JP4586070B2

JP4586070B2 - 判断しきい値レベルを変更する装置を有する受信器および同受信器を有する光学伝送システム

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Publication number: JP4586070B2
Application number: JP2007537818A
Authority: JP
Inventors: リー，チャン−ヘー; ムン，シル−グ
Original assignee: コリアアドバンストインスティチュートオブサイエンスアンドテクノロジー
Priority date: 2005-08-19
Filing date: 2006-08-18
Publication date: 2010-11-24
Anticipated expiration: 2026-08-18
Also published as: US7920797B2; WO2007021161A1; KR20070021739A; US20070206964A1; CN101019350A; JP2008517552A; KR100706874B1; CN101019350B

Description

本発明は、判断しきい値レベルを変更する装置を有する光学受信器および同光学受信器を有する光学伝送システムに関する。特に、本発明は、レベル１のノイズ特性が濾波非干渉性光源とファブリ−ペローレーザダイオード（Ｆ−ＰＬＤ）との波長差に応じて可変であることを利用して、光学受信器に入力されるパワーに応じて判断しきい値レベルを調整することによって伝送特性を向上可能な判断しきい値レベルを変更する装置を有する光学受信器および同光学受信器を有する光学伝送システムに関する。

既存の光ネットワークでの容量拡張が、徐々に増大しつつあるデータトラフィックに対応するとともに、種々のマルチメディアサービスを提供するために求められてきた。既存の銅ベースの光ネットワークでは、各加入者が利用できる帯域に制限がある。上記問題を解消する方法として、光ファイバベースの受動光ネットワーク（ＰＯＮ）技術への研究が活発に行われてきており、ＰＯＮは柔軟かつトランスペアレントであり、広帯域を使用することが可能である。

現在、ＰＯＮ技術の中でも波長分割多重（ＷＤＭ）が究極の解決策であると認識されている。ＷＤＭでは１つの波長を各加入者に割り当てなければならないため、波長分割多重−受動光ネットワーク（ＷＤＭ−ＰＯＮ）技術の重要な要素は、低コスト送受信器を使用することでＷＤＭ−ＰＯＮ向けのシステムを具現することである。近年提唱されている波長ロックＦ−ＰＬＤは、ＷＤＭ−ＰＯＮでの経済的な光源として認識されている。ここで、波長ロックＦ−ＰＬＤは、濾波非干渉性光源または広帯域光源（以下、ＢＬＳ）をマルチモードで発振するＦ−ＰＬＤに入射させ、Ｆ−ＰＬＤが準シングルモードで発振するようにＦ−ＰＬＤの波長を濾波ＢＬＳの波長にロックすることによって得られる光源である。

しかし、Ｆ−ＰＬＤの波長は周囲温度変化に伴って可変であり、Ｆ−ＰＬＤの変化する波長は濾波非干渉性光源の波長に一致せず、光信号の伝送品質の低下に繋がる。

図１は、従来技術による光伝送システムで使用されている光受信器の構造図を示す。図１に示すように、従来技術による光伝送システムで使用されている光受信器は、光信号を受信し、受信した光信号を電気信号に変換するフォトダイオード（ＰＤ）４４１、ＰＤ４４１によって変換された電気信号を事前増幅するトランスインピーダンス増幅器（ＴＡＩ）４４２、ＴＩＡ４４２によって増幅された電気信号がレベル「０」であるかそれともレベル「１」であるかを判断し、判断信号を増幅して出力する制限増幅器（ＬＡ）４４３、および増幅された判断信号からクロックおよびデータを生成するクロック・データリカバリ（ＣＤＲ）４４４からなる。

ＬＡ４４３は高利得を有する増幅器であり、入力信号を判断しきい値レベルに対応する基準値と比較し、入力信号がレベル「０」（ローレベル）であるか、それともレベル「１」（ハイレベル）であるかを判断する機能を行う。すなわち、入力信号は、基準値よりも低い場合にレベル「０」と表され、基準値よりも高い場合にレベル「１」と表される。光伝送システムに応じて反転した光信号を基準値と比較することによって判断する場合、ＬＡ４４３は、入力信号が基準値よりも低い場合に入力信号をレベル「０」と判断し、基準値よりも高い場合にレベル「１」と判断する。一般に、光伝送システムでは、レベル「１」のノイズは、光増幅器の使用によりレベル「０」のノイズよりも大きいため、光信号パワーの有する値が高いほど、判断しきい値レベル（すなわち、基準値）の電圧値が低くなければならない場合に望ましい伝送特性の光信号を得ることができる。

さらに、後述した光信号の伝送特性は、光源としてＢＬＳまたは発光ダイオード（ＬＥＤ）等の非干渉性光を使用する光伝送システムにも同様に当てはめることができる。本発明の実施形態として説明することになる波長ロックＦ−ＰＬＤの場合、波長ロックＦ−ＰＬＤは、波長ロックＦ−ＰＬＤの波長がその温度に応じて可変であり、よって最適な判断しきい値レベルが濾波非干渉性光源とＦ−ＰＬＤとの波長差に応じて可変であり、したがって温度に依存する特性も考慮しなければならないため最も複雑なケースである。

本発明の目的は、従来技術での問題を解決し、レベル「１」のノイズ特性が濾波非干渉性光源とＦ−ＰＬＤとの波長差に応じて可変であることを利用して、光受信器に入力されるパワーに応じて判断しきい値レベルを調整することによって伝送特性を向上可能な判断しきい値レベルを変更する装置を有する光受信器および同光学受信器を有する光学伝送システムを提供することである。

本発明の一態様によれば、本発明は、光信号を受信し、受信した光信号を電気信号に変換するフォトダイオード（ＰＤ）、ＰＤによって変換された電気信号を事前増幅するトランスインピーダンス増幅器（ＴＡＩ）、ＴＩＡによって増幅された電気信号がレベル「０」であるかそれともレベル「１」であるかを判断し、判断信号を増幅する制限増幅器（ＬＡ）、増幅された判断信号からクロックおよびデータを生成するクロック・データリカバリ（ＣＤＲ）、およびＰＤにより受信した光信号に応じて判断しきい値レベルを調整し、調整された判断しきい値レベルをＬＡに提供する制御回路を備える、光伝送システムに採用される光受信器を提供する。

本発明の別の態様によれば、本発明は、広帯域光源（ＢＬＳ）を濾波してｎ個の波長にする第１のアレイ導波路格子（ＡＷＧ）、第１のＡＷＧにより濾波された光が入射し、第１のＡＷＧに波長ロック光を出力するｎ個のファブリ−ペローレーザダイオード（Ｆ−ＰＬＤ）、第１のＡＷＧから出力されるＢＬＳの光および波長分割多重（ＷＤＭ）信号を伝送する光ファイバ、伝送されたＷＤＭ信号をバイパスし出力する光サーキュレータ、光サーキュレータからバイパスされ出力されたＷＤＭ信号を分波してｎ個の波長にする第２のＡＷＧ、および第２のＡＷＧから分波された光信号を受信し、分波された光信号を電気信号に変換し、変換された電気信号を事前増幅し、増幅された電気信号をレベル「０」またはレベル「１」として判断し、判断信号を増幅し、増幅された判断信号からクロックおよびデータを生成し、受信した光信号のパワーに応じて判断しきい値レベルを調整することができる光受信器を備える光伝送システムを提供する。

本発明のさらなる特徴および利点が、同じまたは同様の参照番号が同じ構成要素を示す添付図面を参照して明白に理解することができる。

本発明による光伝送システムの光受信器に使用される判断しきい値レベルを変更する装置は、複雑な温度制御システムを採用することなく具現することができる。

さらに、本発明による判断しきい値レベルを変更する装置を採用することにより、所望の光信号伝送効率を保証するＷＤＭ−ＰＯＮを経済的に具現することが可能である。

さらに、本発明は、本発明の実施形態により、光源として波長ロックＦ−ＰＬＤのみならず増幅器または非干渉性光を採用するＷＤＭ−ＰＯＮのように、レベル「１」のノイズがレベル「０」のノイズよりも大きな光信号を受信する光受信器等のいかなる光受信システムにも広く適用することが可能である。

以下、本発明について好ましい実施形態および添付図面を参照しつつより詳細に説明する。

図２は、本発明による光伝送システムで使用することができる判断しきい値レベルを変更する装置を有する光受信器の構造を示す。図２に示すように、判断しきい値レベルを変更する装置４４５を有する光受信器４４０は、入力データ値が判断しきい値レベルよりも高い場合にはその入力データ値（すなわち、電気信号値）をレベル「１」と判断し、判断しきい値レベルよりも低い場合にはレベル「０」と判断し、制御回路４４５が、図１に示すように判断信号を増幅する従来技術によるＬＡ４４３に追加された構成を有する。すなわち、本発明による制御回路４４５は、本発明が光信号の最適な伝送品質を得る方法を示すように、受信した光信号パワーに応じて判断しきい値レベルを調整し、調整された判断しきい値レベルをＬＡ４４３に提供する。

制御回路４４５は、上述した本発明による判断しきい値レベルを変更する装置４４５の特定の実施形態であり、固定直流電圧値を出力する直流回路（ＤＣ）４４５ｃ、光信号パワーに比例する出力値を提供する増幅器４４５ａ、およびＤＣ４４５ｃから出力された固定直流電圧値と増幅器４４５ａから提供された光信号パワーに比例する出力値とを合算する加算器４４５ｂを備える。すなわち、光信号はフォトダイオード（ＰＤ）４４１に入力され、ＰＤ４４１は入力された光信号を電気信号に変換する。変換された電気信号はＴＩＡ４４２および制御回路４４５の増幅器４４５ａに入力される。増幅器４４５ａは、入力された光信号パワーに比例する出力値を加算器４４５ｂに提供する。加算器４４５ｂは、増幅器４４５ａから提供された出力値とＤＣ４４５ｃから出力された固定直流電圧値とを合算し、その結果生じる値をＬＡ４４３に出力する。ＬＡ４４３は、加算器４４５ｂから入力された、結果として生じる値を判断しきい値レベルとして使用するため、ＬＡ４４３において使用される判断しきい値レベルは、入力される光信号パワーに応じて変化する。

図３は、本発明による波長ロックＦ−ＰＬＤシステムを有するＷＤＭ−ＰＯＮの構造図を示す。

図３を参照すると、温度制御装置が使用されない場合、Ｆ−ＰＬＤ１００の波長は周囲温度の変化に応じて可変であり、Ｆ−ＰＬＤ１００の波長が濾波ＢＬＳ４２０の波長に一致しない領域が存在する。レベル「１」を有する信号のノイズ特性は、濾波ＢＬＳ４２０とＦ−ＰＬＤ１００との波長の一致または不一致の程度に依存して可変であり、結果として光受信器４４０で受信する信号のビットエラーレート（ＢＥＲ）を増大させる。しかし、判断しきい値レベルが図２に示唆するように本発明による方法により調整される場合、光信号のＢＥＲを低減することができ、したがって光信号の伝送品質を劇的に向上させることが可能である。

再び図２および図３を参照すると、本発明の波長ロックＦ−ＰＬＤシステムを有するＷＤＭ−ＰＯＮは、第１のＡＷＧ２００、Ｆ−ＰＬＤ１００、光サーキュレータ４１０、第２のＡＷＧ４３０、および光受信器４４０を備え、各構成要素について順番に説明する。

第１のＡＷＧ２００は、ＢＬＳ４２０から入射した光を濾波して、ｎ個の波長を有する光にする。第１のＡＷＧ２００を透過する光の１つはＦ−ＰＬＤ１００に入力され、Ｆ−ＰＬＤ１００の波長をロックする。波長ロックＦ−ＰＬＤ１００から出力される光は第１のＡＷＧ２００によって波長分割多重化（ＷＤＭ）され、ＷＤＭ信号は光ファイバ３００を通り、光サーキュレータ４１０をバイパスして光サーキュレータ４１０から出力される。光サーキュレータ４１０をバイパスして光サーキュレータ４１０から出力されるＷＤＭ信号は、第２のＡＷＧ４３０によってｎ群に分波される。第２のＡＷＧ４３０により分波された光信号は、光受信器４４０に提供される。光受信器４４０は、第２のＡＷＧ４３０によって提供される光信号を受け取って電気信号に変換し、変換された電気信号を事前増幅し、増幅された電気信号をレベル「０」またはレベル「１」と判断し、判断信号を増幅し、増幅された判断信号からクロックおよびデータを生成し、受け取った光信号パワーに応じて制御回路４４５によって判断しきい値レベルを調整する。第１のＡＷＧ２００および第２のＡＷＧ４３０はそれぞれアレイ導波路格子である。

ここで、上述したＦ−ＰＬＤ１００に代えて、本発明は、反射型半導体光増幅器（ＲＳＯＡ）、ＬＥＤ、および反射防止コート付きＦ−ＰＬＤのうちの任意の１つを採用してもよい。さらに、波長ロックＦ−ＰＬＤ１００に入射されるＢＬＳ４２０として、高出力発光ダイオード（ＬＥＤ）、増幅自然放出（ＡＳＥ）を発するエルビウム添加ファイバ増幅器（ＥＤＦＡ）、およびスーパールミネッセントダイオード（ＳＬＤ）のうちの任意の１つを使用してよい。

以下、本発明による光受信器４４０の特定の構造および動作について説明する。本発明の光受信器４４０は、ＰＤ４４１、ＴＩＡ４４２、ＬＡ４４３、制御回路４４５、およびＣＤＲ４４４を備える。各構成要素について以下に詳細に説明する。

ＰＤ４４１は、第２のＡＷＧ４３０から光信号を受け取ると、光信号を電気信号に変換し、変換された電気信号をＴＩＡ４４２に提供する。ＴＩＡ４４２は変換された電気信号を事前増幅し、増幅された電気信号をＬＡ４４３に提供する。ＬＡ４４３は、ＴＩＡ４４２によって増幅された電気信号を、判断しきい値レベルに応じてレベル「０」またはレベル「１」と判断し、判断信号を増幅し、増幅された判断信号をＣＤＲ４４４に提供する。ＣＤＲ４４４は、ＬＡ４４３によって提供された増幅された判断信号からクロックおよびデータを生成する。

さらに、ＰＤ４４１によって変換された電気信号は制御回路４４５に提供される。制御回路４４５は、図２に示すように増幅器４４５ａ、ＤＣ４４５ｃ、および加算器４４５ｂを備える。ＰＤ４４１によって変換された電気信号は増幅器４４５ａにも提供される。増幅器４４５ａは、光受信器４４０に入力された入力光信号に比例する出力値を加算器４４５ｂに提供する。ＤＣ４４５ｃは、固定直流電圧値を加算器４４５ｂに提供する。加算器４４５ｂは、ＤＣ４４５ｃによって提供される固定直流電圧値を、光受信器４４０により提供される入力光信号に比例する出力値に加算する。その後、加算器４４５ｂから出力される結果生じる値がＬＡ４４３に提供され、ＴＩＡ４４２により増幅電気信号の判断しきい値レベルとして使用される。このようにして、本発明の制御回路４４５は、受信する光信号パワーに応じて判断しきい値レベルを調整する。

図２および図３に示す本発明の実施形態では、ＥＤＦＡが光源のＢＬＳ４２０として採用され、前面反射が反射防止コートされたレーザダイオードが、濾波非干渉性光源が入射されるＦ−ＰＬＤ１００として採用される。

図２および図３を再び参照すると、中央オフィス（ＣＯ）４００のＢＬＳ４２０から出力された生来の光が光ファイバ３００に渡されて伝送され、生来の光を濾波してｎ個の波長（ｎはＷＤＭ信号の出力ポート数またはチャネル数）にする第１のＡＷＧ２００によって分波され、マルチモードで発振するＦ−ＰＬＤ１００に入射する。波長ロックＦ−ＰＬＤ１００で直接変調されたデータは、第１のＡＷＧ２００および光ファイバ３００を通って伝送された後にＣＯ４００に伝送される。伝送された光信号は第２のＡＷＧ４３０を通り、受信端である光受信器４４０に送られる。光受信器４４０のＰＤ４４１に入力された光信号は電気信号に変換され、ＴＩＡ４４２を通してＬＡ４４３に入力される。

図２および図３に示し上述した本発明の制御回路４４５が、ＬＡ４４３の判断しきい値レベルを変更すると、ＬＡ４４３は受信した光信号を、変更された判断しきい値レベルに基づいてレベル「０」またはレベル「１」と判断する。

判断しきい値レベルを変更する装置または制御回路４４５は、上述した本発明の光伝送システムに光受信器４４０で使用され、レベル「１」のノイズ成分がレベル「０」のノイズ成分よりも大きい場合に適用される。しかし、光信号のレベルが反転され、したがってレベル「０」がハイ電圧である場合、判断しきい値レベルもそれに従って逆になる。したがって、判断しきい値レベルも、受信光信号パワーが増大したときに最適なＢＥＲを満たすように増大されるように変更されなければならない。

図４は、本発明による複数の波長ロックＦ−ＰＬＤシステムを有するＷＤＭ−ＰＯＮの構造図を示す。図４に示すような、波長ロックＦ−ＰＬＤシステム１００は、双方向ＷＤＭ−ＰＯＮシステムに適用することも可能である。この場合、ｎ個のＦ−ＰＬＤ１００ａ、１００ｂ、・・・およびｎ個の光受信器４４０ａ、４４０ｂ、・・・を第１のＡＷＧ２９９および第２のＡＷＧ３００にそれぞれ使用することができる。

周囲温度が、図３および図４に示す本発明の実施形態において使用されている波長ロックＦ−ＰＬＤ１００で変化する場合、Ｆ−ＰＬＤ１００の加入者側の温度も変化し、Ｆ−ＰＬＤ１００の波長を変化させる。しかし、各加入者に割り当てられた波長に対応する濾波ＢＬＳ４２０の波長は固定であるため、濾波ＢＬＳ４２０の波長が、周囲温度に応じて各加入者に割り当てられた波長に対応したり、しなかったりすることが発生する。したがって、レベル「１」のノイズ特性を変更することができる。

図５および図６はそれぞれ、本発明による波長ロックＦ−ＰＬＤシステムを有するＷＤＭ−ＰＯＮでの濾波非干渉性光源とＦ−ＰＬＤとの波長差に依存するアイダイアグラムを示す。図５および図６に示すように、図５は濾波ＢＬＳの波長がＦ−ＰＬＤの波長に対応する場合を示し、図６は濾波ＢＬＳの波長がＦ−ＰＬＤの波長に対応しない場合を示す。

図６に示すように濾波ＢＬＳの波長がＦ−ＰＬＤの波長に対応しない場合、図５に示すように濾波ＢＬＳの波長がＦ−ＰＬＤの波長に対応する場合と比較して、ビートノイズ成分が大きくなり、レベル「１」の分布が広がったと認識することができる。したがって、固定判断しきい値レベルを使用することに代えて、本発明において提案するように受信光信号パワーに応じて判断しきい値レベルを変更することにより伝送効率を上げることが可能である。

図７〜図１１はそれぞれ、本発明によるＷＤＭ−ＰＯＮでの濾波非干渉性光源とＦ−ＰＬＤとの波長差に依存する受信光パワーに基づく判断しきい値レベルとビットエラーレートとの関係のグラフを示す。図７〜図１１に示すように、図７〜図１１は、０．２ｎｍ、０．１ｎｍ、０ｎｍ、−０．１ｎｍ、および−０．２ｎｍのそれぞれで離調する測定値を示し、ここで、離調とは、濾波ＢＬＳとＦ−ＰＬＤとの波長差に対応する値として定義される。

たとえば、図７を見ると、光信号パワーが増大するほど、最適なＢＥＲを満たす判断しきい値レベルが低減する特徴がある。また、上記特徴が、図７〜図１１から見て取ることができるように異なる離調値のそれぞれでも同様の傾向を有することも認識することができる。したがって、受信光信号パワーに依存する最適な判断しきい値レベルが存在し、判断しきい値レベルを受信光信号パワーに応じて低減することができる場合、伝送効率を上げることが可能である。しかし、最適な判断しきい値レベルも、図７〜図１１から見て取ることができるように離調値に応じて変化するため、上記実施形態において説明したように、濾波ＢＬＳにより波長ロックされたＦ−ＰＬＤを採用することが最も複雑なケースであると認識することができる。

図１２は、本発明による判断しきい値レベルのグラフを示す。図１２に示すように、グラフは、判断しきい値レベルが受信光信号パワーに依存する傾向を示す。図１２における点線は、最適な伝送特性のために採用される判断しきい値レベルであり、上記ノイズ特性は、一般的に、光パワー（ｄＢｍ）によって変化する判断しきい値レベル（Ｖ）の勾配変化率が大きいほど悪く、小さいほど良い。図１２から見て取ることができるように、使用されている光伝送システムが、最適なＢＥＲを満たすためにすべての温度領域で動作しなければならないため、判断しきい値レベルを受信光信号パワーに応じて点線のように変更することによって最適なＢＥＲを得ることが可能である。増幅器４４５ａの増幅率αの値の範囲は−０．００１〜−０．０２に対応する。

図１３および図１４はそれぞれ、本発明による判断しきい値レベルを適用する前後の離調に依存するビットエラーレートのグラフを示す。図１３および図１４に示すように、図１３は、図１に示すように従来技術による光受信器に使用されている固定判断しきい値レベルを使用する場合を示し、図１４は、本発明の光受信器４４０に使用されている可変判断しきい値レベルを使用する場合を示す。

図１３から見て取ることができるように、０．２ｎｍおよび０．１ｎｍという離調値でエラーなし伝送効率を得ることができない領域がある。したがって、温度にかかわりなく全温度領域でエラーなし伝送効率を得るために、Ｆ−ＰＬＤの波長を特定の波長にロックする別個の温度制御装置を使用する必要がある。この別個の温度制御装置を採用する要件はシステム全体を複雑にするとともに、コストを増大させ、同様に経済効率を下げる。

しかし、図１４から見て取ることができるように、図２に示唆した本発明の判断しきい値レベルを変更する装置４４５を有する光受信器４４０を採用した場合、全温度領域でエラーなし伝送効率が得られることを認識することが可能である。上記原理を図４に示す本発明のＣＯ４００側での複数の光受信器４４０ａ、４４０ｂ、…に適用する場合、ＷＤＭ−ＰＯＮ等の光伝送システムを低コストで具現可能なだけでなく、光信号の望ましい光伝送品質を得ることも可能である。

上述した本発明の技術的特徴は、加入者がデータをＣＯ４００に送信する（アップストリームの場合）ＣＯ４００の光受信器での説明に対応する。しかし、上述した本発明の技術的特徴が、ＣＯ４００がデータを加入者に送信する場合（ダウンストリームの場合）には加入者の光受信器にも当てはめられることが業者により完全に理解される。さらに、上述した本発明の技術的特徴は、レベル「１」のノイズがレベル「０」のノイズよりも大きな光信号を受信する光受信器に当てはめることもできる。たとえば、ノイズは主に、光増幅器を採用するＷＤＭ−ＰＯＮではレベル「１」で発生し、それによって判断しきい値レベルは、光増幅器が採用されない場合と比較してより低い電圧に移るため、本発明の技術的特徴を利用することによって光信号の伝送品質を向上させることが可能である。しかし、本発明は、レベル「０」がロー電圧である場合を例示し、信号レベルが反転し、したがってレベル「０」がハイ電圧の場合、判断しきい値レベルも逆になり、入力光信号パワーが増大するにつれて増大するように変更されなければならない。

ＷＤＭ−ＰＯＮを、上述した本発明での判断しきい値レベルを変更する装置を有する光受信器を採用する光伝送システムの特定の実施形態として例示したが、本発明による判断しきい値レベルを変更する装置を有する光受信器が、ＷＤＭ−ＰＯＮ以外の一般の光ネットワークまたは一般の光伝送システムにも適用できることが当業者により完全に理解される。

上述したように、本発明による光伝送システムの光受信器に使用される判断しきい値レベルを変更する装置は、複雑な温度制御システムを採用することなく具現することができる。

様々な変更を、本発明の範囲から逸脱することなく本明細書に説明し図示した構造および方法に行うことが可能であるため、上記説明に含まれる、または添付図面に示されるすべてのことは限定ではなく例示として解釈されるべきである。したがって、本発明の幅および範囲は上記の例示的な実施形態のいずれによっても制限されず、本明細書に添付される特許請求の範囲およびその等価物に従ってのみ定められるべきである。

従来技術による光伝送システムで使用されている光受信器の構造を示す。本発明による光伝送システムで使用することができる判断しきい値レベルを変更する装置を有する光受信器の構造図を示す。本発明による波長ロックＦ−ＰＬＤシステムを有するＷＤＭ−ＰＯＮの構造図を示す。本発明による複数の波長ロックＦ−ＰＬＤシステムを有するＷＤＭ−ＰＯＮの構造図を示す。本発明による波長ロックＦ−ＰＬＤシステムを有するＷＤＭ−ＰＯＮでの濾波非干渉性光源とＦ−ＰＬＤとの波長差に応じたアイダイアグラムを示す。本発明による波長ロックＦ−ＰＬＤシステムを有するＷＤＭ−ＰＯＮでの濾波非干渉性光源とＦ−ＰＬＤとの波長差に応じたアイダイアグラムを示す。本発明によるＷＤＭ−ＰＯＮでの濾波非干渉性光源とＦ−ＰＬＤとの波長差に依存する、受信光パワーに基づいた判断しきい値レベルとビットエラーレートとの関係のグラフを示す。発明によるＷＤＭ−ＰＯＮでの濾波非干渉性光源とＦ−ＰＬＤとの波長差に依存する、受信光パワーに基づいた判断しきい値レベルとビットエラーレートとの関係のグラフを示す。発明によるＷＤＭ−ＰＯＮでの濾波非干渉性光源とＦ−ＰＬＤとの波長差に依存する、受信光パワーに基づいた判断しきい値レベルとビットエラーレートとの関係のグラフを示す。発明によるＷＤＭ−ＰＯＮでの濾波非干渉性光源とＦ−ＰＬＤとの波長差に依存する、受信光パワーに基づいた判断しきい値レベルとビットエラーレートとの関係のグラフを示す。発明によるＷＤＭ−ＰＯＮでの濾波非干渉性光源とＦ−ＰＬＤとの波長差に依存する、受信光パワーに基づいた判断しきい値レベルとビットエラーレートとの関係のグラフを示す。本発明による判断しきい値レベルのグラフを示す。本発明による判断しきい値レベルを適用する前の離調に依存するビットエラーレートのグラフを示す。本発明による判断しきい値レベルを適用した後の離調に依存するビットエラーレートのグラフを示す。

符号の説明

３００：光ファイバ
４００：中央オフィス
４１０：光サーキュレータ４４０：光受信器

Claims

光伝送システムに採用される光受信器であって、
光信号を受信し、該受信した光信号を電気信号に変換するフォトダイオード（ＰＤ）と、
該ＰＤにより変換された電気信号を事前増幅するトランスインピーダンス増幅器（ＴＩＡ）と、
該ＴＩＡにより増幅された前記電気信号をレベル「０」またはレベル「１」のいずれかとして判断し、その判断信号を増幅する制限増幅器（ＬＡ）と、
該ＬＡによる前記増幅判断信号からクロックおよびデータを生成するクロック・データリカバリ（ＣＤＲ）と、
前記ＰＤにより受信された光信号パワーに応じて判断しきい値レベルを調整し、前記判断しきい値レベルを調整し、該調整された判断しきい値レベルを前記ＬＡに提供する制御回路と
を備え、
前記制御回路は、
前記電気信号が前記ＰＤから入力され、前記光信号パワーに比例する出力値を提供する増幅器と、
固定直流電圧値を提供する直流回路（ＤＣ）と、
ＤＣから提供される前記固定直流電圧値と前記増幅器から提供される前記光信号パワーに比例する出力値とを合算し、結果として生じる値を前記ＬＡに提供する加算器と
を備え、
前記加算器から提供される前記結果生じる値は前記調整された判断しきい値レベルである、光受信器。
前記制御回路は双方向波長分割多重−受動光ネットワーク（ＷＤＭ−ＰＯＮ）に適用される、請求項１に記載の光受信器。
前記制御回路は、レベル「１」のノイズがレベル「０」のノイズよりも大きい場合に適用される、請求項１に記載の光受信器。
前記光信号のレベルが反転し、したがってレベル「０」が前記制御回路においてハイ電圧である場合、前記判断しきい値レベルは、前記受信光信号パワーが増大するにつれて増大するように変更される、請求項１に記載の光受信器。
広帯域光源（ＢＬＳ）を濾波してｎ個の波長にする第１のアレイ導波格子（ＡＷＧ）と、
該第１のＡＷＧにより濾波された光が入射し、前記第１のＡＷＧに波長ロック光を出力するｎ個のファブリ−ペローレーザダイオード（Ｆ−ＰＬＤ）と、
前記第１のＡＷＧから出力された前記ＢＬＳの光を伝送する光ファイバと、波長分割多重（ＷＤＭ）信号を伝送する光ファイバと、
前記送信されたＷＤＭ信号を受信し、さらに前記送信されたＷＤＭ信号を出力する光サーキュレータと、
該光サーキュレータにより出力された前記ＷＤＭ信号をｎ個の波長に分波する第２のＡＷＧと、
該第２のＡＷＧから前記分波された光信号を受信し、前記分波された光信号を電気信号に変換し、該変換された電気信号を事前増幅し、該増幅された電気信号をレベル「０」またはレベル「１」と判断し、判断信号を増幅し、該増幅された判断信号からクロックおよびデータを生成し、前記受信光信号パワーに応じて判断しきい値レベルを調整できる光受信器と
を備え、
前記制御回路は、
前記電気信号が前記ＰＤから入力され、前記光信号パワーに比例する出力値を提供する増幅器と、
固定直流電圧値を提供する直流回路（ＤＣ）と、
ＤＣから提供される前記固定直流電圧値と前記増幅器から提供される前記光信号パワーに比例する出力値とを合算し、結果として生じる値を前記ＬＡに提供する加算器と
を備え、
前記加算器から提供される前記結果として生じる値は前記調整された判断しきい値レベルである光伝送システム。
前記光受信器は、
前記分波された光信号を受信し、該受信した光信号を電気信号に変換するフォトダイオード（ＰＤ）と、
該ＰＤにより変換された前記電気信号を事前増幅するトランスインピーダンス増幅器（ＴＩＡ）と、
該ＴＩＡにより増幅された前記電気信号をレベル「０」またはレベル「１」と判断し、その判断信号を増幅する制限増幅器（ＬＡ）と、
該ＬＡにより増幅された前記判断信号からクロックおよびデータを生成するクロック・データリカバリ（ＣＤＲ）と、
前記ＰＤにより受信される前記光信号パワーに応じて変化する判断しきい値レベルの、前記光信号パワーに対する勾配変化率が減少するように、前記判断しきい値レベルを調整し、該調整された判断しきい値レベルを前記ＬＡに提供する制御回路と
を備える、請求項５に記載の光伝送システム。
前記制御回路は、レベル「１」のノイズがレベル「０」のノイズよりも大きい場合に適用される、請求項５または６に記載の光伝送システム。
該光伝送システムは、前記ＢＬＳとして、高出力発光ダイオード（ＬＥＤ）、増幅自然放出（ＡＳＥ）を発するエルビウム添加ファイバ増幅器（ＥＤＦＡ）、およびスーパールミネッセントダイオード（ＳＬＤ）のうちの任意の１つを採用する、請求項５または６に記載の光伝送システム。
前記光信号のレベルが反転し、したがってレベル「０」が前記制御回路においてハイ電圧である場合、前記判断しきい値レベルは、前記受信光信号パワーが増大するにつれて増大するように変更される、請求項５または６に記載の光伝送システム。
該光伝送システムは、前記各Ｆ−ＰＬＤを採用することに代えて、反射型半導体光増幅器（ＲＳＯＡ）、ＬＥＤ、および反射防止コート付きＦ−ＰＬＤのうちの任意の１つを採用する、請求項５または６に記載の光伝送システム。