JPH0252535A - 全光処理中継装置 - 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】 〔概　　要〕 全て光レベルで入力光信号の光中継処理を行う全光処理
中継装置に関し、 光の特徴である高速性、二次元処理の可能性、波長領域
処理の可能性等を活かして光レベルで直接信号処理を行
うことができる光アクセスノードとしての全光処理中継
装置を実現することを目的とし、 光入力データ信号を増幅する光増幅器と、該光増幅器の
光出力を２分岐する光分岐回路と、該光分岐回路の一方
の分岐光データ信号から光クロック信号を抽出する光ク
ロック抽出回路と、該光分岐回路の他方の分岐光データ
信号を該光クロック抽出回路の位相に合わせるための光
遅延素子と、該光クロック信号と該光遅延回路の光デー
タ出力とを合流する光合流回路と、該光合流回路の出力
を光閾値により識別して光データを再生する光識別回路
とで構成する。

〔産業上の利用分野〕

本発明は、全光処理中継装置に関し、特に全て光レベル
で人力光信号の光中継処理を行う全光処理中継装置に関
するものである。

伝送ビットレートの上昇に伴い、高速信号の多数処理が
必要となって来ている現在、中継装置における信号処理
の高速化・複雑化を緩和することが望まれている。

〔従来の技術〕

従来、中継装置で光中継信号処理を行う場合、入力して
来た光信号を一旦電気に変換してから電気的な処理を行
い、最後に光信号に変換して再生し伝送路である光ファ
イバに出力していた。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、このような従来の装置では、広帯域ＴＳ
ＤＮが成熟期を迎えた場合、所要処理数が大幅に増大す
ることから、このままでは回路規模の点から電気的な処
理だけでは対処し切れなくなることか予想される。

従って、本発明は、光の特徴である高速性、二次元処理
の可能性、波長領域処理の可能性等を活かして光レベル
で直接信号処理を行うことができる光アクセスノードと
しての全光処理中継装置を実現することを目的とする。

〔課題を解決するための手段］ 上記の目的を達成するため、本発明に係る全光処理中継
装置では、第１図に原理的に示すように、光入力データ
信号を増幅する光増幅器ｌと、該光増幅器１の光出力を
２分岐する光分岐回路２と、該光分岐回路２の一方の分
岐光データ信号から光クロック信号を抽出する光クロッ
ク抽出回路３と、該光分岐回路２の他方の分岐光データ
信号を該光クロック抽出回路３の位相に合わせるための
光遅延素子４と、該光クロック信号と該光遅延回路４の
光データ出力とを合流する光合流口路５と、該光合流口
路５の出力を光閾値により識別して光データを再生する
光識別回路６とを備えている。

〔作　　　用〕

第１図に示した本発明の全光処理中継装置では、第２図
のタイムチャートに示すように、先入カデタ信号■を光
増幅器１で増幅することにより等化を行う。この光増幅
器１は第３図に示すような光増幅特性を持つものである
。

光増幅器ｌで波形整形された光出力は光分岐回路２で２
分岐され、一方の分岐光データ信号は光クロック抽出回
路３に送られて光クロック信号■が抽出され、リタイミ
ング動作が行われる。

光分岐回路２の他方の分岐光データ信号は光遅延素子４
に送られて光クロック抽出回路３の位相に合うように所
定の遅延時間が与えられる。

これら光クロック抽出回路３からの光クロック信号と光
遅延素子４からの光データ出力とが光合流口路５で合流
される。

光合流口路５の光合流出力■を光識別回路６で一定の光
閾値Ｐ　ｔｋにより識別して光データ■を再生する。

このようにして波形整形（Ｒｅｓｈａｐｉｎｇ）　、リ
タイミング（ｌｌｅＬｉｍｉｎｇ）、及び識別再生（Ｒ
ｅｇｅｎｅｒａｔｉｎｇ）の再生中継の３１ン機能を全
て光レベルで行うことができる。

〔実　施　例〕

第１図に示した本発明の全光処理中継装置を構成する光
増幅器ｌとしては、レーザ増幅器やクンデム電極式の光
双安定レーザ増幅器（ＢＳ−ＬＤ）を用いることができ
る。

第４図は、光双安定レーザによる光増幅器の一実施例を
示しており、この光増幅器では、光双安定レーザ２０の
クンデム電極に所定闇値以上のバイアスＴＬ？ｌＬ　Ｉ
　ｓが供給されており、光入力データＰＩＮを増幅して
光出力データＰ。Ｕアとして発生するものである。

即ち、光双安定レーザは、第５図（ａ）に示すように、
光入力Ｐ＋Ｎ＝Ｏの状態において、■バイアス電流人力
Ｉｔｓを増大させて行くと第１の閾値Ｉ。８を越えた時
に２激に光出力Ｐ。Ｏｆが大きくなって発光し、■該電
流入力１１８を低下させて行くと第２の閾値■。ＦＦ以
下になる時に急激に光出力Ｐｏ１１丁が減少して発光を
停止する特性を有している。

また、光双安定レーザは、第５図山）に示すように、第
１の閾値Ｉ。、Ｉと第２の閾値■。Ｆ、との中間に位置
する値に相当する電流人力ｒ、をバイアスとして供給し
た場合には、■光入力Ｐ１．４を増大させて行くと光閾
値Ｐいを越えた時に２．激に光出力ｐｏｕｔが増大して
発光し、■光入力Ｐ４を低下させて行く時には光入力Ｐ
４が０”になるまで発光を続ける特性を持っている。

このような光双安定レーザの特性に基づき、第４図に示
すバイアス電流！、を適当に加減（Ｉｄｉ値■。ＦＦ＋
　１゜イの範囲に限定されない）することにより、第３
図に示すような、光入力ＰＩＮのレベルに応じて光出力
Ｐ。ｕ７が増幅される光入出力特性が得られる。

第６図は、本発明に係る全光処理中継装置に用いる光ク
ロック抽出回路の一実施例を示したもので、この実施例
では、ＲＺ　（Ｒｅｔｕｒｎ−ｔｏ−Ｚｅｒｏ）の光入
力データを透過・反射するハーフミラ−１と、ハーフミ
ラ−１１を透過した該光入力データを増幅する光増幅器
１２と、光増幅器１２の光出力を透過して光クロック出
力を発生するとともに光増幅器１２に反射するハーフミ
ラ−１３とを備え、ハーフミラ−１１，１３と光増幅器
１２との間の到達遅延時間が該先入力データの１タイム
スロツトτ０　（又はその整数倍）に相当するように構
成している。

この光クロック抽出回路の動作を説明すると、第７図の
タイムチャートに示すように、ＲＺの光入力データ■は
まずハーフミラ−１１を透過し、この光入力データ■の
１タイムスロツトτ。に相当する遅延時間だけ経過した
後に光増幅器１２に人力される。

この光増幅器１２はやはり第３図に示すような光入出力
特性を有するものであり、光信号＠を光増幅する。この
光増幅された光増幅器１２の光出力は同し遅延時間τ０
経過後に光入力＠としてハーフミラ−１３に達し、透過
して光クロック出力［相］を発生するとともに光増幅器
１２に反射して戻このハーフミラ−１３で反射された光
信号［相］は今度は逆のルートを辿って遅延時間τ。経
過後に光増幅器１２に入力されて光増幅され、更に遅延
時間τ。経過後にハーフミラ−１１に達して反射され、
遅延時間τ。経過後に光増幅器１２に入力され、更に遅
延時間τ。経過後にハーフミラ−！３に戻って来る。こ
のようにして、光共振器として作用する。

従って、ハーフミラ−１３で反射されて再び戻って来る
までには丁度４τ。の遅延時間が生しることとなるため
、第７図に示すように、光入力データの受信開始直後で
は、この４τ。の遅延時間により正しい光クロック信号
［相］は発生されないが、その後は確実に正しい光クロ
ック信号［相］が繰り返し発生されることとなる。

尚、ハーフミラ−１３で反射されて戻って来る時には後
続の光入力データ■もハーフミラ−１３に同時に入力さ
れ、両者が重畳する形になるが、光増幅器１２の増幅動
作が飽和することと、ハーフミラ−１３で透過される光
信号クロック［相］はレベルが低下することにより第７
図のような一定レベルの光出力を発生することができる
。

この場合、ハーフミラ−１１，１３と光増幅器１２との
間は空間又は光ファイバ、光導波路のいずれでもよく、
それぞれｌタイムスロットτ。の整数倍の遅延時間を生
成するための距離だけ間隔を有している。

別の光クロック抽出回路３としては、第８図に示すよう
に、光合法回路２１と、光増幅器２２と、光分岐回路２
３とで構成し、光合法回路２１から出力された時点より
、光分岐回路２３から光導波路２４を経由しての光合法
回路２１へ戻るまでの遅延時間を光データの１タイムス
ロツトτ。の整数倍に設定してもよい。

この他、本発明に係る全光処理中継装置に用いる光識別
回路６の一実施例としては、やはり第４図に示した光双
安定レーザ２０を用いることができ、この場合には、バ
イアス電流ｌ、を第５図（ａ）に示す電流閾値ｌ。、Ｆ
ど■。、との間に設定することにより、入力光データの
レベルが、第５図（ｂｌに示す光閾値Ｐいを越えている
か否かによって光識別再生をすることができる。

また、光分岐回路２、光合流口路５としては光カプラ、
導波路型光スイフチ等を用いることができ、更に光遅延
素子４としては、導波路型位相ンフタを用いることがで
きる。

また、各構成要素を光接続ため、先導波路が用いられる
。

〔発明の効果〕

このように、本発明の全光処理中継装置によれば、光増
幅器、光分岐回路、光クロック抽出回路、光合流口路、
及び光識別回路を用いて中継器としての３Ｒ機能を全て
光レベルで処理する構成としたので、光伝送装置等にお
ける信号処理を高速に行うことができ、より簡単な構造
の全光処理中継装置が実現できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る全光処理中継装置を原理的に示す
ブロック図、 第２図は本発明に係る全光処理中継装置の各部の動作波
形を示すタイムチャート図、 第３図は本発明に用いる光増幅器の動作特性を示すグラ
フ図、 第４図は光増幅器の一実施例としての光双安定レーザを
示す図、 第５図は光双安定レーザの特性図、 第６図は光りし１ンク抽出回路の一実施例を示すフ゛ロ
ンク図、 第７図は光クロック抽出回路の動作タイムチャト図、 第８図は光りＬ７ソク抽出回路の他の実施例を示すブロ
ック図、である。 第１図において、 １・・・光増幅器、 ２・・・光分岐回路、 ３・・・光クロック抽出回路、 ４・・・光遅延素子、 ５・・・光合流口路、 ６・・・光識別回路。 図中、同一符号は同−又は相当部分を示す。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 光入力データ信号を増幅する光増幅器（１）と、該光増
   幅器（１）の光出力を２分岐する光分岐回路（２）と、 該光分岐回路（２）の一方の分岐光データ信号から光ク
   ロック信号を抽出する光クロック抽出回路（３）と、 該光分岐回路（２）の他方の分岐光データ信号を該光ク
   ロック抽出回路（３）の位相に合わせるための光遅延素
   子（４）と、 該光クロック信号と該光遅延回路（４）の光データ出力
   とを合流する光合流回路（５）と、 該光合流回路（５）の出力を光閾値により識別して光デ
   ータを再生する光識別回路（６）と、 を備えたことを特徴とする全光処理中継装置。