチを利
用できる。また、光増幅器としては半導体レーザアン
プ、及び希土類添加ファイバアンプを用いることができ
る。
計を用いた光強度変調器、マッハツェンダ型干渉計を用
いた２×２光スイッチ、方向性結合器を用いた光強度変
調器、方向性結合器を用いた２×２光スイッチ、バルク
或いは量子井戸構造を有する半導体中の吸収を用いた光
強度変調器、等各種の光強度変調器或いは光スイチを利
用できる。また、光増幅器としては半導体レーザアン
プ、及び希土類添加ファイバアンプを用いることができ
る。
【００１３】図３は本発明の第１の実施例を説明する構
成図であり、図４(a) 及び(b) は図３中で用いられる強
度変調器の動作を説明する図、図５は図３の装置の動作
を説明するタイムチャートである。図中２０１は光増幅
器、２０２は１×４光カップラ、２０３から２１４は光
オンオフゲート（以下、光ゲート）である。例として４
チャネル多重された光信号を各チャネル毎に分離する場
合について説明する。参考例との相違点は、初段の光ゲ
ートにある。第１の実施例では、参考例の構成で用いた
Ｍ／２Ｈｚの周波数でオンオフする光ゲート１０３乃至
１０６を１個のかわりに、Ｍ／４Ｈｚの周波数でオンオ
フする光ゲート２０３，２０４乃至２０９，２１０を２
個縦列に接続し、しかも両者の位相をπだけずらす。こ
うすることにより、単体の光ゲートはＭ／４Ｈｚの周波
数でオンオフするにもかかわらず、全体としてＭ／２Ｈ
ｚの周波数でオンオフさせることができ、帯域の狭い変
調器でも２個縦列接続することで、その変調帯域を２倍
に増加させることができる。
成図であり、図４(a) 及び(b) は図３中で用いられる強
度変調器の動作を説明する図、図５は図３の装置の動作
を説明するタイムチャートである。図中２０１は光増幅
器、２０２は１×４光カップラ、２０３から２１４は光
オンオフゲート（以下、光ゲート）である。例として４
チャネル多重された光信号を各チャネル毎に分離する場
合について説明する。参考例との相違点は、初段の光ゲ
ートにある。第１の実施例では、参考例の構成で用いた
Ｍ／２Ｈｚの周波数でオンオフする光ゲート１０３乃至
１０６を１個のかわりに、Ｍ／４Ｈｚの周波数でオンオ
フする光ゲート２０３，２０４乃至２０９，２１０を２
個縦列に接続し、しかも両者の位相をπだけずらす。こ
うすることにより、単体の光ゲートはＭ／４Ｈｚの周波
数でオンオフするにもかかわらず、全体としてＭ／２Ｈ
ｚの周波数でオンオフさせることができ、帯域の狭い変
調器でも２個縦列接続することで、その変調帯域を２倍
に増加させることができる。
【００１４】この様子を図４(a) 及び(b) に示す。図４
(a) 中の曲線２２２はマッハ・ツェンダ干渉計或いは方
向性結合器を利用した、光強度変調器または２×２光ス
イッチの印加電圧に対する光出力特性を、曲線２２３は
印加電圧の時間波形を示している。図４(b) 中の曲線２
２４、２２５は第１、第２の変調器単体の変調波形をそ
れぞれ示し、曲線２２６はこれらを縦列接続した場合の
変調波形を示しており、オンオフの繰り返しが単体の変
調器のそれに対して２倍になっているのが分かる。
(a) 中の曲線２２２はマッハ・ツェンダ干渉計或いは方
向性結合器を利用した、光強度変調器または２×２光ス
イッチの印加電圧に対する光出力特性を、曲線２２３は
印加電圧の時間波形を示している。図４(b) 中の曲線２
２４、２２５は第１、第２の変調器単体の変調波形をそ
れぞれ示し、曲線２２６はこれらを縦列接続した場合の
変調波形を示しており、オンオフの繰り返しが単体の変
調器のそれに対して２倍になっているのが分かる。
【００１５】図６は本発明の第２の実施例を示す構成図
であり、図７(a) 及び(b) は図６中で用いられる強度変
調器の動作を説明する図、図８は図６の装置の動作を説
明するタイムチャートである。図中３０１は光増幅器、
３０２は１×２光カップラ、３０３〜３１０は光オンオ
フゲート（以下、光ゲート）として用いるマッハ・ツェ
ンダ干渉計或いは方向性結合器を利用した、光強度変調
器または２×２光スイッチ、３１１から３１４は種類を
問わない光オンオフゲートである。図７(a) 中の曲線３
２４はマッハ・ツェンダ干渉計或いは方向性結合器を利
用した、光強度変調器または２×２光スイッチの印加電
圧に対する光出力特性を、曲線３２５は印加電圧の時間
波形を示している。動作点を出力オフのＡ点に設定する
と、印加電圧の１周期内に光出力は２周期分変化する。
従って、参考例の構成で用いたＭ／２の周波数でオンオ
フする光ゲート１個のかわりに、Ｍ／８の周波数の正弦
波電圧を印加された光強度変調器３０３，３０４乃至３
０９，３１０を２個縦列に接続し、しかも両者の位相を
πだけずらす。こうすることにより、単体の光ゲートは
Ｍ／８の周波数でオンオフするにもかかわらず、全体と
してＭ／２の周波数でオンオフさせることができ、その
変調帯域を４倍に増加させることができる。この様子を
図７(b) に示す。曲線３２６、３２７は第１、第２の変
調器単体の変調波形をそれぞれ示し、曲線３２８はこれ
らを縦列接続した場合の変調波形を示している。また、
曲線３２８は、位相差振幅をｍ、時間をｔとすると、次
式で表されるので、 Ｉ＝1/4 ｛1-cos(m sin 2 πt)｝｛1-cos(m sin(2 πt+π/2)] ｍが√２πのとき、光出力Ｉは１、すなわち全入力が損
失なく出力される。従って、位相差振幅ｍが√２πとな
るような印加電圧で駆動すれば、強度変調器を２個縦列
に接続しても、損失なく、駆動周波数の４倍の周波数で
入力信号をオンオフできる。
であり、図７(a) 及び(b) は図６中で用いられる強度変
調器の動作を説明する図、図８は図６の装置の動作を説
明するタイムチャートである。図中３０１は光増幅器、
３０２は１×２光カップラ、３０３〜３１０は光オンオ
フゲート（以下、光ゲート）として用いるマッハ・ツェ
ンダ干渉計或いは方向性結合器を利用した、光強度変調
器または２×２光スイッチ、３１１から３１４は種類を
問わない光オンオフゲートである。図７(a) 中の曲線３
２４はマッハ・ツェンダ干渉計或いは方向性結合器を利
用した、光強度変調器または２×２光スイッチの印加電
圧に対する光出力特性を、曲線３２５は印加電圧の時間
波形を示している。動作点を出力オフのＡ点に設定する
と、印加電圧の１周期内に光出力は２周期分変化する。
従って、参考例の構成で用いたＭ／２の周波数でオンオ
フする光ゲート１個のかわりに、Ｍ／８の周波数の正弦
波電圧を印加された光強度変調器３０３，３０４乃至３
０９，３１０を２個縦列に接続し、しかも両者の位相を
πだけずらす。こうすることにより、単体の光ゲートは
Ｍ／８の周波数でオンオフするにもかかわらず、全体と
してＭ／２の周波数でオンオフさせることができ、その
変調帯域を４倍に増加させることができる。この様子を
図７(b) に示す。曲線３２６、３２７は第１、第２の変
調器単体の変調波形をそれぞれ示し、曲線３２８はこれ
らを縦列接続した場合の変調波形を示している。また、
曲線３２８は、位相差振幅をｍ、時間をｔとすると、次
式で表されるので、 Ｉ＝1/4 ｛1-cos(m sin 2 πt)｝｛1-cos(m sin(2 πt+π/2)] ｍが√２πのとき、光出力Ｉは１、すなわち全入力が損
失なく出力される。従って、位相差振幅ｍが√２πとな
るような印加電圧で駆動すれば、強度変調器を２個縦列
に接続しても、損失なく、駆動周波数の４倍の周波数で
入力信号をオンオフできる。
【００１６】
【００１７】
【発明の効果】以上説明したように、請求項１乃至３に
よれば、集積化に適し、超高速動作可能にもかかわら
ず、比較的帯域の狭い光スイッチや光ゲートが使用で
き、高周波数の電気発振器や増幅器を必要としない光分
離装置を提供することができるといった優れた効果を奏
する。
よれば、集積化に適し、超高速動作可能にもかかわら
ず、比較的帯域の狭い光スイッチや光ゲートが使用で
き、高周波数の電気発振器や増幅器を必要としない光分
離装置を提供することができるといった優れた効果を奏
する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の参考例を示す構成図
【図２】図１の装置の動作を説明するタイムチャート
【図３】本発明の第１の実施例を示す構成図
【図４】図３の装置に用いた光ゲートの動作説明図
【図５】図３の装置の動作を説明するタイムチャート
【図６】本発明の第２の実施例を示す構成図
【図７】図６の装置に用いた光ゲートの動作説明図
【図８】図６の装置の動作を説明するタイムチャート
【図９】従来例の構成を示す図
１００…時分割多重された光信号、１１３、１１４、１
１５、１１６…分離された光信号、１０２…１×４カッ
プラ、１０３〜１１０…光オンオフゲート、４０１、４
０４、４０５…２×２光スイッチ。
１５、１１６…分離された光信号、１０２…１×４カッ
プラ、１０３〜１１０…光オンオフゲート、４０１、４
０４、４０５…２×２光スイッチ。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H04B 10/00 - 10/28 H04J 14/00 - 14/08 G02B 26/08
Claims (3)
- 【請求項１】 伝送路から入力した時間分割多重された
ビットレートがＭビット／秒の光信号をビットレートＭ
／２N ビット／秒（Ｎは自然数（但し、１を除く））の
２N チャネルの光信号列に分割して出力する光分離装置
において、 光信号を２N に分割して出力する１×２N 光カップラ
と、 該光カップラの２N の出力の各々の後にそれぞれ配置さ
れた縦列接続されたＮ個の光ゲート（総数：Ｎ×２N ）
を備え、 ｎ番目（ｎはＮ以下の自然数）の光ゲートはＭ／２ n+1
の周波数でオンオフされる２個の光ゲートを縦列接続し
たものからなることを特徴とする光分離装置。 - 【請求項２】 伝送路から入力した時間分割多重された
ビットレートがＭビット／秒の光信号をビットレートＭ
／２N ビット／秒（Ｎは自然数（但し、１を除く））の
２N チャネルの光信号列に分割して出力する光分離装置
において、 光信号を２N に分割して出力する１×２N 光カップラ
と、 該光カップラの２N の出力の各々の後にそれぞれ配置さ
れた縦列接続されたＮ個の光ゲート（総数：Ｎ×２N ）
を備え、 ｎ番目（ｎはＮ以下の自然数）の光ゲートはマッハツェ
ンダ型強度変調器、又は方向性結合型強度変調器であ
り、その動作点は変調器出力が零の電圧に設定され、Ｍ
／２n+1 の周波数で駆動されていることを特徴とする光
分離装置。 - 【請求項３】 伝送路から入力した時間分割多重された
ビットレートがＭビット／秒の光信号をビットレートＭ
／２N ビット／秒（Ｎは自然数（但し、１を除く））の
２N チャネルの光信号列に分割して出力する光分離装置
において、 光信号を２N に分割して出力する１×２N 光カップラ
と、 該光カップラの２N の出力の各々の後にそれぞれ配置さ
れた縦列接続されたＮ個の光ゲート（総数：Ｎ×２N ）
を備え、 ｎ番目（ｎはＮ以下の自然数）の光ゲートはマッハツェ
ンダ型強度変調器、又は方向性結合型強度変調器を２個
縦列接続し、各々の動作点は変調器出力が零の電圧に設
定され、Ｍ／２ n+1+1 の周波数で駆動されていることを
特徴とする光分離装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP01219592A JP3250741B2 (ja) | 1992-01-27 | 1992-01-27 | 光分離装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP01219592A JP3250741B2 (ja) | 1992-01-27 | 1992-01-27 | 光分離装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05206988A JPH05206988A (ja) | 1993-08-13 |
| JP3250741B2 true JP3250741B2 (ja) | 2002-01-28 |
Family
ID=11798625
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP01219592A Expired - Fee Related JP3250741B2 (ja) | 1992-01-27 | 1992-01-27 | 光分離装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3250741B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5650636A (en) | 1994-06-02 | 1997-07-22 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Active matrix display and electrooptical device |
| KR102156930B1 (ko) * | 2018-12-21 | 2020-09-17 | (주)옵토마인드 | 능동형 광케이블 |
| US10972185B2 (en) * | 2018-12-21 | 2021-04-06 | Optomind, Inc. | Active optical cable |
-
1992
- 1992-01-27 JP JP01219592A patent/JP3250741B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH05206988A (ja) | 1993-08-13 |
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