JPH0774701A - 光パルス列の形状を再整形する装置、長距離光ファイバ遠隔通信装置、および、変調光パルス列に同期している周期信号の回復装置 - Google Patents
光パルス列の形状を再整形する装置、長距離光ファイバ遠隔通信装置、および、変調光パルス列に同期している周期信号の回復装置Info
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- JPH0774701A JPH0774701A JP6134421A JP13442194A JPH0774701A JP H0774701 A JPH0774701 A JP H0774701A JP 6134421 A JP6134421 A JP 6134421A JP 13442194 A JP13442194 A JP 13442194A JP H0774701 A JPH0774701 A JP H0774701A
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Abstract
となしに保存できるようにしながら、それらのパルスの
列に同期指せられている信号を回復するための装置を得
ることである。 【構成】 光パルス列を再整形する装置が電気吸収変調
器(11)を含む。再同期および再整形のために、その
電気吸収変調器へパルス列が加えられる。位相と周波数
を調整できる周期信号発生器(12)が周期信号を電気
吸収変調器(11)へ加えてその変調器(11)を電圧
制御する。サーボ制御手段(13)がその周期信号発生
器(12)の位相と周波数を制御して、電気吸収変調器
(11)が吸収状態と光パルスを受ける状態にある間
に、電気吸収変調器(11)によって供給される平均光
電流(/iph)を最小にする。この装置は、変調された
光パルス列に同期されている周期信号を回復するために
も使用できる。本発明はソリトン・パルスを光ファイバ
に沿って伝送することにより長距離通信へ応用できる。
Description
に長距離の、2進データの伝送に関するものである。
光パルス列に同期している周期信号を回復するための装
置、および変調された光パルスの列を再同期させ、かつ
再整形するための中継装置にも関するものである。
通信においては、現在の傾向はデータを高速で確実に伝
送可能にする光ファイバを使用する伝送技術へますます
向けられている。
通常のRZ(零復帰)変調によって符号化されたかに拘
らず、パルスは光ファイバに沿って伝播している間に変
形させられる。
ハウス効果が連続するソリトン・パルスの間で時間のず
れを生じさせる(オプチックス・レタース(Optic
sLetters)第11巻(1986年)、665〜
667ぺージ、ゴードン(J.P.Gordon)、ハ
ウス(H.A.Haus)、「光ファイバ伝送における
相関的に増幅されたソリトンのランダム・ウォーク(R
andom walk of coherently
amplified solitons in opt
ical fiber transmissio
n)」)。通常のRZ変調においては、パルスの形は分
散によって変化させられる。
と伝送距離の双方を制限する。
使用する長距離通信は、伝送されているパルスの再同期
と再整形を行うインライン中継装置を含む。そのような
中継装置は光ファイバ回路に沿って一様に、たとえば、
50kmごとに、配置される。
・オブ・アメリカ(OpticalSociety o
f America)光ファイバ通信(Optical
Fiber Communication)93PD7
所載の「時間領域および周波数領域においてソリトンを
制御する無限距離ソリトン・データ通信の実験的証明
(Experimental demonstrati
on of soliton teta transm
ission over unlimited dis
tance with soliton contro
ls inthe time and frequen
cy domains)」と題する中沢(NTT)の論
文を参照されたい。
においては、伝送されている信号の一部を取り出し、そ
れを光ダイオードによって電気信号へ変換する。通常の
電気的クロック回復手段によってクロック信号をその電
気信号から取り出す。このようにして取り出したクロッ
ク信号を用いて電気光学効果変調器を制御する。伝送さ
れているパルスを再び同期させ、かつ整形させる目的
で、それらのパルスをその変調器へ供給する。
り示されるように、受けた光を屈折率の変化を用いるこ
とによって、加えられている電界の関数として変調する
干渉計(マッハ・ツェンダー干渉計)である。この種の
物質の例としては、1.55μmで動作する電気光学変
調器を製造するために用いられるニオブ酸塩リチウム
(LiNbO3)がある。
の欠点がある。
で取出されたとすると、光信号のパワー損失が大きい。
とくに、クロック信号を取出すには各中継装置において
高いレベルの光信号を必要とする。
可能にする電子回路は高速部品の使用を必要とするが、
そのような部品は高いソリトン率では、とくに、ソリト
ン伝送のために現在考えられている40Gbits/s
のオーダーの率では、入手できない。
された光パルスを大きな減衰を受けることなしに保存で
きるようにしながら、それらのパルスの列に同期させら
れている信号を回復するための装置を得ることである。
を発生する電子部品または電子回路以外の高速電子部品
または高速電子回路を使用することなしに実現できる、
信号回復を同期させるための装置を得ることである。
のような装置を用いて、光パルスの列の再同期および再
整形のための中継装置を構成すると有利である。
ては、電気光学効果変調器とは異なる原理で動作する電
気吸収変調器の使用が既に行われている。電気吸収変調
器というのは、印加された電圧の関数として制御可能で
ある吸収を示すコア物質を内部に含む導波管のことであ
る。
ザ源の出力を電気吸収変調器で変調するという提案が最
近行われている。これに関しては、エレクトロニクス・
レタース(Electronids Letters)
28巻11号、5月21日号(1992年)、1007
〜1008ページ所載の、「InGaAsP電気吸収変
調器による15GHz繰り返し率の変換を制限した14
ps光パルス発生(Transform−limite
d 14ps optical pulsegener
ation with 15 GHz repetit
ion rate by InGaAsP elecr
oabsorbent modulator)」と題す
るスズキの論文を参照されたい。
器をサーボ制御する目的で、吸収状態にあって光束を受
けているそのような電気吸収変調器によって発生される
光電流を用いることを提案するものである。
形すべきパルスの列が加えられる光変調器と、周期信号
を変調器へ加えることによって前記変調器を電圧制御す
る、位相と周波数を調整可能である周期信号発生器と、
変調器により受けられた変調された光パルスの列に周期
信号発生器を同期させる手段と、を備える、光パルス列
の形状を再整形する装置において、変調器は電気吸収型
変調器であり、周期信号発生器を同期させる手段は、光
吸収状態にあって光パルスを受けている間に変調器によ
って発生される平均光電流を最少にするようなやり方
で、前記周期信号発生器の位相と周波数を制御するサー
ボ制御手段を含むことを特徴とする光パルス列の形状を
再整形する装置を提供するものである。
発生するための発生器手段と、前記パルスを検出および
復号するための検出器および復号器手段と、発生器手段
からのパルスを検出器および復号器手段へ伝えるための
光ファイバ回路と、光パルスの列の形をインラインで整
えるための上記した種類の少なくとも1つの中継装置
と、を備える、長距離光ファイバ遠隔通信装置も提供す
るものである。
である周期信号発生器と、光パルスを受け、対応する電
気信号を発生する電気光学的手段と、周期信号発生器に
同期させられた信号を供給させるように、周期信号発生
器の位相と周波数をサーボ制御するための手段と、を備
える、変調光パルス列に同期している周期信号の回復装
置において、電気光学的手段は、周期信号発生器によっ
て供給された同期させられている周期信号により電圧制
御される電気吸収変調器を含み、サーボ制御手段は、光
吸収状態にあって光パルスを受けている間に変調器によ
って発生される平均光電流を最小にするようなやり方
で、前記周期信号発生器を制御することを特徴とする、
変調光パルス列に同期している周期信号の回復装置も提
供するものである。
トン・パルスの列を発生するための手段1を送信点に含
み、それらのパルスを検出し、復号するための手段2を
受信点に含む。送信点と受信点の間をソリトン・パルス
が光ファイバ回路3によって伝送される。
ーザ源4と、制御器6によって制御される変調器5とを
含む。一例として、レーザ源4は主な波長が1.55μ
mである光を放出する。その波長は光ファイバ回路3に
おける減衰量が最少の波長に対応する。このようにして
放出されたビ−ムは変調器5へ加えられる。この変調器
はそのビームをソリトン・パルスへ符号化する。そのソ
リトン・パルスは制御器6によって受けられる2進デー
タに対応する。
変調器とすることができる(エレクトロニクス・レター
ス(Electronids Letters)28巻
11号、5月21日号(1992年)、1007〜10
08ページ所載の、「InGaAsP電気吸収変調器に
よる15GHz繰り返し率の変換を制限した14ps光
パルス発生(Transform−limited 1
4ps optical pulse generat
ion with 15 GHz repetitio
n rate by InGaAsP elecroa
bsorbent modulator)」と題するス
ズキの論文を参照されたい。
変換する光ダイオード7を含む。その信号はまずクロッ
ク回復回路8へ加えられ、それから処理装置9へ加えら
れる。この処理装置は回復されたクック信号を用いて伝
送された信号を復号する。
するために、光ファイバ回路3に複数の中継装置10が
インラインで挿入される。
含む。この電気吸収変調器は周期信号発生器12によっ
て制御される。電気吸収変調器11は光ファイバ回路3
によって伝えられた光パルスの列を受ける。電気吸収変
調器11からくる信号を増幅するための増幅器11aが
電気吸収変調器11の出力端子に設けられる。増幅器1
1aには光帯域フィルタ(図示せず)が組合わされる。
文献を参照されたい。1993年3月26日にパリ大学
XI−Orsayにおいて正当なことを支持された、デ
ボー(F.Devaux)の「超高速リンク用1.55
μm誘導波電気吸収変調器の製造、特徴付け、および実
現(Manufacture,characteriz
ation,and implimentation
of 1.55μmguided wave slec
tro−absorvent modulators
for very high rate link
s)」。
des Recherches、No.149、199
2年第3四半期所載のビガン(E.Bigan)の論文
「1.55μm光リンク用誘導波電気吸収変調器(Gu
ided wave slectro−absorve
nt modulators for optical
links at 1.55μm)」。
所載、デボー(F.Devaux)、ウガッザデン
(E.Ougazzaden)、ピエール(B.Pie
rre)、フエ(F.Huet)、カッレ(M.Car
re)、およびカレンコ(A.Carenco)の「飽
和強さを改善した、帯域幅が20GHzを超えるInG
aAsP/InGaAsP多量子井戸変調器(InGa
AsP/InGaAsmultiple−quantu
m−well modulator with imo
roved saturation intensit
y and bandwith over20GH
z)」。
光パルス列に同期させられるように、周期信号発生器1
2はサーボ制御器13によって制御される。
について説明する。
けられる光パルス列の例を示し、図2(b)〜図2
(d)は電気吸収変調器11を制御する周期信号の種々
の例を示す。
11001011として符号化された9ビットの列に対
応する。
収変調器11は吸収状態または透明状態のいずれかにあ
る。
1はそれが受けた光信号を光電流iphへ変換する。透明
状態にあるとき、または光信号を受けないときは電気吸
収変調器11は光電流を発生しない。図2(b)〜図2
(d)においては、吸収されたパルスが破線で表されて
いる。
は、電気吸収変調器11により受けられた光パルス列に
正確に同期させられている。したがって、電気吸収変調
器11はそれがパルスを受けたときは決して吸収しな
い。それが発生する平均光電流/iphは零である。
圧信号が光パルス列に対してずらされると、吸収状態に
ある電気吸収変調器によって全てのパルスが受けられ
る。したがって、平均光電流/iphは最大で、とくに/
iph=6/9である。
周波数は、電気吸収変調器11により受けられる光パル
ス列の周波数と同じではない。電気吸収変調器11は吸
収状態にあるときはいくつかの光パルスを受け、別の光
パルスは制御信号中のパルスに完全に一致し、または部
分的に一致するから、そのときは電気吸収変調器11は
透明状態にある。平均すると、光電流iphは非零である
(とくに/iph=3.76/9である)。したがって、
光電流の平均値/iphは、制御信号が符号化されている
光パルス列に同期させられているときには、最小であ
る。
来る平均光電流/iphを最少にするように、同期信号発
生器12からの制御信号の位相と周波数はサーボ制御さ
れる。
ている。
は、アース電位へ接続されているダイオードによって表
されている。そのダイオードは、50オームの負荷抵抗
14と減結合コンデンサ15とを含む直列回路に並列接
続される。負荷抵抗14と電気吸収変調器11に共通の
端子が、帯域フィルタ16を構成するバイアスTへ接続
される。バイアスTはインピーダンス16aの分岐と、
コンデンサ16bを形成する分岐とを有するものとして
表されている。
圧源18へ接続される。そのバイアス電圧源18はバイ
アス電圧V0を供給する。同期信号発生器12の周波数
と位相を制御するサーボ制御回路13は抵抗17の端子
間に接続される。周期信号発生器12は高周波周期電圧
をバイアスTの分岐16bへ加える。
岐16の容量とが光電流iphを抵抗17へ供給する。
ック・ループ(PLL)型回路であって、抵抗17の端
子間電圧が零またはある設定されたしきい値以下である
ように、周期信号発生器12が制御される位相と周波数
を変化させる。
えられる電圧は、バイアス電圧源18によって供給され
るバイアス電圧と、周期信号発生器12からのマイクロ
波周波数電圧との和である。したがって、図3に示すよ
うに、周期信号発生器12により発生される信号は希望
する任意の波形にできる。ソリトン・パルスの再整形を
可能にできるようにその波形を選択すると有利である。
装置では、光信号に同期されている周期信号を得るため
に光信号の一部を取り出す必要はない。
マイクロ波周期信号発生器12以外には高速部品を用い
る電子回路を必要としないことも分かるであろう。
調された光パルス列に同期されている信号を回復するた
めの装置としてより一般的に使用できることも分かるで
あろう。たとえば、そのような装置は、受けたパルス列
のパルスを検出光ダイオードへ加える前に、それらのパ
ルス列に同期されているクロック信号を回復するための
光パルスを受ける手段と一体にできる。
置を含む光ファイバ遠隔通信装置の線図である。
(a)に示されている光パルス列に同期されている周期
信号を示す図、(c)は(a)に示されている光パルス
列に対して位相がずらされている周期信号を示す図、
(d)は(a)に示されている光パルス列に対して周波
数がずらされている周期信号を示す図である。
路図である。
Claims (6)
- 【請求項1】再同期化および形を再整形すべきパルスの
列が加えられる光変調器(11)と、 周期信号を変調器(11)へ加えることによって前記変
調器(11)を電圧制御する、位相と周波数が調整可能
である周期信号発生器(12)と、 変調器(11)により受けられた変調された光パルスの
列に周期信号発生器(12)を同期させる手段と、 を備える、光パルス列の形状を再整形する装置におい
て、 変調器(11)は電気吸収型変調器(11)であり、 周期信号発生器(12)を同期させる手段は、光吸収状
態にあって光パルスを受けている間に変調器(11)に
よって発生される平均光電流(/iph)を最少にするよ
うなやり方で、前記周期信号発生器(12)の位相と周
波数を制御するサーボ制御手段(13)を含むことを特
徴とする光パルス列の形状を再整形する装置。 - 【請求項2】変調器(11)からの出力端子に増幅器が
配置されることを特徴とする請求項1記載の装置。 - 【請求項3】変調器(11)からの出力端子に帯域通過
光フィルタが配置されることを特徴とする請求項1また
は2に記載の装置。 - 【請求項4】変調された光パルスの列を発生するための
発生器手段(1)と、 前記パルスを検出および復号するための検出器および復
号器手段(2)と、 発生器手段(1)からのパルスを検出器および復号器手
段(2)へ伝えるための光ファイバ回路(3)と、 光パルスの列の形をインラインで整えるための請求項1
〜3のいずれか1つに記載の少なくとも1つの中継装置
(10)と、 を備える、長距離光ファイバ遠隔通信装置。 - 【請求項5】ソリトン・パルスによってデータを伝送す
るために、中継装置(10)の周期信号発生器(12)
は、光パルスをソリトン・パルスへ形状を再整形するた
めに整形された周期信号を供給することを特徴とする請
求項4記載の遠隔通信装置。 - 【請求項6】位相と周波数が調整可能である周期信号発
生器(12)と、 光パルスを受け、対応する電気信号(iph)を発生する
電気光学的手段(11)と、 周期信号発生器(12)に同期させられた信号を供給さ
せるように、周期信号発生器(12)の位相と周波数を
サーボ制御するための手段と、 を備える、変調光パルス列に同期している周期信号の回
復装置において、 電気光学的手段は、周期信号発生器(12)によって供
給された同期させられている周期信号により電圧制御さ
れる電気吸収変調器(11)を含み、 サーボ制御手段(13)は、光吸収状態にあって光パル
スを受けている間に変調器(11)によって発生される
平均光電流(/iph)を最少にするようなやり方で、前
記周期信号発生器(12)を制御することを特徴とす
る、変調光パルス列に同期している周期信号の回復装
置。
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