JPH0348227A - 光データパルスの消去方法 - 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】 目　　　　次 概要 産業上の利用分野 従来の技術（第１０図、第１１図〉 発明が解決しようとする課題 課題を解決するための手段及び作用 第５図） 実　施　例　（第６図〜第９図） 発明の効果 （第１図〜 概要 光データパルス列中の特定の光データパルスを消去する
方法に関し、 光データパルス列中の特定の光データパルスを光信号に
より消去する方法の提供を目的とし、例えば、光入力の
総和が第１の閾値Ｐ。．，と゛該第１の閾値Ｐ．１より
も大きい第２の閾値Ｐ。ｆｆ　との間の範囲にあるとき
には光を出力し、光入力の総和が上記範囲外にあるとき
には光を出力しない光排他的論理和素子を備え、 Ｐ　ｏｈ　＜　Ｐ　ｏＡｒ＾＜　Ｐｏｒｔを満足する光
パワーＰＤＡＴＡの光データパルス列中の特定の光デー
タパルスに Ｐｏｒｔ　＜　ＰＦＩＡ）ＩＥ を満足する光パワーＰＦＩＡＸＨ　の光フレームパルス
を重畳して該光データパルス列及び光フレームパルスを
上記光排他的論理和素子に入力し、重畳して該光データ
パルスを消去した形の光データパルス列を上記光排他的
論理和素子の出力として得るようにして構戊する。

産業上の利用分野 本発明は光データパルス列中の特定の光データパルスを
消去する方法に関する。

光通信ネットワークの展開にともない、光交換方式の実
現、光加入者系システムの構築といった、光による信号
の遣り取りの方式について様々な検討がなされている。

なかでも、加入者にも光ファイバ伝送路を導入して、画
像等の高速・大容量の光信号を加入者に送り届け、ある
いは加入者同士で情報を遣り取りする光加入者伝送網の
実現が、光通信ネットワークにおける開発課題の一つと
なっている。近年、様々な光加入者伝送網あるいは光Ｌ
ＡＮの提案がなされているが、光加入者等の光端末と光
ハイウェイとの間で信号を遣り取りする際、特に光端末
からの光信号を光ハイウェイに送り出す挿入処理の場合
には、光ハイウェイ上のある特定のビットに対応するデ
ータを消去して、光端末からの光データを挿入するため
の空きタイムスロットを作る必要があり、光データパル
ス列中の特定の光データパルスを消去する方法が必要に
なる。

従来の技術 従来提案されている光加入者網においては、光ハイウェ
イと光加入者間のアクセスを取るために、光ハイウェイ
上に伝送処理ノード（分岐・挿入処理部）を置いている
。第１０図に光ハイウェイにおける従来の分岐・挿入処
理部の一例を示す。分岐処理に際しては、光ハイウェイ
１０２からの光信号（光データパルス列）を光／電気変
換部１０４により電気信号に変換してから、分岐回路１
０６により電気信号のレベルでデータパルス列中の特定
のデータを分岐し、場合によっては再び光信号に変換し
て加入者に向けて伝送する。また、挿入処理に際しては
、挿入回路１０８により、分岐処理においてデータパル
ス列中の特定位置に生じた空きタイムスロットにデータ
を挿入し、電気／光変換部１１０において光信号に変換
し、光ハイウェイ１０２に送り出す。

しかし、例えば光幹線系の超高速の光信号を取り扱い、
しかも、多チャンネルの光加入者線に接続すべく分岐・
挿入処理を行うためには、従来提案されているような電
気信号の処理では超高速・多チャンネルの光／電気、電
気／光変換部及び分岐・挿入回路が必要になり、扱う信
号の大容量化に対しては処理速度の面での課題が、また
、多チャンネル化に対しては処理装置の大規模化といっ
た課題が生じていた。

このような課題に鑑み、光ハイウェイの信号を光のまま
で分岐し、光端末からの光信号を光のままで挿入するシ
ステムが提案されている。これを第１１図により説明す
る。分岐処理に際しては、光ハイウェイ１１２からの光
信号を光カプラ等の光分岐部１１４で分配して、その一
方を光信号処理部１１６に送る。光分岐部１１４で分岐
された他方の光信号は、光データパルス消去部１１８に
おいて特定の光データパルスを消去することによって空
きタイムスロットを形威される。そして、挿入処理に際
しては、光分岐部同様光カブラ等から構威される光挿入
部において光データパルス列の空きタイムスロットに光
データパルスを挿入して、光ハイウェイ１１２に送出す
る。この構或において、光データパルス消去部１１８に
より光データパルス列中に空きタイムスロットを形戊し
ているのは、こうしないと光挿入部１２０において光デ
ータパルスを挿入するに際して信号の衝突等が生じるか
らである。

光データパルス消去部の構戊として具体的に提案されて
いる例としては、電気信号により光路を切り換える光ス
イッチを用いたものや双安定半導体レーザを用いたもの
がある。双安定半導体レーザを用いて光データパルスを
消去するには、双安定半導体レーザが光入出力に閾値特
性を有していることを利用して、特定の光データパルス
が入力するときにその光データパルスに同期して双安定
半導体レーザのバイアス電流を十分小さくすれば良い。

発明が解決しようとする課題 光データパルスを消去するために使用する光スイッチの
例としては、二オブ酸リチウム（ＬｉＮｂｏｓ）等の異
方性無機材料の電気光学効果を利用したものや半導体レ
ーザのキャリア注入による屈折率変化を利用したもの等
があるが、電気光学効果を利用した光スイッチは駆動電
圧が数Ｖ〜数十Ｖと大きく、駆動回路の大出力化・高速
化が困難であるという問題があった。一方、半導体を用
いた光スイッチは、キャリア注入による屈折率変化を利
用しているために、応答速度が比較的低速であり高速化
に適していないという欠点があった。

このように、従来の光データパルスの消去方法であると
、双安定半導体レーザを用いた場合を含めて、光データ
パルス列中の特定の光データパルスを電気信号に基づい
て消去するようにしているので、高速化に困難性を伴う
。

本発明はこのような技術的課題に鑑みて創作されたもの
で、光データパルス列中の特定の光データパルスを光信
号により消去する方法の提供を目的としている。

課題を解決するための手段及び作用 上述した技術的課題を解決するためになされた第１乃至
第３の方法を説明する。

第１１！Ｉは第１及び第２の方法の原理説明図である。

第１及び第２の方法では、同図（ａ）に示すように、光
排他的論理和素子１を備え、光データパルス列２中の特
定の光データパルス（図ではｉ番目の光テータハルス２
−ｉ）に光フレームパルス３をｉ畳シて光データパルス
列２及び光フレームパルス３を光排他的素子１に人力し
、重畳して該光データパルスを消去した形の光データパ
ルス列４を光排他的論理和素子１の出力として得るよう
にしている。

光排他的論理和素子１は、同図６）に入出力特性を示す
ように、光入力の総和が第１の閾値Ｐ０、と第１の閾値
ｐ　ｏｈよりも大きい第２の閾値Ｐ。，ｆ　との間の範
囲にあるときは光を出力し、光入力の総和が上記範囲外
にあるときは光を出力しない。ここで、「光を出力する
」に対して「光を出力しない」というのは、「比較的強
度の大きい光を出力する」に対して「比較的強度の小さ
い光を出力する」という状態を含む（第３の方法におい
ても同様）。

このような素子特性を利用することによって、次に述べ
るような光排他的論理和動作が実現される。すなわち、
光パワーがそれぞれＰａ　．　　Ｐａ　の光入力Ａ，Ｂ
を、 ｐｏ，＜ｐＡ及びＰａｌ　＜Ｐｏｒｔ を満たし、且つ、 Ｆａｔｅ　＜ＰＡ　＋ＰＩ１ を満たすように光排他的論理和素子１に入力すると、出
力Ｆは、表ｌに示した真理値表の通りになり、光排他的
論理和動作が実現される。

表 ｌ このような光排他的論理和動作では、２つの光入力Ａ，
Ｂを等価に扱っているので、単純に光排他的論理和素子
１の一方の光入力を光データパルス列とし、他方の光入
力を光データパルス消去用の光フレームパルスとしただ
けでは、上述した技術的課題は解決されない。何故なら
ば、消去対象となる光データパルスの有無にかかわらず
光フレームパルスが光排他的論理和素子に入力するため
に、光データが「０」で光フレームパルスが入力した場
合に、出力が「１」となり誤動作が生じるからである。

そこで、第１の方法では、その動作原理を第２図に示す
ように、 Ｐｏｎ　＜　ＰＤＡＴＡ　＜　Ｐｏｒｔを満足する光パ
ワーＰＤＡＴＡの光データパルス列２中の特定の光デー
タバルス（第１図及び第２図ではｉ番目の光データパル
ス２−ｉ〉に Ｐｏｒｔ　＜　ＰＰＩＡ）Ｉ＋！ を満足する光バワーＰＦＩＡ＞１２　の光フレームパル
ス３を重畳して光データパルス列２及び光フレームバル
ス３を光排他的論理和素子１に入力し、重畳して該光デ
ータパルスを消去した形の光データパルス列４を光排他
的論理和素子１の出力として得るようにしている。

このとき、データ及びフレーム入力並びに出力Ｆ′の真
理値表は表２に示すようになり、データが「１」、フレ
ームが「０」のときにのみ出力が「１」となり、他は全
て出力が「０」となる。

表 ２ 第１の方法では、第２の閾値よりも大きい光パワーの光
フレームパルスを用いているが、表２に示した真理値表
の動作を達戒するためには、第１の闇値よりも小さいパ
ワーの光フレームパルスを用いることもできる。

即ち、第２の方法では、 Ｐａｎ　＜　ＰＤＡＴＡ　＜　Ｐｏｒｔを満足する光パ
ワーＰＤＡｉ▲の光データパルス列２中の特定の光デー
タパルスに ＰＦＩＡ）Ｉ１！　　＜ＰｏｈＳ　　　Ｐｏｒｔ　　＜
Ｐｎａｔａ＋Ｐｐｉａｘ！ヲ満足する光パワーＰＦＩＡ
■の光フレームパルス３を重畳して光データパルス列２
及び光フレームパルス３を光排他的論理和素子１に入力
し、重畳して該光データパルスを消去した形の光データ
パルス列４を光排他的論理和素子１の出力として得るよ
うにしている。

第４図は第３の方法の原理説明図、第５図は第３の方法
の動作原理図である。

第３の方法では、光入力の総和が閾値Ｐｔｈよりも大き
いときには光を出力し、光入力の総和が上記閾値Ｐｔｈ
よりも小さいときには光を出力しない光閾値素子５を備
え、 ＰＤＡＴＡ　＜　Ｐ　ｔｈ を満足する光パワーＰＤＡ’？Ａの光データパルス列２
に Ｐａｌ！Ａｓ　＜　　Ｐｔｈ　＜　　ＰＤ＾丁＾＋　Ｐ
ｉ！Ａｓを満足する光パワーＰ！ＩＩＡｓの光バイアス
６を重畳して該光データパルス列２及び光バイアス６を
上記光閾値素子５に入力しておき、上記光データパルス
列２中の特定の光データパルスに対する光バイアスレベ
ルを低下させることにより、重畳して該光データパルス
を消去した形の光データパルス列７を上記光閾値素子５
の出力として得るようにしている。

このように、第１乃至第３の方法によれば、光データパ
ルス列中の特定の光データパルスを光信号により渭去す
ることができるようになるので、光データパルス列中の
特定の光データパルスを電気信号により消去する場合に
生じる不都合がなくなる。

実施例 以下本発明の実施例を図面に基づいて説明する。

第６図は第１及び第２の方法の実施例を示す光伝送網用
光分岐・挿入ノード装置のブロック図である。１２は光
ハイウェイｌ４からの光信号を分岐する光分岐・結合器
、１６は光フレームパルスを発生する光フレームパルス
発生器、１８は光フレームパルス発生器の制御装置、２
０は光分岐・結合器１２からの一方の分岐光と光フレー
ムパルス発生器１６からの光フレームパルスとを加える
光分岐・結合器、２２は光分岐・結合器２０からの光が
加えられる光排他的論理和素子、２４は光排他的論理和
素子２２からの光信号の空きフレームに光データパルス
を挿入する光分岐・結合器である。光分岐・結合器１２
．２０．２４は、光ファイバカプラ、方向性光結合器等
を用いて構或することができる。

光排他的論理和素子２２の機能は、例えば光排他的論理
和素子の主要部として波長変換レーザを用いることによ
り達或される。すなわち、発振閾値以下に電流バイアス
された波長変換レーザが、第７図に示すように、低レベ
ル（０近傍のレベルを除く。〉の光入力（波長λ１）に
対して波長変換光（波長λ２）を出力し．、高レベルの
光入力（波長λ１）に対して増幅光（波長λｌ）のみを
出力して波長変換光（波長λ２）を消衰させるという事
実に着目して、波長変換レーザの出力端に波長λ２の光
を選択的に透過するフィルタを付加し、波長変換光（波
長λ２〉のみが出力されるようにすることによって、光
排他的論理和素子の機能が達威される。

第６図の構或において、光ハイウェイ１４からの光デー
タパルス列が光データパルス■〜■からなるとして動作
を説明する。光分岐・結合器１２で分岐した光信号のう
ちの一方について通常の分岐処理を行うことによって、
光データパルス列中の特定の光データパルスが取り出さ
れる。いま、この取り出すべき光データパルスが■であ
るとすると、光データパルス■に相当する位置に空きタ
イムスロットを形戒する必要がある。光分岐・結合器２
０では、光データパルス■に同期したタイミングで光デ
ー　タパルス列に光フレームパルスが重畳される。光フ
レームパルスが重畳された光データパルス列を光排他的
論理和素子２２に入力すると、前述した原理にしたがっ
て、その出力として光データパルス■が消去された形の
光データパルス列が得られる。したがって、光データパ
ルス■を消去して形戊された空きタイムスロットに別の
光データパルスＡを挿入することができる。なお、第１
及び第２の方法における光排他的論理和素子の第１及び
第２の閾値レベル並びに光データパルス列及び光フレー
ムパルスのレベルについては前述した通りであるのでそ
の説明を省略する。

第８図は第３の方法の実施例を示す光伝送網用光分岐・
挿入ノード装置のブロック図である。第６図に示した実
施例との構戒上の相違点は、光フレームパルス発生器１
６及びその制御装置１８に代えて光バイアス発生器２６
及びバイアスレベル制御装置２８を備え、光排他的論理
和素子２２に代えて光閾値素子３０を備えたことである
。光閾値素子３０としては、適当なバイアスを加えられ
た双安定半導体レーザを用いることができる。この構戒
によっても、第４図及び第５図により説明したように閾
値等の各レベルを設定しておくことによって、第６図に
より説明した実施例と同様、特定の光データパルスを消
去した形の光データパルス列を光閾値素子３０の出力と
して得ることができる。

第９図は第１及び第２の方法の他の実施例を示す光伝送
網用光分岐・挿入ノード装置のブロック図である。この
実施例では、第６図により説明した実施例における光分
岐・結合器１２．２０に代えて２人力２出力型の光分岐
・結合器３２を用い、その入力側に光ハイウェイ１４及
び光フレームパルス発生器１６を接続し、出力側に光排
他的論理和素子２２及び図示しない分岐処理部を接続し
ている。この構戒によれば、分岐処理及び光フレームパ
ルスの重畳用に別個の光分岐・結合器を用いることが不
要になり、しかも、光フレームパルスを重畳した形で光
データパルス列を分岐することができるので、分岐処理
が容易になるという利点が生じる。

発明の効果 以上説明したように、第１乃至第３の方法によれば、光
データパルス列中の特定の光データパルスを光信号（光
フレームパルス等）により消去することができるように
なるという効果を奏する。

その結果、光信号を電気信号に変換することなく処理す
ることができる金光処理型伝送処理ノードの実現が可能
になり、伝送処理の高速・大容量化及び低消費電力化に
寄与するところが大きい。

【図面の簡単な説明】

第１図は第１及び第２の方法の原理説明図、第２図は第
１の方法の動作原理図、 第３図は第２の方法の動作原理図、 第４図は第３の方法の原理説明図、 第５図は第３の方法の動作原理図、 第６図は第１及び第２の方法の実施例を示す光伝送網用
光分岐・挿入ノード装置のブロック図、第７図は第１及
び第２の方法の実施例に使用することができる光排他的
論理和素子の主要部の特性図、 第８図は第３の方法の実施例を示す光伝送網用光分岐・
挿入ノード装置のブロック図、第９図は第１及び第２の
方法の他の実施例を示゜す光伝送網用光分岐・挿入ノー
ド装置．のブロック図、 第ｌＯ図は光ハイウェイにおける従来の分岐・挿入処理
部の一例を示す図、 第１１図は光ハイウェイにおける従来の分岐・挿入部の
他の例を示す図である。 １，２２・・・光排他的論理和素子、 ５，３０・・・光閾値素子、 １６・・・光フレームパルス発生器、 ２６・・・光バイアス発生器。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）光入力の総和が第１の閾値（Ｐ＿ｏ＿ｎ）と該第
   １の閾値（Ｐ＿ｏ＿ｎ）よりも大きい第２の閾値（Ｐ＿
   ｏ＿ｆ＿ｆ）との間の範囲にあるときには光を出力し、
   光入力の総和が上記範囲外にあるときには光を出力しな
   い光排他的論理和素子（１）を備え、 Ｐ＿ｏ＿ｎ＜Ｐ＿Ｄ＿Ａ＿Ｔ＿Ａ＜Ｐ＿ｏ＿ｆ＿ｆを満
   足する光パワー（Ｐ＿Ｄ＿Ａ＿Ｔ＿Ａ）の光データパル
   ス列（２）中の特定の光データパルスに Ｐ＿ｏ＿ｆ＿ｆ＜Ｐ＿Ｆ＿Ｒ＿Ａ＿Ｍ＿Ｅ を満足する光パワー（Ｐ＿Ｆ＿Ｒ＿Ａ＿Ｍ＿Ｅ）の光フ
   レームパルス（３）を重畳して該光データパルス列（２
   ）及び光フレームパルス（３）を上記光排他的論理和素
   子（１）に入力し、上記特定の光データパルスを消去し
   た形の光データパルス列（４）を上記光排他的論理和素
   子（１）の出力として得るようにしたことを特徴とする
   光データパルスの消去方法。
2. （２）請求項１記載の光排他的論理和素子（１）を備え
   、 Ｐ＿ｏ＿ｎ＜Ｐ＿Ｄ＿Ａ＿Ｔ＿Ａ＜Ｐ＿ｏ＿ｆ＿ｆを満
   足する光パワー（Ｐ＿Ｄ＿Ａ＿Ｔ＿Ａ）の光データパル
   ス列（２）中の特定の光データパルスに Ｐ＿Ｆ＿Ｒ＿Ａ＿Ｍ＿Ｅ＜Ｐ＿ｏ＿ｎ、Ｐ＿ｏ＿ｆ＿ｆ
   ＜Ｐ＿Ｄ＿Ａ＿Ｔ＿Ａ＋Ｐ＿Ｆ＿Ｒ＿Ａ＿Ｍ＿Ｅを満足
   する光パワー（Ｐ＿Ｆ＿Ｒ＿Ａ＿Ｍ＿Ｅ）の光フレーム
   パルス（３）を重畳して該光データパルス列（２）及び
   光フレームパルス（３）を上記光排他的論理和素子（１
   ）に入力し、 上記特定の光データパルスを消去した形の光データパル
   ス列（４）を上記光排他的論理和素子（１）の出力とし
   て得るようにしたことを特徴とする光データパルスの消
   去方法。
3. （３）光入力の総和が閾値（Ｐ＿ｔ＿ｈ）よりも大きい
   ときには光を出力し、光入力の総和が上記閾値（Ｐ＿ｔ
   ＿ｈ）よりも小さいときには光を出力しない光閾値素子
   （５）を備え、 Ｐ＿Ｄ＿Ａ＿Ｔ＿Ａ＜Ｐ＿ｔ＿ｈ を満足する光パワー（Ｐ＿Ｄ＿Ａ＿Ｔ＿Ａ）の光データ
   パルス列（２）に Ｐ＿Ｂ＿Ｉ＿Ａ＿Ｓ＜Ｐ＿ｔ＿ｈ＜Ｐ＿Ｄ＿Ａ＿Ｔ＿Ａ
   ＋Ｐ＿Ｂ＿Ｉ＿Ａ＿Ｓを満足する光パワー（Ｐ＿Ｂ＿Ｉ
   ＿Ａ＿Ｓ）の光バイアス（６）を重畳して該光データパ
   ルス列（２）及び光バイアス（６）を上記光閾値素子（
   ５）に入力しておき、 上記光データパルス列（２）中の特定の光データパルス
   に対する光バイアスレベルを低下させることにより、上
   記特定の光データパルスを消去した形の光データパルス
   列（７）を上記光閾値素子（５）の出力として得るよう
   にしたことを特徴とする光データパルスの消去方法。