JPH08102717A - 光バースト受信器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ユニバーサルクロックに良く同期したジッタ
や周波数ずれの殆どないクロックを得ることができ、下
位ネットワーク間でもビットレートを合わせることので
きる光バースト受信器を提供すること。 【構成】 ネットワークから入力されるバーストデータ
を識別する識別器１３を備えた光バースト受信器におい
て、バーストデータのビット位相に同期したクロックを
出力するバーストクロック生成系１４と、ネットワーク
のユニバーサルクロックに同期したクロックを出力する
同期クロック生成系１５と、同期クロック生成系１５の
入力部に設けられたスイッチ１６と、ユニバーサルクロ
ックを持つ送信者からの信号を識別する送信者識別器１
８と、その識別結果に応じてスイッチ１６を駆動するス
イッチ制御器１７とを設け、スイッチ１６はユニバーサ
ルクロックを持つ送信者からの信号が入力されたときの
みオンすることを特徴としている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、高速伝送速度の光波長
多重ネットワークに用いる光バースト受信器に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年の情報化社会の発展に伴い、トータ
ルスループットの大きいネットワークの要求が高まって
いる。このようなネットワークを可能にする技術とし
て、光波長多重が挙げられる。

【０００３】光波長多重（ＷＤＭ）ネットワークには様
々な形態があるが、ここでは図１４に示すように、ある
ノードの受信器には、時分割多重アクセスで様々なノー
ドからのデータが送られてくるネットワークを考える。
このようなデータをバーストデータ、バーストデータを
受信する受信器をバースト受信器と呼ぶ。バースト系で
は、あるパケットと次のパケットで送信ノードが異なる
場合、そのビット位相が同期しているとは限らない。

【０００４】光通信では、通常の場合、クロックをクロ
ックのみの形で分配することは少なく、伝送されてきた
データからクロックを抽出する。しかし、図１４のよう
な系では、パケット毎にビット位相が異なり、ジッタが
大きく正しいクロックが抽出できない。

【０００５】また、ＷＤＭネットワークのようなスルー
プットの大きいネットワークは、よりスループットの小
さい下位ネットワーク間を接続するためのバックボーン
ネットワークになっていることがある。このとき、ＷＤ
Ｍネットワークのノードが下位ネットワークにクロック
を分配する場合が多く、ノードが各々独自のクロックで
動作すると、別々のノードに接続された下位ネットワー
ク間でビットレートが合わず正しい通信ができなくな
る。

【０００６】一方、図１４のように、パケット毎に異な
るノードからのデータを受信する場合、各パケットの光
パワーは異なる。このようなデータを受信器の識別部で
１，０の判定を行う場合の方法としては、閾値を０Ｖに
設定して、データを識別器にＡＣ結合する方法がこれま
で知られている。しかし、この方法では、データのマー
ク率が１／２でなければならず、データにスクランブル
を掛けなければならないし、さらに受信側ではデータを
受信していない時間にデータの１，０のレベルがずれな
いようにしなければならない。

【０００７】また、データのピークを検出してアンプの
利得をフィードバック制御する方法もある（「パッケー
ジ間接続用光インタコネクション技術」：錦戸他，NTT
R&DVol.43 No.3 p303(1944)）が、この方法はフィード
バック制御であるため、最初の幾つかのビットに対して
は制御が間に合わないという欠点がある。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】このように、従来のバ
ースト受信器においては、伝送されてきたデータからク
ロックを抽出するが、パケット毎に位相が異なることか
ら、ジッタや周波数ずれのない正しいクロックを得るこ
とは困難であった。特に、ＷＤＭネットワーク等では、
ノードが各々独自のクロックで動作すると、別々のノー
ドに接続された下位ネットワーク間でビットレートが合
わず、正しい通信ができなくなる問題があった。

【０００９】また、識別器に入力するデータの入力レベ
ルが最適範囲から外れるとデータの１，０の判定に誤り
が生じる問題があった。さらに、ＡＣ結合する方式では
データにスクランブルを掛けなければならない等の面倒
な操作が必要であり、フィードバック制御する方式では
最初の幾つかのビットに対しては制御が間に合わない問
題があった。

【００１０】本発明は、上記事情を考慮してなされたも
ので、その目的とするところは、ユニバーサルクロック
に良く同期したジッタや周波数ずれの殆どないクロック
を得ることができ、下位ネットワーク間でもビットレー
トを合わせることのできる光バースト受信器を提供する
ことにある。

【００１１】また、本発明の他の目的は、ＡＣ結合やフ
ィードバック制御等の方式を用いることなく、識別器に
入力するデータの入力レベルを最適な範囲に設定するこ
とができ、データの１，０の判定の正確化をはかり得る
光バースト受信器を提供することにある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明は、次のような構成を採用している。即ち、本
発明（請求項１）は、ネットワークから入力されるバー
ストデータを識別する識別手段を備えた光バースト受信
器において、前記バーストデータのビット位相に同期し
たクロックを出力する第１のクロック生成手段と、前記
ネットワークのユニバーサルクロックに同期したクロッ
クを出力する第２のクロック生成手段と、第２のクロッ
ク生成手段の入力部に設けられたスイッチとを具備して
なり、前記スイッチは、前記ネットワークのユニバーサ
ルクロックを有する局からの信号が入力されたとき接続
状態になることを特徴とする。

【００１３】ここで、本発明の望ましい実施態様として
は、次のものがあげられる。 (1) ネットワークのユニバーサルクロックを有する局
（送信者）からの信号を識別する送信者識別手段と、こ
の送信者識別手段による識別結果に応じてスイッチを駆
動するスイッチ制御手段とを設けたこと。 (2) ネットワークコントローラがユニバーサルクロック
の送信者であるとし、予測されるフレームの先頭時刻を
付与する手段と、この手段からの信号に応じてスイッチ
を駆動するスイッチ制御手段とを設けたこと。 (3) ネットワークコントローラが制御チャンネルフレー
ムの先頭で、先頭であることを示すフレームパルスを出
す場合、制御チャンネルのフレームパルスを検出するフ
レームパルス検出手段と、この手段の検出結果に応じて
スイッチを駆動するスイッチ制御手段とを設けたこと。 (4) 第１のクロック生成手段はバーストクロックを生成
し、第２のクロック生成手段は同期クロックを生成する
ものであること。 (5) 第１のクロック生成手段は、第２のクロック生成手
段からの同期クロックをクロック源として入力し、信号
線から分岐されてきたデータ信号に基づいて位相シフタ
によりクロック源の位相をシフトさせるものであるこ
と。 (6) 第１のクロック生成手段は、クロック発生器をクロ
ック源として用い、信号線から分岐されてきたデータ信
号に基づいて位相同期手段によりクロック源の位相をデ
ータ信号の位相に同期させるものであること。

【００１４】また、本発明（請求項４）は、ネットワー
クから入力されるバーストデータを識別する識別手段を
備えた光バースト受信器において、前記識別手段への入
力信号の振幅を制御する振幅制御手段を設け、この振幅
制御手段によって、予めプログラムされた制御信号に基
づいて前記入力信号の振幅制御を行うことを特徴とす
る。

【００１５】ここで、本発明の望ましい実施態様として
は、次のものがあげられる。 (1) 入力信号の振幅検出を行い、その検出結果に基づい
てプログラムされた制御信号の値を更新すること。 (2) 入力信号の振幅検出を、振幅制御手段の前段又は後
段で行うこと。 (3) 請求項１〜３の構成と適宜組み合わせること。

【００１６】

【作用】まず、請求項１〜３の発明に関して説明する。
前述した（従来の技術）の項で述べたように、各ノード
の受信器に入力されるパケット（バーストデータ）はパ
ケット毎に様々なビット位相を持っている。様々なビッ
ト位相を持ったパケットのビットを識別するためには、
それぞれのビット位相に合ったクロックを識別器に入力
しなければならない。そこで、バーストデータのビット
位相に同期した第１のクロック生成手段（以下、バース
トクロック生成系と呼ぶ）が必要になる。

【００１７】一方、下位ネットワークに分配するクロッ
クや送信に用いるクロックのためにネットワークのユニ
バーサルクロックに同期した第２のクロック生成手段
（以下、同期クロック生成系と呼ぶ）も必要である。つ
まり、バーストクロック生成系と同期クロック生成系の
２系統のクロックが必要である。

【００１８】さらに、同期クロック生成系はユニバーサ
ルクロックに同期していなければならないが、受信器に
送信されてきたデータは、クロック周波数はユニバーサ
ルクロックに等しいがビットの位相はパケット毎にまち
まちである。このようなデータをそのまま同期クロック
生成系に入力すれば、その出力は入力データのビット位
相のずれを反映したジッタの多いクロックとなり、ユニ
バーサルクロックに正しく同期していないものとなる。

【００１９】ＷＤＭネットワークには、ユニバーサルク
ロックを持つ送信者が接続されている。これは、例えば
図１３のように、スターカップラ５１を介して複数のノ
ード５０を接続したスターネットワークにおいて、ノー
ド５０のうちで外部の公衆網５２に接続されたゲートウ
ェイ５３などである。この送信者はＷＤＭネットワーク
から送信されてきたデータからユニバーサルクロックを
抽出して得るのではなく外部のネットワーク、例えば公
衆網５２からＷＤＭネットワークのユニバーサルクロッ
クとなるクロックを得ている。或いは、ＷＤＭネットワ
ークが外部との接続がない閉じたネットワークであるな
らば、独自の発振器によりユニバーサルクロックを得て
いる。

【００２０】この発信者からの送信データのみからクロ
ックを抽出すれば、それはユニバーサルクロックに同期
したクロックとなる。ユニバーサルクロックを持つ送信
者からの送信のみを同期クロック生成系に入力するため
に同期クロック生成系のリファレンス入力部にオンオフ
スイッチを設け、前述の送信者からの送信が入力される
時だけスイッチをオンにする。どのようにしてユニバー
サルクロックを持つ送信者からの送信データを他の送信
データと区別するかは、（実施例）の項で詳述する。

【００２１】以上のような動作により、送信データを識
別するためのバーストクロックと、送信器や下位ネット
ワークに供給するためのユニバーサルクロックとを得る
ことが可能となる。

【００２２】次に、請求項４の発明について説明する。
（従来の技術）の項で述べたように、送信されてくる各
パケットのデータの１のレベル（消光比の悪い系では０
のレベルも）はまちまちである。それをそのまま受信器
の識別器に入力すれば正しい識別ができない。そこで本
発明では、データのレベルがほぼ等しくなるように識別
器に入力する前に制御する。

【００２３】ＷＤＭネットワーク、特に受信波長可変の
ＷＤＭネットワークでは、送信を行う前に送信者はどの
波長でどの受信者にいつ送信を行うかを制御チャンネル
などを通して宣言又は予約をする。なお、受信波長可変
でなくても、データの衝突を避けるために同様の予約を
することがある。このため、受信者はパケットを受信す
る前に、いつ送られてくるパケットがどの送信者からの
ものか知っている。また、ある受信者に送られてくる、
ある送信者の送信データの振幅レベルはほぼ一定で、送
信者が同じであればパケット毎に大きく異なるというこ
とはない。

【００２４】従って、受信者は送信者毎の振幅レベルの
テーブルを持っていれば、パケットが来ると予定されて
いる瞬間にパケットのデータのレベルを、利得可変アン
プなどの手段を使用して、識別するのに最も適したレベ
ルに制御することが可能である。この方法を用いて、レ
ベルを制御する手段の応答特性が１ビットよりも十分速
ければ、１ビットも落とさずに識別することができる。
加えて、最適レベルでの識別が可能である。どのように
して送信者毎の振幅レベルのテーブルを入手するかは、
（実施例）の項で述べる。

【００２５】次に、請求項４の発明に加え、入力信号の
振幅検出を行い、その検出結果に基づいてプログラムさ
れた制御信号の値を更新することについて説明する。あ
る受信者に送られてくるある送信者からのデータの振幅
レベルは、送信者の送信器の出力パワーや伝送線路内で
の損失などの要因で決定される。これらの要因は、光源
の半導体レーザの出力の経年劣化などで変動する可能性
がある。レーザの経年劣化のような要因はゆっくり起こ
るものである。従って、ある送信者からのパケットを受
信するときには、そのときのテーブルに基づいてレベル
の制御を行うが、制御されたレベルは本当の最適値とは
微妙に異なる可能性がある。

【００２６】そこで本発明では、信号の（振幅或いは
１，０の）レベルの検出を行って、その結果に基づいて
テーブルを更新する。このようにすることによって、常
に最適レベルに最も近いレベルになるような制御が可能
となる。

【００２７】

【実施例】以下、本発明の実施例を図を用いて説明す
る。 （実施例１）ＷＤＭネットワークにはユニバーサルクロ
ックを持つ送信者が接続されているものとする。これ
は、例えば、前記図１３のように外部の公衆網５２に接
続されたゲートウェイ５３などである。この送信者はＷ
ＤＭネットワークから送信されてきたデータからユニバ
ーサルクロックを抽出して得るのではなく外部のネット
ワーク、例えば公衆網５２からＷＤＭネットワークのユ
ニバーサルクロックとなるクロックを得ている。或い
は、ＷＤＭネットワークが外部との接続がない閉じたネ
ットワークであるならば、独自の発振器によりユニバー
サルクロックを得ているものとする。

【００２８】図１は、本発明の第１の実施例に係わる光
バースト受信器の概略構成を示すブロック図である。な
お、本文中の図はバースト受信器の一部の機能の概要を
取り出して図示したもので、他の多くの（問題となって
いる部分に直接関係していない）機能は省略してある。
例えば、受信器がコヒーレント受信器であるならば、光
電変換部の後に、コヒーレント受信した電気信号を１，
０からなるベースバンド信号に変換する手段が必要であ
るが、図示していない。また、様々な結線の可能性があ
る線は図示していない。

【００２９】フォトダイオード等の光電変換部１１で受
信されたデータは、アンプ１２で増幅され、なんらかの
手段で正しく識別できるように処理された後、識別器１
３に入力される。また、識別器１３に入力される前の信
号が分岐され、バーストクロック生成系（第１のクロッ
ク生成手段）１４及び同期クロック生成系（第２のクロ
ック生成手段）１５に入力される。同期クロック生成系
１５の入力の前にはオンオフスイッチ１６が設けられ、
これはスイッチ制御器１７でオンオフの制御がされてお
り、ユニバーサルクロックを持つ送信者からのデータが
入力されるときのみオンになる。スイッチ制御器１７
は、識別器１３の後段に設けられた送信者識別部１８の
識別結果に応じて動作するが、この点については後述す
る。

【００３０】バーストクロック生成系１４によって生成
されたバーストクロックは識別器１３に入力され、デー
タの識別に使用される。生成されたバーストクロック
は、ＦＩＦＯ（First In First Out）メモリなどによっ
てパケット同士のビット位相が同期したデータになる部
分までデータと並走、又はＦＩＦＯまでの各処理部に分
配される。

【００３１】同期クロック生成系１５によって生成され
たユニバーサルクロックに同期したクロックはＦＩＦＯ
以降の各処理部に分配される（又は並走する）。さら
に、送信器での送信用のクロックや、下位ネットワーク
に分配するクロックに使用される。この時、必要に応じ
てクロック周波数は分周又は逓倍される。

【００３２】図１に示した構成では、比較的単純な構成
で同期クロックを生成できるため、制御の安定性が良
い。図２は、同期クロックを生成するための他の構成例
を示すブロック図であり、送信者の識別に関しては省略
している。図２（ａ）は同期クロック生成系１５の入力
がデータではなくバーストクロック生成系１４の出力に
なっている場合である。この時もスイッチ制御器１７
は、バーストクロック生成系１４にユニバーサルクロッ
クを持つ送信者からのデータが入力され、バーストクロ
ック生成系１４の出力がユニバーサルクロックに同期し
ている時間のみ、オンオフスイッチ１６をオンにする。

【００３３】この構成では、信号を識別器１３に入力す
る主信号線から分岐する量が少なくて済み、各ブロック
（識別器１３、クロック生成系１４，１５）に入力する
信号の信号対雑音比が良くなる。さらに、クロック生成
に必要な処理（生成法にもよるが、入力信号の増幅，非
線形デバイスによる処理など）で、バーストクロック生
成系１４にも同期クロック生成系１５にも共通に必要な
処理が、バーストクロック生成系１４で既に終了してい
るため、同期クロック生成系１５では行わずに済む場合
があり、その結果として同期クロック生成系１５の回路
規模が縮小できる。

【００３４】図１、図２（ａ）の構成では同期クロック
生成系１５の入力部のスイッチ１６は比較的低速でよい
という利点がある。即ち、ビット間の短い時間にスイッ
チする必要はなく、スイッチ時間が数ビットにまたがっ
てもよい。

【００３５】図２（ｂ）では、信号を識別器１３に入力
する前にクロック系に分岐するが、分岐した先に切り替
えスイッチ１６があり、また識別器１３のクロック入力
部にも切り替えスイッチ１６′がある。ユニバーサルク
ロックを持つ送信者からのデータが入力されるときはス
イッチ制御器１７は２つのスイッチ１６，１６′を同期
クロック生成系１５に接続し、そうでないときはバース
トクロック生成系１４に接続する。識別器１３より後段
の処理系にはデータの位相に同期している方のクロック
を分配又は並走させる。

【００３６】この構成では、動作はやや複雑になるが、
制御の安定性が良く、また各ブロックに入力される信号
の信号対雑音比が良くなる。図３は、バーストクロック
生成系１４の具体的構成を示すブロック図である。図３
（ａ）は、同期クロック生成系１５からのユニバーサル
クロックをクロック源として可変位相シフタ２０に入力
し、信号線１９から分岐されてきたデータ信号に基づい
てクロック源の位相をシフトさせる方法である。さら
に、図３（ｂ）は、クロック源からのクロックを幾つか
に分岐し（図では４つ）、そのそれぞれに位相シフタ２
２により等間隔の異なる位相シフトを与える（図では０
°，90°,180°,270°）。そして、信号線１９から分岐
されてきたデータ信号に基づいてスイッチ制御器２３に
より切り替えスイッチ２１を駆動し、スイッチ２１によ
り分岐した４つの内の一つを選択する方法である。

【００３７】これらの方法の利点は、クロック源として
のユニバーサルクロックに同期したクロックを使用して
いるため、周波数ずれがなく、ジッタが極めて少ないこ
とである。

【００３８】なお、可変位相シフタを使用する方法の変
形としては、図４のように主信号線に可変位相シフタ２
０を挿入し、可変位相シフタ２０を位相シフタ制御器３
９で制御する方法が考えられる。即ち、同期クロック生
成系１５が出力するユニバーサルクロックに同期したク
ロックに、データの位相を合せるように制御する方法で
ある。制御の一方法としては、データ信号の立ち上がり
（又は立ち下がり）時刻と同期クロック生成系１５の出
力クロックの立ち上がり（又は立ち下がり）時刻を比較
してそれらが一致、又はある一定の間隔になるように制
御する。

【００３９】図４（ａ）と（ｂ）では同期クロック生成
系１５に入力する信号の分岐点が異なる。これらの方法
によれば、クロック生成系が同期クロック生成系１５の
一系統で良く、回路規模が縮小できる。

【００４０】図３（ｃ）は、ユニバーサルクロックとの
周波数ずれの小さい自前のクロック発生器２５を用意
し、それをクロック源として図３（ａ）（ｂ）と同じよ
うな制御を行うものである。但しここでは、可変位相シ
フタ２０の代わりに位相同期器２４を用いている。ユニ
バーサルクロックとの周波数ずれは、パケットの先頭で
位相合せを行うのなら、パケットの終わりまで周波数ず
れによって起こる識別タイミングのずれが識別器１３の
識別位相余裕のうちに収まる程度まで許すことができ
る。或いはデータの立ち下がり立ち上がり毎に位相合せ
を行うのであれば、データ中で最も長い１連続又は０連
続の間だけ、周波数ずれによって起こる識別タイミング
のずれが識別器１３の位相余裕のうちに収まるようであ
ればよい。

【００４１】この方法の特長は、クロック源として独自
の発生器２５を用いているため制御の安定性が良いこと
である。図３（ｃ）の方法の延長として、自前の電圧制
御発振器を用いて非常に高速な位相ロックループ（ＰＬ
Ｌ）を形成する方法もある。この方法によれば、周波数
ずれが起こらない。

【００４２】図３（ｄ）の方法はバーストクロック生成
系１４として、非常にＱ値の小さいフィルタ２６を用い
る方法である。この方法は、非常に構成が単純で、安価
にできるという利点がある。

【００４３】同期クロック生成系１５には、Ｑ値の大き
いフィルタやディジタルＰＬＬを用いるとよい。この
時、ユニバーサルクロックを持つ送信者からの送信があ
まり長い間隔を置かずに（できれば定期的に）送られて
くることが望ましい。ディジタルＰＬＬを用いると、ス
イッチが開けられている時間が比較的長くても、位相の
狂いが少ない動作が可能である。

【００４４】図５（ａ）〜（ｃ）は、いかにしてユニバ
ーサルクロックを持つ送信者からの送信を他と区別し、
同期クロック生成系１５の入力部のスイッチ１６を制御
するかを説明するための図である。

【００４５】図５（ａ）は、図１の一部を抜き出したも
のである。この方法は、パケットのヘッダに送信者を識
別する部分を設け、送られてきたパケットがユニバーサ
ルクロックを持つ送信者からのパケットであることが送
信者識別部１８によって判明したら、スイッチ１６を同
期クロック系１５に接続するようにするものである。送
信者識別部１８による送信者識別は、全ての送信者を個
々に識別する必要はなく（そのようなことはより後段の
処理に任せ）、ユニバーサルクロックを持つ送信者のみ
を選別できればよい。例えば、ユニバーサルクロックを
持つ送信者には送信者を示す番号としてユニークワード
を割当てれば、図中の送信者識別部１８は簡単な相関器
でよい。

【００４６】この方法を用いれば、ユニバーサルクロッ
クを持つ送信者からの送信がいつ送られてくるかを予め
知る必要がなく、ネットワークの同期が取れていない系
にも適用できる。

【００４７】一方、ネットワークのアーキテクチャによ
っては、ユニバーサルクロックを持つ送信者からの送信
がいつ送られてくるかが予め分かっているものがある。
これは、ネットワーク内のチャンネルが図６のようにス
ロットに分割され、ネットワークがスロット単位（或い
はフレーム）単位で同期をしており、どのスロットでど
の送信者が（どの波長で）どの受信者あてに送信を行う
か予約又は宣言する場合である。但し、ネットワークが
同期をしているならば（全てのノードが共通の時計を持
っているならば）、スロット構成を取らなくても予約や
宣言は可能である。

【００４８】このような場合、ユニバーサルクロックを
持つ送信者からの送信が予約されている時刻に、同期ク
ロック生成系１５の入力部のスイッチ１６を接続状態に
すればよい。そして、そのパケットが終了した時点で接
続を切ればよい。

【００４９】例えば、各ノードの送信波長が固定、受信
波長が可変のＷＤＭネットワークで波長の内の１つが全
ノード共通の制御チャンネルであり、制御チャンネル
は、データチャンネルのスロットを予約するために使用
される場合を考える。さらに、そのネットワークには予
約を管理するノード：ネットワークコントローラが接続
されているものとする。

【００５０】制御チャンネルはフレームの繰り返し構成
を取っており、フレーム内の使用法は例えば図７（ａ）
のように、フレームの先頭からある一定時間、ネットワ
ークコントローラが送信を行い、その後他のノードが送
信を行うというように決められているものとする。この
場合、フレームの先頭の時間が何等かの形で知ることが
できればよい。１フレームは固定長であるので、１フレ
ームの長さが既知で、一旦フレームの先頭の時刻を知る
ことができれば、受信器内に備えられたカウンタによっ
て次のフレームの先頭がいつ来るかを知ることができ
る。

【００５１】仮に、ネットワークコントローラがユニバ
ーサルクロックの送信者であるとすると、図５（ｂ）に
示すように、フレームタイミング付与器２９を設け、予
測されるフレームの先頭時刻に、同期クロック生成系１
５の入力部のスイッチ１６を接続状態にすればよい。そ
して、ネットワークコントローラの送信が終了した時点
で接続を切ればよい。

【００５２】制御チャンネルフレーム内の構成が図７
（ｂ）のように、一般のノードからの送信とユニバーサ
ルクロックを持つネットワークコントローラからの送信
が交互に、或いは幾つかおきに来るような系では、フレ
ームの先頭から、カウンタで幾つ数えたところにネット
ワークコントローラからの送信があるか分かっているの
で、その時刻にスイッチを接続し、ネットワークコント
ローラからのパケットの終了時刻にスイッチを切ればよ
い。

【００５３】各ノードが持っているフレームの長さに関
する知識が常に共通であるように、またフレームの先頭
の時刻をはっきりさせるように、図８に示すように、あ
るノードが制御チャンネルフレームの先頭で、先頭であ
ることを示すフレームパルスを出す場合がある。このよ
うな場合は、図５（ｃ）に示すようにフレームパルス検
出器３０を設け、このような系で各ノードはフレームパ
ルスを検出したら、同期クロック生成系１５の入力部の
スイッチ１６を接続状態にする。

【００５４】制御チャンネルのフレーム長がデータチャ
ンネルのフレーム長の数分の１で、制御チャンネルフレ
ームとデータチャンネルフレームが同期しているネット
ワークがあるが、図８ではデータチャンネルの先頭と制
御チャンネルの先頭が一致する時刻の（制御チャンネル
で送信される）フレームパルスと制御チャンネルの先頭
のみを示すフレームパルスとは、違うパルスで図示され
ている。このようにして、各ノードはデータチャンネル
のフレームの先頭と、制御チャンネルのフレームの先頭
を知ることができる。

【００５５】これまでは、制御チャンネルからユニバー
サルクロックを再生する方法を記述してきたが、データ
チャンネルがフレーム構成を取っているならば、制御チ
ャンネルから再生する場合と同様の手法によって、デー
タチャンネルから再生することも可能である。その場合
は、ユニバーサルクロックを持つ送信者は、１フレーム
に１回以上（できれば定期的に）送信を行うのが望まし
い。

【００５６】データチャンネルと制御チャンネルはビッ
トレートが異なることがあり、制御チャンネルから再生
したユニバーサルクロックを、データチャンネルへの送
信に使用するには、クロックを分周又は逓倍しなければ
ならない。しかし、データチャンネルから直接再生する
とそのような手間が掛からない。

【００５７】図５（ｂ）（ｃ）の方法では、予めいつユ
ニバーサルクロックを持つ送信者からの送信が来るか分
かっているため、遅延無く同期クロック生成系の入力部
のスイッチを接続状態にすることができる。また、チャ
ンネルがフレーム構成を取っていなくても、ユニバーサ
ルクロックを持つ送信者が定期的に送信を行うものと決
められていれば図５（ｂ）の方法を取ることができる。

【００５８】図５（ｃ）の方法では、パルス信号がフレ
ームパルス信号ではなく、ユニバーサルクロックの送信
者の送信の直前に出されるようにすれば、予め何時ユニ
バーサルクロックを持つ送信者からの送信が来るか分か
っていなくても遅延なく同期クロック生成系の入力部の
スイッチを接続状態にすることができる。

【００５９】以上は、ユニバーサルクロックを持つ送信
者の送信から、ユニバーサルクロックを再生する手法で
ある。しかし、ユニバーサルクロックを持つ送信者の送
信から再生されたクロックを持つ送信者からの送信を定
期的に受信する、などの方法で、ユニバーサルクロック
のコピーのコピーという形で得てもよい。さらに、コピ
ーのコピーのコピー‥‥‥という形になってもよいが、
コピーの回数が増すほど元のユニバーサルクロックから
の周波数ずれが大きくなり、ジッタか大きくなる。従っ
て、ネットワークの仕様との関連でコピーの回数には制
限が生じる。 （実施例２）図９は、本発明の第２の実施例に係わる光
バースト受信器の概略構成を示すブロック図である。な
お、この図においても、本発明に係わる特徴部分以外の
構成は省略している。

【００６０】識別器１３にデータが入力される前に、デ
ータの１，０の判定が正しく成されるようにデータの振
幅を調整しなければならない（ＡＣ結合すれば振幅調整
は必要無いが、誤り率がマーク率に依存してしまう）。
そこで本実施例では、識別器１３の前に振幅調整器３１
を設け、後述するテーブルを格納したメモリ３３からの
情報を元に振幅調整器制御系３２により振幅調整器３１
を制御するようにしている。

【００６１】ここで、前提となるネットワークは、ある
送信者からある受信者への送信は事前に予約してから行
われるようなネットワークである。即ち、受信者が次に
来るデータ（パケット）はどの送信者から送られてくる
か知っている場合である。

【００６２】ある送信者からある受信者に送られてくる
データの振幅レベルは、光ファイバの断線など重大な故
障がない限り、ほぼ一定である。従って、各受信者は一
旦、各送信者からの振幅レベル（或いは識別器の最適入
力レベルにすることができる振幅調整手段の制御値）を
知ることができれば、送信者毎の振幅レベルに関するデ
ータを各受信者がそれぞれ持つテーブルに記録し、それ
以降は、そのテーブルに記録されたデータに基づいて、
パケットが送られてくると予約されている時刻に、入力
信号を識別器の最適入力レベルにするように識別器の前
段に備えられた振幅調整器３１を制御すればよい。

【００６３】振幅調整器３１としては利得可変増幅器、
減衰量可変減衰器、増幅器＋減衰量可変減衰器などが用
いられる。振幅レベル或いは振幅調整器の最適制御値を
知る方法は幾つかある。例えば、送信者の送信器の出力
パワー、伝送系の損失（光ファイバの伝搬損失、コネク
タ損失）、受信者の受信器の利得や損失に関する情報を
システム導入時に各受信者に付与しておけば、それに基
づいて計算することができる。或いは、最初の受信で
は、振幅調整手段の出力が最大になるようにして、誤り
率を測定し、出力を徐々に下げていき、誤り率が最も小
さくなる制御値を最適制御値とする、などである。 （実施例３）ネットワークにおいては、送信器の出力パ
ワーや伝送系の損失は時間と共に変化する可能性があ
る。それに対応するために第３の実施例では、図１０に
示すような構成を採用している。

【００６４】図１０（ａ）では、振幅調整器３１の出力
の一部を分岐し、振幅検出器３４に入力して識別器１３
に入力する信号の振幅を検出する。検出した結果は振幅
調整器３１を制御する制御系３２に入力され処理され
る。振幅調整器３１の出力が識別器１３の最適入力値に
なっていない場合、最適入力値になるように計算又は制
御をしてテーブルの内容を書きかえる。

【００６５】この系では振幅調整器３１の制御の初期値
は、振幅調整器３１の出力が最大になるようにしておけ
ば、振幅検出器３４を含むループによって自動的に識別
器１３の最適入力値になる。

【００６６】図１０（ｂ）では、振幅検出器３４へ入力
するための信号線からの分岐が振幅調整器３１の前で行
われている。この場合、検出されるのは識別器入力の信
号の振幅ではなく、振幅調整される前の信号の振幅であ
る。従って、この方法で識別器１３に入力する信号の振
幅が最適になるようにするには振幅調整器３１の非常に
正確な特性を制御系が知っている必要がある。しかし、
この方法によれば、振幅検出、振幅制御のループのスピ
ードが速ければ、テーブルに最適値の記録がない一番始
めから最適値に制御できる可能性がある。

【００６７】図１１は振幅検出器３４の具体的構成例を
示す図である。図１１（ａ）は、比較的単純で安価な構
成でデータの１（又は０）のレベルのみをピーク検出器
３５で検出する方法である。図１１（ｂ）は、入力を２
分岐して１レベルと０レベルをそれぞれの検出器３６，
３７により検出している。１レベル検出はピーク検出器
で検出し、０レベルは符号反転器、レベルシフタの組み
合わせ＋ピーク検出器で検出する。０レベル検出として
は、レベルシフタ＋負電圧のピークを検出できるピーク
検出器で行ってもよい。

【００６８】０レベルまで検出するのは光信号の消光比
が良くない、即ち０の時にも微弱な光が光電変換器に入
力されている場合があるときである。これは誤り率を劣
化させる。このような場合にできるだけ誤り率劣化を小
さくしたいならば、識別器１３への入力信号の０レベル
が識別器１３の最適０レベルに合うように信号のレベル
をシフトさせればよい。

【００６９】図１２は図１０（ａ）の系にレベルシフタ
３８を挿入した例である。このようにして識別器１３へ
の入力を振幅、レベル共に最適にすることにより誤り率
をより小さくすることができる。同様に図９、図１０
（ｂ）の系にもレベルシフタを入れることができる。

【００７０】なお、振幅検出器３４で検出された値が、
前回同じ送信者から送信されてきたときに検出した値と
大きく異なる場合や、連続的に振幅が減少したり（或い
は増加したり）する場合は、システムに何らかの異常が
ある可能性がある。即ち、送信者の送信光源が急激に劣
化したり暴走した場合や、伝送系の光ファイバ、コネク
タなどに異常がある場合、さらに図１０（ａ）の系では
振幅調整器３４に異常がある場合である。或いは、送ら
れてくるはずのパケットが送られてこないためピーク検
出ができない場合も考えられる。

【００７１】このような場合、受信者はまず自己診断機
能によって、自分の故障でないかを調べる。受信者の故
障でないなら、送信者或いは伝送系の異常である可能性
が高い。どちらの場合もネットワーク管理ノード或いは
ネットワーク管理者に連絡をしたり、異常があることを
制御チャンネルなどを通して他のノードに通知したりす
るとよい。

【００７２】

【発明の効果】以上詳述したように本発明（請求項１〜
３）によれば、ＷＤＭネットワーク内の各受信者は、ネ
ットワークのユニバーサルクロックを持つ送信者からの
送信のみを同期クロック系に入力することによって、同
期クロック生成系はユニバーサルクロックに良く同期し
たジッタや周波数ずれのほとんど無いクロックを得るこ
とができる。さらに、受信者に送られてくる様々なパケ
ットはバーストクロック生成系で生成したクロックで識
別するため、各々のパケットのビット位相のずれに対応
することができる。

【００７３】また、本発明（請求項４）によれば、受信
者は予め次にくるパケットがどの送信者からのパケット
か知っており、受信者の持つ送信者毎の送信信号の振幅
レベル、或いは振幅レベルを識別器の最適入力値に制御
するための振幅調整器の制御値のテーブルに基づいて、
振幅調整器をパケットの先頭から制御することにより、
識別器に入力する信号のレベルがパケットの先頭から識
別に最適な信号になる。さらに、振幅レベルの時間変化
に対応するため、振幅レベルを検出しテーブルの内容を
書き替えていくことによって振幅レベルの調整が常に最
適になるようにすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１の実施例に係わる光バースト受信器の概略
構成を示すブロック図。

【図２】同期クロックを生成するための他の構成例を示
すブロック図。

【図３】バーストクロック生成系の構成例を示すブロッ
ク図。

【図４】バーストデータ識別系の構成例を示すブロック
図。

【図５】スイッチ切り替えのための制御系の構成例を示
すブロック図。

【図６】データチャンネルの構成例を示す図。

【図７】制御チャンネルの構成例を示す図。

【図８】フレームパルスを説明するための図。

【図９】第２の実施例に係わる光バースト受信器の概略
構成を示すブロック図。

【図１０】第３の実施例に係わる光バースト受信器の概
略構成を示すブロック図。

【図１１】振幅検出器の具体的構成例を示すブロック
図。

【図１２】第３の実施例の変形例を示すブロック図。

【図１３】ユニバーサルクロック送信ノードがユニバー
サルクロックを得る方法の一例を説明するための図。

【図１４】バーストデータを説明するための図。

【符号の説明】

１１…光電変換部 １２…アンプ １３…識別器 １４…バーストクロック生成系 １５…同期クロック生成系 １６…オンオフスイッチ １７…スイッチ制御器 １８…送信者識別部 １９…分岐信号入力 ２０…可変位相シフタ ２１…切り替えスイッチ ２２…位相シフタ ２３…スイッチ制御器 ２４…位相同期器 ２５…自走クロック源 ２６…フィルタ ２９…フレームタイミング付与器 ３０…フレームパルス検出器 ３１…振幅調整器 ３２…振幅調整器制御系 ３３…テーブルを格納したメモリ ３４…振幅検出器 ３５…ピーク検出器 ３６…１レベル検出器 ３７…０レベル検出器 ３８…レベルシフタ ３９…位相シフタ制御器 ５０…ノード ５１…スターカプラ ５２…公衆網 ５３…公衆網へのゲートウェイとなっているノード

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０４Ｂ 10/04 10/06 Ｈ０４Ｊ 14/00 14/02 Ｈ０４Ｌ 7/027 25/03 Ｄ 9199−5Ｋ Ｈ０４Ｌ 7/02 Ａ

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ネットワークから入力されるバーストデー
   タを識別する識別手段と、前記バーストデータのビット
   位相に同期したクロックを出力する第１のクロック生成
   手段と、前記ネットワークのユニバーサルクロックに同
   期したクロックを出力する第２のクロック生成手段と、
   第２のクロック生成手段の入力部に設けられたスイッチ
   とを具備してなり、 前記スイッチは、前記ネットワークのユニバーサルクロ
   ックを有する局からの信号が入力されたとき接続状態に
   することを特徴とする光バースト受信器。
2. 【請求項２】前記ネットワークのユニバーサルクロック
   を有する局からの信号を識別する局識別手段と、この局
   識別手段による識別結果に応じて前記スイッチを駆動す
   るスイッチ制御手段とを設けたことを特徴とする請求項
   １記載の光バースト受信器。
3. 【請求項３】前記ユニバーサルクロックを有する局から
   の送信が予約されている時刻に前記スイッチを接続状態
   にする手段を設けたことを特徴とする請求項１記載の光
   バースト受信器。
4. 【請求項４】ネットワークから入力されるバーストデー
   タを識別する識別手段と、この識別手段への入力信号の
   振幅を制御する振幅制御手段とを具備してなり、 前記振幅制御手段は、予め定められた制御信号に基づい
   て前記入力信号の振幅制御を行うことを特徴とする光バ
   ースト受信器。