JPH02196546A - 光通信方法および装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は光通信方法および装置に関し、特に光通信にお
けるタイミングクロックの抽出方法および装置に関する
。

（従来の技術） 近年、大容量の情報を伝送するための光通信システムと
して伝送速度がギガビットレンジの光通信装置が開発さ
れている（例えば柳井久義編集“光通信ハンドブック”
１９８２年９月１日初版Ｐ５１９朝倉書店発行）。この
ような光通信装置では送信部でディジタルの情報信号を
光信号に変換し、光ファイバを用いて光信号を光受信部
まで長距離にわたって伝送させた後、その光受信部に於
いて光信号を電気信号に変換して大容量の情報の長距離
伝送を可能としている。

このような光通信装置の光受信部では、受信波形の波形
ひずみや雑音の影響を小さくするため、等化増幅（ｒｅ
ｓｈａｐｉｎｇ）、識別再生（ｒｅｇｅｎｅｒａｔｉｏ
ｎ）、タイミング抽出（ｒｅｔｉｍｉｎｇ）の３Ｒ機能
が搭載されている。このうち、タイミング抽出は、ディ
ジタルの情報信号の受信波形から、タイミングクロック
を抽出する動作であり、一般に表面弾性波共振器（ＳＡ
Ｗフィルタ）を用いた共振器直接駆動形が用いられてい
る。このタイミング抽出方式はＱ値の高い（Ｑ７５００
）共振器を用いて情報信号の等化波形からタイミングク
ロック成分を取り出すものであり、現在伝送速度１．６
Ｇｂ／ｓで動作するＳＡＷフィルタが開発されている。

（発明が解決しようとする課題） 将来、光通信システムに対する大容量伝送の要求はさら
に高まり、伝送速度２．４Ｇｂ／ｓさらには４．８Ｇｂ
／ｓで動作する装置が必要となる。

ここで、装置内の電子回路の高速化はガリウム−ひ素Ｆ
ＥＴ等を用いた高速ＩＣにより対応が可能である。一方
タイミング抽出においては、ＳＡＷフィルタを用いた場
合、現在の１．６Ｇｂ／ｓ対応がＳＡＷの作製上の限界
と言う欠点があり、２．４Ｇｂ／ｓ、４．８Ｇｂ／ｓで
の動作は期待できない。

本発明の目的は、２．４Ｇｂ／ｓあるいは４．８Ｇｂ／
ｓといっな高速伝送でも動作可能なタイミング抽出方式
を有する光通信方法および装置を提供することにある。

（課題を解決するための手段） 本発明の光通信方法は、 光送信部に於いて、送信しようとするディジタルの情報
信号に同期した第１のクロック信号をｎ逓倍または１　
／　ｎ分周（ｎは２以上の整数）して第２のクロック信
号を生成し、前記ディジタル情報信号と第２のクロック
信号とを加算した変調信号により変調した光信号を伝送
路に送出し、光受信部では、前記伝送路から受けた前記
光信号を電気信号に変換された後にディジタルの情報信
号と第２のクロック信号とに分離し、さらに該第２のク
ロック信号を１　／　ｎ分周またはｎ逓倍するとにより
、前記第１のクロック信号を再生することを特徴とする
。

本発明の光通信装置は、 光送信部はディジタルの情報信号に同期した第１のクロ
ック信号をｎ倍（ｎは２以上の整数）に逓倍し、第２の
クロック信号を生成する逓倍回路と、前記第２のクロッ
ク信号とディジタルの情報信号とを加算する加算回路と
、該加算回路の出力を光信号に変換する半導体レーザと
を含み、光受信部は、前記光信号を電気信号に変換する
光検出器と、前記電気信号からディジタルの情報信号と
第２のクロック信号を分離する分離回路と、この分離回
路で得られた前記第２のクロック信号を１　／　ｎに分
周し前記第１のクロック信号を再生する分周回路と、該
分周回路から得られた前記第１のクロック信号を用いて
前記分離回路で得られた前記ディジタル情報信号を識別
する回路とを含むことを特徴とする。

本発明の別の光通信装置は、 光送信部は、ディジタルの情報信号に同期した第１のク
ロック信号を１／ｎ（ｎは２以上の整数）に分周し、第
２のクロック信号を生成する分周回路と、前記第２のク
ロック信号とディジタルの情報信号とを加算する加算回
路と、該加算回路の出力を光信号に変換する半導体レー
ザとを含み、光受信部は、前記光信号を電気信号に変換
する光検出器と、前記電気信号からディジタルの情報信
号と第２のクロック信号を分離する分離回路と、この分
離回路で得られた前記第２のクロック信号をｎ倍に逓倍
し前記第１のクロック信号を再生′１−る逓倍回路と、
該逓倍回路から得られた前記第１のクロック信号を用い
て前記分離回路で得られた前記ディジタル情報信号を識
別する回路とを含むことを特徴とする。

（作用） 本発明の光通信方法および装置では、送信部でクロック
信号成分をディジタルの情報信号に加算して送信し、受
信部でクロック信号成分の再生を行う。

しかしながらディジタルの情報信号と同期したクロック
信号を、情報信号と加算して受信部で情報信号と該クロ
ック信号の分離を行なった場合には、情報信号とクロッ
ク信号の分離を完全に行うことができないから、分離し
た情報信号に波形歪が生じ、受信感度が劣化する恐れが
ある。ただし、情報信号の強度が小さくなる周波数帯に
、クロック信号との相関をもった信号成分を重畳しても
受信部での情報信号の波形歪は生じない。

そこで、本発明では、クロック信号を整数倍の逓倍ある
いは分周して、第２のクロック信号とし、この第２のク
ロック信号を情報信号の強度成分が少ない周波数帯に配
置して加算１，７、情報信号とともに光信号として送ｆ
３する。そ１〜で、受信部では、第２のクロック信号の
みを電気のフィルタで収り出し、整数倍の分周あるいは
逓倍を行うことによりクロック信号を再生する。このよ
うな本発明におけるタイミング抽出方式ではクロック信
号の重畳により情報信号の波形歪が生じないので、受信
感度の低下を招くこともなく、しかもＳＡＷフィルタな
どを用いずにクロック信号の再生が可能となる。

（実施例） 以下、実施例を示して本発明を一層詳しく説明する。

第１図に本発明の実施例である光通信装置の構成、第２
図にこの光通信装置の動作を説明するための各部波形を
それぞれ示す。

本実施例では、クロック信号を光送信部１で２逓倍した
後に送信し、光受信部２で２逓倍のクロック信号を分離
して、１／２分周することによりクロック信号の再生を
行なっている。第１図に於いて、周波数で、の第１のク
ロック信号（ＣＬＫ）（第２図（ａ））は逓倍回路３に
より２＠の周波数の第２のクロック信号２ｆ、（第２図
（ｂ））に変換される。この第２のクロック信号２ｆ。

は、加算回路４によりディジタルの情報信号（ＤＡＴＡ
＞（第２図（Ｃ））と加算されるにの加算された信号（
第２図（ｄ））は波長１．３μｍの分布帰還型の半導体
レーザダイオードを光源として用いた光送信回路５に入
力され、光信号（第２図（ｄ））に変換される。

この光信号は光ファイバ６を伝送した後、光受信部２に
入力する。光受信部２では、アバランシェ・フォト・ダ
イオードを光検出器として用いた光受信回路７により光
信号が電気信号（第２図（ｄ））に変換される。この電
気信号は増幅器８により増幅された後、周波数２ｆ、の
周波数を分離するチャンネルドロッピング型のフィルタ
９に入力される。フィルタ９は第２のクロック信号２ｆ
、と情報信号の分離を行う８分離された第２のクロック
信号２ｆ、（第２図（ｂ））は分周回路１０により第１
のクロック信号ｆ、（第２図（ａ））に突歯され、その
一部は、識別回路１３に入力される。

一方、フィルタ９で分離された情報信号（第２図（Ｃ）
）は等化増幅器１２により、増幅された後、識別回路１
３に入力される。識別回路１３は第１のクロック信号ｆ
。により情報信号の識別再生を行い、情報信号（ＤＡＴ
Ａ）を生成し、出力する。

以上の構成において、２．４Ｇｂ／ｓの伝送速度で３０
ｋｍの単一モードファイバを用いた伝送実験を行なった
。その結果、情報信号の波形歪が生じないから光受信感
度−３４ｄＢｍの良好な感度を実現するとともに、再生
したクロック信号については位相雑音１度以下と言う良
好な値を実現した。

本発明にはこの実施例の他にも様々な変形例がある０例
えば逓倍回路３の逓倍数は本実施例の２遁倍に限らず何
倍に決定してもよい、また、より高い受信感度を実現す
るために光受信部２での情報信号分離後に、雑音の低減
のための低域通過フィルタ等を用いてもよい。さらに、
光受信部２に於いて、クロック信号の位相雑音の一層の
低減のために、第１図の分周回路１０の次段に狭帯域の
バンドパスフィルタを設けてもよい。

本発明の他の光通信装置の実施例を第３図に示す０本実
施例の構成は第１図の構成とほぼ同じであるが、光送信
部１で分周回路１０によりクロック信号の分周を行い第
２のクロック信号を作り情報信号と加算して送信してい
る点、及び光受信部２で第２のクロック信号をチャンネ
ルドロッピング型のフィルタって分離後に逓倍回路３を
用いて情報信号と同期した第１のクロック信号を再生し
ている点が異なっている。尚、本実施例では光送信部１
での第１のクロック信号の分周比及び光受信部２での第
２のクロック信号の逓倍比を２５６：１に設定している
。また光受信部２では、情報信号の分離後、直流再生回
路１４を用いて、フィルタ９で分離しきれなかった第２
のクロック信号で、／２５６の混入により生じる情報信
号の波形歪の影響を除去している。

以上に説明した第３図の構成の光通信装置°′より波長
１．３μｍ帯に於いて、伝送速度４．８Ｇ　ｂ　／　ｓ
で長さ３０ｋｍの単一モードファイバを用いて伝送実験
を行なった。その結果光受信感度−２９ｄＢｍと言う良
好な感度を実現するとともに、再生クロック信号の位相
雑音としては１．５度と言う良好な値を得た。

本発明には、この他にも様々な変形例がある。

例えば、分周回路１０の分周比は２５６：１に限らす２
：１以上の分周比を任意に設定してもよい１またフィル
タ９にはチャンネルドロップ型のフィルタを用いたが、
このフィルタ９はこの形式にかぎらずローパスフィルタ
とバイパスフィルタとを、組み合わせて構成してもよい
、また第２のクロック信号の出力に低周波で動作するＳ
ＡＷフィルタを用いれば、より位相雑音の少ない第１の
クロック信号が再生できる。

（発明の効果） 以上に説明したように、本発明によれば、ＳＡＷフィル
タを用いずに、光受信部でタイミングクロックの抽出が
容易に実現できる。そこで、本発明の光通信方法および
装置では、２゜４Ｇ　ｂ　／　ｓや４．８Ｇｂ／ｓとい
う高い速度でデータを伝送しても確実にタイミングを抽
出できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例である光通信装置の構成図、
第２図は第１図の装置の動作を説明するなめにその装置
の各部での波形を示す図、第３図は本発明の他の実施例
である光通信装置の構成図である。 １・・・光送信部、２・・・光受信部、３・・・逓倍回
路、４・・・加算回路、５・・・光送信回路、６・・・
光ファイバ、７・・・光受信回路、８．１１・・・増幅
器、９・・・フィルタ、１０・・・分周回路、１２・・
・等化増幅器、１３・・・識別回路、１４・・・直流再
生回路。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）光送信部に於いて、送信しようとするディジタル
   の情報信号に同期した第１のクロック信号をｎ逓倍また
   は１／ｎ分周（ｎは２以上の整数）して第２のクロック
   信号を生成し、前記ディジタル情報信号と第２のクロッ
   ク信号とを加算した変調信号により変調した光信号を伝
   送路に送出し、光受信部では、前記伝送路から受けた前
   記光信号を電気信号に変換された後にディジタルの情報
   信号と第２のクロック信号とに分離し、さらに該第２の
   クロック信号を１／ｎ分周またはｎ逓倍するとにより、
   前記第１のクロック信号を再生することを特徴とする光
   通信方法。
2. （２）光送信部は、ディジタルの情報信号に同期した第
   １のクロック信号をｎ倍（ｎは２以上の整数）に逓倍し
   、第２のクロック信号を生成する逓倍回路と、前記第２
   のクロック信号とディジタルの情報信号とを加算する加
   算回路と、該加算回路の出力を光信号に変換する半導体
   レーザとを含み、光受信部は、前記光信号を電気信号に
   変換する光検出器と、前記電気信号からディジタルの情
   報信号と第２のクロック信号を分離する分離回路と、こ
   の分離回路で得られた前記第２のクロック信号を１／ｎ
   に分周し前記第１のクロック信号を再生する分周回路と
   、該分周回路から得られた前記第１のクロック信号を用
   いて前記分離回路で得られた前記ディジタル情報信号を
   識別する回路とを含むことを特徴とする光通信装置。
3. （３）光送信部は、ディジタルの情報信号に同期した第
   １のクロック信号を１／ｎ（ｎは２以上の整数）に分周
   し、第２のクロック信号を生成する分周回路と、前記第
   ２のクロック信号とディジタルの情報信号とを加算する
   加算回路と、該加算回路の出力を光信号に変換する半導
   体レーザとを含み、 光受信部は、前記光信号を電気信号に変換する光検出器
   と、前記電気信号からディジタルの情報信号と第２のク
   ロック信号を分離する分離回路と、この分離回路で得ら
   れた前記第２のクロック信号をｎ倍に逓倍し前記第１の
   クロック信号を再生する逓倍回路と、該逓倍回路から得
   られた前記第１のクロック信号を用いて前記分離回路で
   得られた前記ディジタル情報信号を識別する回路とを含
   むことを特徴とする光通信装置。