JP6074823B2 - Optical time division multiplexing transmission system - Google Patents
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Description
本発明は、情報伝送の伝送レートを高めるための光時分割多重伝送システムに関する。 The present invention relates to an optical time division multiplex transmission system for increasing a transmission rate of information transmission.
インターネットの急速な発展により、光通信に要求される伝送レートは年々高まっているが、電子デバイスの動作速度は限界に達しようとしている。
一般に、単位時間に送信できる符号(シンボル)の数をシンボルレート[baud/秒]と呼ぶが、電子デバイスの上限を超えるシンボルレートで信号を伝送するためには、光領域で信号を多重化する光時分割多重(OTDM)が必要となる。
OTDM伝送では強度または位相に変調の施された光パルス信号(RZ信号と呼ばれる)を複数用意し、それらを高速に切り替えてシリアル信号に変換することで信号の多重化を図っている。
With the rapid development of the Internet, the transmission rate required for optical communication is increasing year by year, but the operation speed of electronic devices is reaching its limit.
In general, the number of codes (symbols) that can be transmitted per unit time is called a symbol rate [baud / second]. To transmit a signal at a symbol rate exceeding the upper limit of an electronic device, the signal is multiplexed in the optical domain. Optical time division multiplexing (OTDM) is required.
In OTDM transmission, a plurality of optical pulse signals (called RZ signals) modulated in intensity or phase are prepared, and the signals are multiplexed by switching them at high speed and converting them into serial signals.
図1に、OTDM伝送の原理を示す。
例えば、多チャンネル信号送信機1として、シンボルレート(クロック周波数)がf0[baud/秒]のRZ信号を出力する光送信機2をN個(Ch.1〜Ch.N)用い、これらが出力する光信号パルスを多重化装置(Mux)3で等間隔に配列してシリアル信号に変換する。ただし、f0[baud/秒]は、電気的な位相同期回路(PLL回路)で対応し得る上限以下の値とする。
これにより、多重化装置(Mux)3からは、シンボルレートがf’=N×f0[baud/秒]のOTDM信号が生成される。
FIG. 1 shows the principle of OTDM transmission.
For example, as the
As a result, the multiplexer (Mux) 3 generates an OTDM signal having a symbol rate of f ′ = N × f 0 [baud / sec].
一方、受信機は、光入力側に分割装置(Demux)4を備えており、このOTDM信号をN本のパラレル信号に分割(Demux)し、チャンネル毎に信号処理を行う。
このDemux操作を行うためには、元の送信機のシンボルレート(=f0)に等しい周波数を持つ基準信号(クロック)が必要となる。したがって、受信機には受信したOTDM光信号から、光クロック抽出部5によりこのクロック信号を生成する、いわゆる光クロック抽出機能が要求される。
OTDM信号の基本周波数は電子デバイスの動作速度の限界を超えるため、通常OTDM信号からクロック信号を抽出するためには非線形光学効果を利用した超高速光デバイスが必要となる。
On the other hand, the receiver includes a demultiplexer (Demux) 4 on the optical input side, divides this OTDM signal into N parallel signals (Demux), and performs signal processing for each channel.
In order to perform this Demux operation, a reference signal (clock) having a frequency equal to the symbol rate (= f 0 ) of the original transmitter is required. Therefore, the receiver is required to have a so-called optical clock extraction function for generating this clock signal by the optical
Since the fundamental frequency of the OTDM signal exceeds the limit of the operation speed of the electronic device, an ultrafast optical device using a nonlinear optical effect is usually required to extract a clock signal from the OTDM signal.
このように、OTDM方式では多重/分割等の信号処理を電子デバイスの動作限界を超える速度で実行する必要があるが、これには非線形光学効果を応用した光デバイスが利用される。一般的な光デバイスは、信号光の入出力ポートと制御光の入力ポートを持ち、制御光のオン/オフにより信号光の強度や位相を制御する。 As described above, in the OTDM system, it is necessary to execute signal processing such as multiplexing / division at a speed exceeding the operation limit of the electronic device. For this, an optical device using a nonlinear optical effect is used. A general optical device has an input / output port for signal light and an input port for control light, and controls the intensity and phase of the signal light by turning on / off the control light.
代表的な超高速光デバイスとしては、非線形ファイバーで生じる4光波混合や半導体サブバンド間遷移(ISBT)が示す相互位相変調を利用したものがあり、下記非特許文献1にみられるように、ISBT光ゲートを用いてシンボルレートが172G[baud/秒]のOTDMが実現されている。
As a typical ultrahigh-speed optical device, there is one using four-wave mixing generated in a nonlinear fiber or cross-phase modulation indicated by semiconductor intersubband transition (ISBT). As shown in
これまでに超高速光デバイスを用いたクロック抽出方法がいくつか考案されているが、図2上段に示されるように、多重化されたOTDM信号(f’0[baud/秒])には通常チャンネルに関する情報は含まれていないので、抽出されるクロック抽出信号のタイミングには、図2下段に示されるように、N通りの任意性がある(下記非特許文献2参照)。
したがって、受信装置において多重分離された信号のチャンネルを識別するためには、クロック信号がOTDM信号に対して常に一定のタイミングで抽出されることが要求される。このため、下記非特許文献3に示されるように、データにチャンネル識別情報を付加して送信することが必要となる。
Several clock extraction methods using ultrafast optical devices have been devised so far. As shown in the upper part of FIG. 2, a multiplexed OTDM signal (f ′ 0 [baud / second]) is usually used. Since the information about the channel is not included, the timing of the extracted clock extraction signal has N options as shown in the lower part of FIG. 2 (see Non-Patent
Therefore, in order to identify the channel of the demultiplexed signal in the receiving apparatus, it is required that the clock signal is always extracted at a constant timing with respect to the OTDM signal. For this reason, as shown in
チャンネル識別情報は、図3に示されるように、光時分割多重信号にクロックパルスを重畳したものを送信信号とすることにより、データとは別の帯域(Outband)の波長を用いて送信することもできる。しかし、その場合、波長の占有帯域として、余分な帯域や電力が必要となり、さらには、抽出クロックのタイミングが伝送路の分散の影響を受け変動し易い等の問題もあるので、データ帯域内(Inband)でチャンネル識別情報を送信する方が望ましい。 As shown in FIG. 3, the channel identification information is transmitted using a wavelength in a band (Outband) different from that of data by using a signal in which a clock pulse is superimposed on an optical time division multiplexed signal as a transmission signal. You can also. However, in that case, an extra band or power is required as the occupied band of the wavelength, and further, there is a problem that the timing of the extraction clock is likely to fluctuate due to the influence of the dispersion of the transmission path. It is desirable to transmit the channel identification information by Inband).
これまでに光パルスの強度を用いて情報伝送する方式であるOOK方式(On-off keying)のOTDM伝送に対しては、データ帯域内でチャンネル識別情報を伝送する方法が考案されているが、光パルスの位相を用いて情報伝送する方式であるPSK方式(Phase-shiftkeying)の信号に対しては、その様な方法を採用することは困難である。
近年、デジタルコヒーレント通信の普及に伴いPSK方式の重要度が高まっており、PSK方式のOTDM信号においてチャンネル識別を可能にするクロック抽出技術の開発は重要課題となっている。
A method of transmitting channel identification information within a data band has been devised for OTDM transmission of OOK (On-off keying), which is a method of transmitting information using the intensity of an optical pulse, It is difficult to adopt such a method for a signal of the PSK method (Phase-shift keying), which is a method for transmitting information using the phase of an optical pulse.
In recent years, with the spread of digital coherent communication, the importance of the PSK system has increased, and the development of a clock extraction technique that enables channel identification in an OTDM signal of the PSK system has become an important issue.
OOK方式のOTDM信号に対しては、光パルス信号の電場の位相を制御してチャンネル識別情報をデータに付加する方法が2例提案されている。
第1の例は、図4に示されるように、短パルス光源6の出力に強度変調を施して生成されるNチャンネルのシンボルレートf0[baud/秒]のRZ光信号を多重化する際に、各チャンネルの光路長を調整して、隣接パルス間の光電場に固定した位相シフトφ1〜φNを与える。これら位相シフトの大きさをチャンネル毎に変化させることにより、OTDM信号の光強度スペクトルにクロック周波数成分を付加し、光クロック抽出部8に出力している。
(上記非特許文献3参照)。
この例では、全光パルスの電場位相を精密に制御する必要があり、光信号の多重化(MUX)部には高い作製精度が要求される。
また、温度等の環境の変化に対して光電場位相が変化しない様に各チャンネルの光路長にフィードバック制御を施す必要があり、多重度Nが増えるほどシステムが複雑になる。
For the OOK type OTDM signal, two methods have been proposed in which the phase of the electric field of the optical pulse signal is controlled to add channel identification information to the data.
In the first example, as shown in FIG. 4, when an RZ optical signal having an N-channel symbol rate f 0 [baud / sec] generated by applying intensity modulation to the output of the short
(See Non-Patent
In this example, it is necessary to precisely control the electric field phase of all the optical pulses, and high fabrication accuracy is required for the optical signal multiplexing (MUX) unit.
Further, it is necessary to perform feedback control on the optical path length of each channel so that the photoelectric field phase does not change with respect to environmental changes such as temperature, and the system becomes more complex as the multiplicity N increases.
第2の例は、本発明者らが先の出願(特願2011−000122号)で提案しているもので、図5に示されるように、多チャンネル信号生成部でシンボルレートf0[baud/秒]のOOK-RZ光信号をNチャンネル生成し、MUX・チャンネル識別情報付与部10により、特定のチャンネル(基準チャンネル)にのみ位相変調を施して時分割多重化を行う。
これにより、黒で示す基準チャンネルを他チャンネル(位相変調のないノーマルチャンネル)から識別することを可能にしている。なお、図中11は位相変調検出部、12はクロック抽出部、13はOTDM信号分割部である。
この方法では全パルスにわたって精密に光電場位相を制御する必要はないが、送信機にデータ送信用の強度変調器とチャンネル情報送信用の位相変調器が必要となるほか、受信機にも位相変調検出器が必要となるなどシステムが複雑になる場合がある。
また、これら2つの方法は、いずれも、光電場位相を利用するためOOK方式のOTDMには有効であるが、PSK方式のOTDMには適用することができない。
The second example is proposed by the present inventors in a previous application (Japanese Patent Application No. 2011-000122). As shown in FIG. 5, the multi-channel signal generation unit uses a symbol rate f 0 [baud / Second] OOK-RZ optical signal is generated, and the MUX / channel identification
This makes it possible to distinguish the reference channel shown in black from other channels (normal channels without phase modulation). In the figure, 11 is a phase modulation detector, 12 is a clock extractor, and 13 is an OTDM signal divider.
This method does not require precise control of the photoelectric field phase over all pulses, but the transmitter requires an intensity modulator for data transmission and a phase modulator for channel information transmission, and the receiver also performs phase modulation. The system may be complicated, such as requiring a detector.
Both of these methods are effective for the OOK type OTDM because they use the photoelectric field phase, but cannot be applied to the PSK type OTDM.
本発明は、上記従来技術の問題点を解決するためになされたものであり、その目的とするところは、スペクトルの利用効率を下げることなく、システム構成が簡素な光時分割多重伝送システムを得ることである。 The present invention has been made to solve the above-described problems of the prior art, and an object of the present invention is to obtain an optical time division multiplex transmission system having a simple system configuration without lowering spectrum use efficiency. That is.
この課題を解決するため、本発明は、OTDM伝送においてパルス間隔に変調を施して、光強度スペクトルにクロック周波数の成分を付加することによって、受信機がデータに対し常に一定のタイミングでクロック信号を抽出することを可能にする。
より具体的には、本発明の光時分割多重伝送システムでは、次のような技術的手段を講じた。すなわち、シンボルレートがf0[baud/秒]の光パルス信号(RZ信号)を出力する光送信機をN個用い、それらN本のパラレル光信号を多重化装置により時間をずらして重ねることでシリアル信号に変換して送信し、該受信機において受信信号をパラレル信号に分離しチャンネル毎の信号処理を行う光時分割多重伝送システムにおいて、前記光送信機の少なくとも1つから出力される光信号パルスの波長を、他の前記光送信機から出力される光信号パルスの波長と異ならせるとともに、前記受信機が前記波長が異なる光信号パルスからの光信号パルスに基づいて、前記シンボルレートf0を抽出し、チャンネル毎の信号処理を行うようにした。
In order to solve this problem, the present invention modulates the pulse interval in OTDM transmission and adds a clock frequency component to the light intensity spectrum, so that the receiver always outputs a clock signal to the data at a constant timing. Makes it possible to extract.
More specifically, in the optical time division multiplexing transmission system of the present invention, the following technical means were taken. That is, by using N optical transmitters that output optical pulse signals (RZ signals) having a symbol rate of f 0 [baud / sec], the N parallel optical signals are overlapped with a multiplexing device shifted in time. An optical signal output from at least one of the optical transmitters in an optical time division multiplex transmission system that converts the signal into a serial signal, transmits it, separates the received signal into parallel signals at the receiver, and performs signal processing for each channel. The wavelength of the pulse is made different from the wavelength of the optical signal pulse output from the other optical transmitter, and the symbol rate f 0 is determined based on the optical signal pulse from the optical signal pulse having the different wavelength by the receiver. Are extracted and signal processing is performed for each channel.
本発明によれば、波長が異なる光信号パルスをデータ間に挿入することにより、光信号パルスの位相や強度を操作することなくOTDM信号の強度スペクトルに、シンボルレートf0あるいはその整数倍に等しい周波数成分を付加することができる。そして、付加された周波数成分に基づいて、クロック周波数f0[Hz]を抽出できるので、近年、デジタルコヒーレント通信の普及に伴い重要度の高まっている、光パルスの位相を用いて情報伝送するPSK方式においても、通常のOTDM伝送と全く同じシステム構成でOTDM信号にチャンネル識別情報を載せることができる。しかも、受信側では超高速光デバイスなどを用いずに通常の電子回路でクロック抽出が可能になる。
したがって、位相や強度変調などを利用してチャンネル識別情報をデータに付与する方法に比べて装置が簡素で、高い品質で信号を伝送することができる。また、本方法はOOK、PSKいずれの伝送フォーマットにも適用できる。
According to the present invention, by inserting optical signal pulses having different wavelengths between data, the intensity spectrum of the OTDM signal is equal to the symbol rate f 0 or an integral multiple thereof without manipulating the phase or intensity of the optical signal pulse. A frequency component can be added. Since the clock frequency f 0 [Hz] can be extracted on the basis of the added frequency component, PSK that transmits information using the phase of an optical pulse, which has recently become increasingly important with the spread of digital coherent communication. Also in the system, channel identification information can be put on the OTDM signal with the same system configuration as that of normal OTDM transmission. Moreover, the clock can be extracted by a normal electronic circuit on the receiving side without using an ultrahigh-speed optical device or the like.
Therefore, the apparatus is simple and can transmit a signal with high quality as compared with a method of adding channel identification information to data using phase or intensity modulation. In addition, this method can be applied to both OOK and PSK transmission formats.
図6、図7に本発明の原理を示す。
OTDMでは、通常、図6に示すように、横軸を時間としたとき、Ch1〜ChNの光信号パルス(RZ光信号)aを同じ時間間隔Tに配列する。
ここで、送信機のクロック周波数をf0[Hz]、信号多重度をNとすると、このOTDM信号の光強度波形のスペクトルの基本周波数はf’=N×f0[Hz]であり、f0[Hz]の周波数成分は含まれていない。
そこで、発明では、光信号を多重化する時にパルス間隔を一定ではなく、周期的に変化させるように配列することで、OTDM信号の光強度スペクトルに新たな周波数成分を付加する。
6 and 7 show the principle of the present invention.
In OTDM, as shown in FIG. 6, optical signal pulses (RZ optical signals) a of Ch 1 to Ch N are usually arranged at the same time interval T, where the horizontal axis is time.
Here, if the clock frequency of the transmitter is f 0 [Hz] and the signal multiplicity is N, the fundamental frequency of the spectrum of the light intensity waveform of this OTDM signal is f ′ = N × f 0 [Hz], and f The frequency component of 0 [Hz] is not included.
Therefore, in the present invention, a new frequency component is added to the light intensity spectrum of the OTDM signal by arranging the pulse intervals so that they are periodically changed when multiplexing optical signals.
すなわち、図1に示す例では、送信側における各光送信機から出力させる光信号パルスのクロック周波数をf0[Hz]、信号多重度をNとした場合、多重化装置(Mux)3において、一連のN個の光信号パルスのうち、最後のチャンネルからの光信号パルスと、次に始まる最初のチャンネルと間に、ΔTの時間間隔を挿入することにより、図7に示されるようなパルス配列を得ることができる。
このようにして生成されたOTDM信号の光強度スペクトルには、PLL回路を用いて抽出するのに十分な強度のクロック周波数成分が付け加えられる。また、分割装置において、ΔTの存在に基づいてチャンネル識別することも可能となる。
That is, in the example shown in FIG. 1, when the clock frequency of the optical signal pulse to be output from each optical transmitter on the transmission side is f 0 [Hz] and the signal multiplicity is N, in the multiplexer (Mux) 3, A pulse arrangement as shown in FIG. 7 is inserted by inserting a time interval of ΔT between the optical signal pulse from the last channel in the series of N optical signal pulses and the first channel starting next. Can be obtained.
A clock frequency component having a sufficient strength to be extracted using a PLL circuit is added to the light intensity spectrum of the OTDM signal thus generated. Further, in the dividing device, it is possible to identify the channel based on the presence of ΔT.
図8、図9に、チャンネル識別を可能とするパルス配列の代表例を示す。図8は送信側、図9は受信側である。
送信側において、クロック周波数f0[Hz]のクロック信号(電気信号)に同期して、信号生成部14では伝送レートf0[baud/秒]の電気信号がNチャンネル生成され、各電気信号は電気光学変調器などからなる電気/光変換部15によりRZ光信号に変換される。これらNチャンネルのパラレルRZ光信号は光時分割多重化部16により伝送レートf’=N×f0[baud/秒]のシリアル信号に変換される。
そして、電気/光変換部15と光時分割多重化部16とを接続する光路長を、チャンネル毎に一定の長さずつ変化させること等により、光時分割多重化部16からは、チャンネル(Ch1)からチャンネル(ChN)まで、均一の時間間隔に並んだ光信号パルスが出力され、その後に光時分割多重化部16が前述のΔTに相当するギャップを挿入し、このサイクルを繰り返す。
こうして図7Aに示されるように、光時分割多重部16から、チャンネル(Ch1)〜チャンネル(ChN)から等間隔の光信号パルス列の後に、この均一の時間間隔よりΔTだけ長いパルス間隔を有するOTDM信号(伝送レートN×f0[baud/秒])が出力されることになる。
8 and 9 show typical examples of pulse arrangements that enable channel identification. 8 shows the transmitting side, and FIG. 9 shows the receiving side.
On the transmission side, in synchronization with a clock signal (electric signal) with a clock frequency f 0 [Hz], the
Then, by changing the optical path length connecting the electrical /
Thus, as shown in FIG. 7A, after the optical signal pulse train of equal intervals from the channel (Ch 1 ) to the channel (Ch N ) from the optical time
一方、受信側においては、図9に示されるように、分波器17によりこのOTDM信号からその一部が分岐させられ、クロック抽出部18内において、フォトダイオードなどからなる光受信器19により、ΔTのギャップを抽出することにより、PLL回路20を介して、クロック周波数f0[Hz]を取り出すことができる。
この例では、チャンネル(Ch1〜ChN)からは、シンボルレート(周波数)がf0[baud/秒]の光信号パルスが、N個等間隔に出力されるが、光時分割多重化装置16では、(N+1)のチャンネルからの光信号を処理するものとし、ChNからの光信号パルスの次に、(N+1)個目の光信号パルスがあるものとして多重化を行う。しかし、(N+1)個目の光信号パルスは存在しないため、1光信号パルス分と通常の時間間隔分だけ、チャンネル(ChN)の光信号パルスと次サイクルのチャンネル(Ch1)の光信号パルスの間に時間的なギャップが形成されることになる。
On the other hand, on the receiving side, as shown in FIG. 9, a part of the OTDM signal is branched by the branching
In this example, N optical signal pulses with a symbol rate (frequency) of f 0 [baud / sec] are output from the channels (Ch 1 to Ch N ) at equal intervals. 16, the optical signal from the (N + 1) channel is processed, and multiplexing is performed assuming that the (N + 1) th optical signal pulse is present after the optical signal pulse from Ch N. However, since there is no (N + 1) th optical signal pulse, the optical signal pulse of the channel (Ch N ) and the optical signal of the channel (Ch 1 ) of the next cycle are equivalent to one optical signal pulse and the normal time interval. A time gap will be formed between the pulses.
そして、(ChN+1)の光送信機は存在しないため、多重化した光信号パルスには、チャンネル1からのパルスからチャンネルNまでの光信号パルスが等間隔に並び、その後空パルスを挟んで、再びチャンネル1からのパルスからチャンネルNまでの等間隔の光信号パルスが続き、これを繰り返すことになる。
Since there is no (Ch N + 1 ) optical transmitter, in the multiplexed optical signal pulse, the optical signal pulses from
受信機では、クロック抽出部18において、この空パルスにより光信号パルスの時間間隔が増大したことを検出することにより、送信機側から、シンボルレート(周波数)がf0[baud/秒]の光信号がNチャンネル多重化されて送信されていることを認識することができる。また、空パルスの後にチャンネル1からチャンネルNの信号が順次送られてくるので、空パルスを基準にしてデータのチャンネルを識別し、OTDM信号分割部21によりOTDM信号を分離することができる。
In the receiver, the
なお、図10(受信側)、図11(送信側)に示されるように、信号生成部14において、光信号パルスを発しないチャンネル(ChN+1)を設けてもよい。
また、この例では、光信号パルス間の時間間隔を通常のものと異ならせたものを、ChNからの光信号パルスと次サイクルのCh1からの光信号パルスとの間に設けたが、Ch1〜ChN-1のいずれの間に設けてもよいし、光信号パルス間の時間間隔を、空パルス1個分としたが、複数個分としてもよい。
As shown in FIG. 10 (reception side) and FIG. 11 (transmission side), the
Also, in this example, the time interval between the optical signal pulses is different from the normal one, provided between the optical signal pulse from Ch N and the optical signal pulse from Ch 1 of the next cycle. It may be provided between any of Ch 1 to Ch N-1 , and the time interval between optical signal pulses is one empty pulse, but it may be a plurality.
要は、チャンネル(Ch1)〜チャンネル(ChN)の光信号パルス間のうち、等間隔に設定された時間間隔とは異なる時間間隔を少なくとも1つ形成すれば、PLL回路20により、これを特定することにより、クロック周波数f0を抽出することが可能となるから、等間隔に設定された時間間隔より短い時間間隔となるようにしてもよい。
In short, if at least one time interval different from the time interval set at equal intervals is formed among the optical signal pulses of the channel (Ch 1 ) to the channel (Ch N ), the
この例では、チャンネル(Ch1)〜チャンネル(ChN)の光信号パルス間のうち、特定の光信号パルス間の時間間隔を、等間隔に設定された時間間隔と異なる時間間隔を設定することにより、クロック周波数f0を抽出するようにした。しかし、チャンネル(Ch1)〜チャンネル(ChN)の光信号パルス間のうち、他とは異なるユニークな時間間隔を少なくとも1つ形成すれば、OTDM信号の光強度スペクトルには必ずクロック周波数成分が含まれることになるので、特定の光信号パルス間に限らず、任意の光信号パルス間に、他とは異なる時間間隔を設定すれば、PLL回路20によりクロック周波数f0を抽出することが可能となる。
In this example, among the optical signal pulses of the channel (Ch 1 ) to the channel (Ch N ), the time interval between specific optical signal pulses is set to a time interval different from the time interval set to be equal. Thus, the clock frequency f 0 is extracted. However, if at least one unique time interval different from the others among the optical signal pulses of the channel (Ch 1 ) to the channel (Ch N ) is formed, the optical frequency spectrum of the OTDM signal always has a clock frequency component. Therefore, the clock frequency f 0 can be extracted by the
上では、チャンネル(Ch1)〜チャンネル(ChN)の光信号パルス間のうち、特定の光信号パルス間の時間間隔を、等間隔に設定された時間間隔と異なる時間間隔を設定することによりクロック周波数を抽出するようにしたが、チャンネル(Ch1)〜チャンネル(ChN)の光信号パルスの時間間隔を所定周期で変化させ、この周期でクロック周波数の抽出を行ってもよい。
すなわち、図12(送信側)、図13(受信側)に示されるように、チャンネル(Ch1)〜チャンネル(ChN)からのN個の光信号パルスをM個(MはNの約数)ずつ分割する。そして、M毎に隣り合う光信号パルスの時間間隔がT1〜TMとなるよう、電気/光変換部15と光時分割多重化部16間の光路長を変化させ、N個の光信号パルスに、周期的に時間間隔が変化するM個の光信号パルス群をN/M個を形成する。
In the above, by setting the time interval between the specific optical signal pulses among the optical signal pulses of the channel (Ch 1 ) to the channel (Ch N ) to be different from the time interval set at equal intervals. Although the clock frequency is extracted, the time interval of the optical signal pulses of the channels (Ch 1 ) to (Ch N ) may be changed at a predetermined period, and the clock frequency may be extracted at this period.
That is, as shown in FIG. 12 (transmission side) and FIG. 13 (reception side), N optical signal pulses from channel (Ch 1 ) to channel (Ch N ) are represented by M (M is a divisor of N). ) Then, the optical path length between the electrical /
このようにして形成されたOTDM信号の光強度スペクトルには、周波数(N/M)f0[Hz]に新たな成分が加えられる。このOTDM信号は、クロック抽出部18において、光受信機19を介してPLL回路20に入力され、(N/M)f0[Hz]の周波数成分を検出し、これを分周器22によりM/N倍することにより、クロック周波数f0を抽出し、OTDM信号分割部21に出力することが可能となる。
A new component is added to the frequency (N / M) f 0 [Hz] in the light intensity spectrum of the OTDM signal thus formed. This OTDM signal is input to the
図14,図15は、本発明の実施例に基づく送信側と受信側の構成をそれぞれを示している。
本実施例では。光信号パルス間の時間間隔を変更するのに代え、チャンネル(Ch1)〜チャンネル(ChN)からのN個の光信号パルス毎に、他の光信号パルスとは異なる波長とする光パルスを少なくともひとつ挿入する。
すなわち、図14に示されるように、信号生成部14において、本来の情報を伝達するチャンネル(Ch1)〜チャンネル(ChN)に加え、チャンネル(ChN+1)の電気信号を形成し、チャンネル(ChN+1)に対応する電気/光変換部15のうち、チャンネル(Ch1)〜チャンネル(ChN)に対応する光送信機は、例えば波長λ1を出力し、チャンネル(ChN+1)に対応する光送信機は、波長λ2のパルス列を出力するようにする。すなわち、光時分割多重化部16から、Nチャンネル分のデータ(黒の波形)毎に、他波長のパルス光が介在する信号がOTDM信号として出力されることになる。
このようにして形成されたOTDM信号は、データパルスとクロックパルスを含むものとなり、図15に示されるように、受信側において、分波器17、λ2を透過するフィルタ23に入力され、波長λ2の光信号パルスのみが抽出され、光受信機19、PLL回路20によりクロック周波数f0[Hz]を抽出することが可能となる。
FIGS. 14 and 15 show the configurations of the transmission side and the reception side according to the embodiment of the present invention, respectively.
In this example. Instead of changing the time interval between optical signal pulses, every N optical signal pulses from channel (Ch 1 ) to channel (Ch N ), an optical pulse having a wavelength different from that of other optical signal pulses Insert at least one.
That is, as shown in FIG. 14, in the
The OTDM signal thus formed includes a data pulse and a clock pulse. As shown in FIG. 15, on the receiving side, the OTDM signal is input to a
一方、分波器17から、λ1を透過するフィルタ24を介して抽出された波長λ1の光信号パルスは、チャンネル(Ch1)〜チャンネル(ChN)からの光信号パルスを、分波器25を介して、OTDM信号分割部21に出力され、受信側で信号データとして処理される。
なお、図15に示されるように、受信側において、フィルタ24によりチャンネル(ChN+1)からの波長λ2の光信号パルスを取り除くことにより、空パルスが形成されたOTDM信号を、分波器25を介して光受信機19に送り、空パルスにより時間間隔を他の光信号パルス間と異なるものとすることにより、PLL回路20によりシンボルレートf0を抽出するようにしてもよい。
On the other hand, the optical signal pulse of wavelength λ1 extracted from the
As shown in FIG. 15, on the receiving side, the
以上説明したように、本発明によれば、N本のチャンネルからの光信号パルスに波長が異なる光信号パルスを挿入することにより、OTDM信号の強度スペクトルにクロック周波数成分を付加することができる。これにより、光パルスの位相を用いて情報伝送するPSK方式においても、通常のOTDM伝送と全く同じシステム構成でOTDM信号にチャンネル識別情報を載せることができる。しかも、受信側では超高速光デバイスなどを用いずに通常の電子回路でクロック抽出が可能になる。
このため、例えば、近年研究が進んでいるスーパーハイビジョン用映像信号を伝送するための通信システムなどに広く採用されることが期待できる。
As described above, according to the present invention, a clock frequency component can be added to the intensity spectrum of an OTDM signal by inserting optical signal pulses having different wavelengths into optical signal pulses from N channels. As a result, even in the PSK system in which information is transmitted using the phase of an optical pulse, channel identification information can be included in an OTDM signal with the same system configuration as that of normal OTDM transmission. Moreover, the clock can be extracted by a normal electronic circuit on the receiving side without using an ultrahigh-speed optical device or the like.
For this reason, for example, it can be expected to be widely used in communication systems for transmitting video signals for Super Hi-Vision that have been researched in recent years.
1 多チャンネル信号送信機
2 光送信機
3 多重化装置
4 分割装置
5 光クロック抽出部
6 短パルス光源
7 OTDM信号生成部
8 光クロック抽出部
9 多チャンネル信号生成部
10 MUX・チャンネル識別情報付与部
11 位相変調検出部
12 クロック抽出部
13 OTDM信号分割部
14 信号生成部
15 電気/光変換部
16 光時分割多重化部
17 分波器
18 クロック抽出部
19 光受信機
20 PLL回路
21 OTDM信号分割部
22 分周器
23 フィルタ(λ1を透過)
24 フィルタ(λ2を透過)
25 分波器
DESCRIPTION OF
24 filter (transmits λ2)
25 duplexer
Claims (2)
前記光送信機の少なくとも1つから出力される光信号パルスの波長を、他の前記光送信機から出力される光信号パルスの波長と異ならせるとともに、前記受信機が前記波長が異なる光信号パルスからの光信号パルスに基づいて、前記シンボルレートf0を抽出し、チャンネル毎の信号処理を行うことを特徴とする光時分割多重伝送システム。 Using N optical transmitters that output optical pulse signals (RZ signals) with a symbol rate of f 0 [baud / sec], the N parallel optical signals are overlapped with a time shift by a multiplexing device to obtain a serial signal. In an optical time division multiplex transmission system in which the received signal is separated into parallel signals in the receiver and signal processing for each channel is performed in the receiver,
The wavelength of an optical signal pulse output from at least one of the optical transmitters is different from the wavelength of an optical signal pulse output from another optical transmitter, and the optical signal pulse of which the receiver has a different wavelength is used. An optical time division multiplex transmission system characterized in that the symbol rate f 0 is extracted based on the optical signal pulse from and the signal processing is performed for each channel.
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