JPH08237228A

JPH08237228A - 光パルス時間多重制御方法および光パルス時間多重制御装置

Info

Publication number: JPH08237228A
Application number: JP7060129A
Authority: JP
Inventors: Yukio Horiuchi; 幸夫堀内; Masatoshi Suzuki; 正敏鈴木; Shigeyuki Akiba; 重幸秋葉
Original assignee: Kokusai Denshin Denwa KK
Current assignee: KDDI Corp
Priority date: 1995-02-24
Filing date: 1995-02-24
Publication date: 1996-09-13
Anticipated expiration: 2017-08-12
Also published as: JP3313536B2

Abstract

(57)【要約】【目的】時間多重された光パルスの揺らぎを防止する
こと。【構成】光分波器２で分岐された光パルスＢｄと光分
波器５で分岐された光パルスＡｄとの繰返しパルス周波
数を、受光器７，１１、増幅器８，１２、ＢＰＦ９，１
３によりそれぞれ抽出し、位相器１０，１４により位相
調整してから、位相検出器１５により位相差を検出す
る。増幅器１７より位相差に応じて出力される誤差電圧
は、位相調整制御回路１８を介して外部制御型可変遅延
回路４に供給されて、光パルスＡｄが光パルスＢｄの中
央に位置するよう遅延量が制御される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は短光パルス信号がＲＺ
（Return to Zero）フォ−マットとなるよう変調される
光通信システムの、光パルス時間多重制御方法および光
パルス時間多重制御装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来の光パルス時間多重装置の構成を図
９に示す。この図において、１００はレーザダイオード
（ＬＤ）等を用いて短光パルスを発生する短光パルス発
生回路、１０１は短光パルスを１系，２系の２つに分岐
する分波回路、１０２は１系の光パルスを伝送情報信号
１により変調する変調器、１０３は変調された光パルス
を遅延する半固定遅延回路、１０４は変調器１０２およ
び半固定遅延回路１０３からなる１系、１０５は２系の
光パルスを伝送情報信号２により変調する変調器、１０
６は変調された光パルスを遅延する半固定遅延回路、１
０７は変調器１０５および半固定遅延回路１０６からな
る２系、１０８は１系１０４から出力される光パルスと
２系１０７から出力される光パルスを合成することによ
り、光パルス時間多重信号を出力する合波回路である。

【０００３】このように構成された光パルス時間多重装
置において、短光パルス発生回路１００からは図に示す
ような短光パルスａが所定周期毎に連続して発生されて
おり、短光パルスａが分波回路１０１に入力されて２つ
の光導波路に分岐される。分岐された一方の短光パルス
は１系１０４に入力されて、変調器１０２において短光
パルスの繰返し周期に同期した伝送情報信号１により光
強度変調されて、図に示すようなＲＺフォ−マットの変
調短光パルスｂとされ、さらに半固定遅延回路１０３に
おいて所定時間遅延される。

【０００４】また、分岐された他方の短光パルスは２系
１０７に入力されて、変調器１０５において短光パルス
の繰返し周期に同期した伝送情報信号２により光強度変
調されて、図に示すようなＲＺフォ−マットの変調短光
パルスｃとされ、さらに半固定遅延回路１０６において
所定時間遅延される。そして、１系からの変調短光パル
スｂと２系１０７からの変調短光パルスｃとは、合波回
路１０８に入力されて時間軸上で合成され、図に示すよ
うな時間多重信号ｄとされて出力される。この時間多重
信号ｄの周期は、短光パルス発生回路１００から発生さ
れる短光パルスの繰返し周期の１／２（繰返し周波数は
２倍）とされる。

【０００５】なお、半固定遅延回路１０３および半固定
遅延回路１０６は、時間多重信号ｄの周期が短光パルス
発生回路１００から発生される短光パルスの繰返し周期
の１／２となるには、合波された時に変調短光パルスｂ
間の中央に変調短光パルスｃが位置する必要があるた
め、変調短光パルスｂと変調短光パルスｃとの時間関係
を調整するために設けられているものである。このよう
に、１系と２系の光パルス信号を時間多重化することに
よって伝送容量を２倍以上にすることができ、効率的な
光通信システムとすることができる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】前記した従来の光パル
ス時間多重装置においては、半固定遅延回路１０３と半
固定遅延回路１０６との遅延時間が最適になるよう調整
した後で、それぞれの遅延時間を固定している。しかし
ながら、変調短光パルスｂ，ｃを生成するために必要な
区間、すなわち分波回路１０１の出力から合波回路１０
８の入力までの経路は、装置構成上および製造上の理由
で空間的に夫々異なる場所に設置される場合が多い。さ
らに、夫々の経路長は、多くの場合一般に異なるものと
されている。

【０００７】ところで、短光パルスの経路は通常光ファ
イバにより構築されるが、光ファイバは温度により伸縮
する温度特性を有しているため、夫々の環境温度の変動
により光ファイバの長さがランダムに変動するようにな
る。従って、経路長が異なると合波回路１０８の出力の
時間多重信号ｄの変調短光パルス間の相対時間が、ラン
ダムに変動するようになる。一方、受信側で時間多重信
号ｄから変調短光パルスｂと変調短光パルスｃとを分離
するためには、時間多重信号ｄのパルス繰返し周波数を
抽出し、抽出されたパルス繰返し周波数に基づくタイミ
ングで変調短光パルスｂと変調短光パルスｃとを分離す
る必要がある。

【０００８】しかしながら、前記したように時間多重信
号ｄのパルス繰返し周期に揺らぎがあると、パルス繰返
し周波数にジッタが生じてしまい、変調短光パルスｂと
変調短光パルスｃとを受信側において正確に分離するこ
とができず、伝送特性が劣化するようになり、良好な通
信を行うことができないという問題点があった。さら
に、伝送速度２０Ｇｂｐｓの光ソリトン通信において
は、受信端でのタイミングジッタが伝送特性の主たる劣
化原因とされているが、タイミングジッタにより誤り率
が１０^-10 に制限されている場合、送信側の光時間多重
装置においてタイミングが２ピコセカンド（２×１０
^-12 ｓｅｃ；２ｐｓ）揺らぐと、誤り率は１桁以上劣化
することが知られている。

【０００９】そこで検討するに、送信装置の時間揺らぎ
を誤り率に反映させないためには、ビット間隔の１／５
０以下の精度で複数の光パルス列を配置する必要があ
る。前記の約２ｐｓの時間揺らぎは、光ファイバ長の揺
らぎに換算すると約０．４ｍｍの長さに相当する。この
換算は、「光ファイバの長さ」＝「伝搬時間（２ｐ
ｓ）］×「光速度（３×１０⁸ ）」÷「光ファイバの伝
搬係数（１．４７）」により行うことができる。しかし
ながら、一般に使用されるナイロン被覆で保護された光
ファイバの伸縮率は約３×１０^-5（℃^-1）であるから、
例えば２系統の光回路が同じ温度環境で、光ファイバ長
に１ｍの差がある場合、１℃の温度変化において３×１
０^-5ｍの変動が生じてしまう。さらに、１４℃の温度変
化が起こった場合、光ファイバ長の変動は０．４ｍｍを
越え、前記の誤り率の制限を越えるようになるため、伝
送特性が劣化してしまうようになる。

【００１０】さらに別の例を用いて説明すると、例えば
２系統の光回路が異なった位置に設定されており、それ
ぞれの光ファイバ回路を構成する光ファイバの長さが１
０ｍで同一の長さとされている場合に、それぞれの光回
路を収容している周辺温度の差が１℃生じると３×１０
^-4ｍの変動が生じ、さらに、２℃の温度差が生じてしま
った場合、２系統の光回路を構成する光ファイバ長の変
動は６×１０^-4ｍ（０．６ｍｍ）となり、０．４ｍｍの
制限を越えて伝送特性が劣化してしまうようになる。し
たがって、従来の光パルス時間多重装置においては、長
期間に亘り伝送特性を劣化させることなく安定に動作さ
せることができないという問題があった。さらに、伝送
速度が２０Ｇｂｐｓを越える光通信を実現するために
は、前記の光ファイバ長の揺らぎの制限はさらに厳しく
なる。

【００１１】そこで、本発明は長期間にわたり伝送特性
を良好に維持することができると共に、安定に動作する
光パルス時間多重制御方法および光パルス時間多重制御
装置を提供することを目的としている。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明の光パルス時間多
重制御方法は、複数系統の光パルスをそれぞれ分岐し
て、それぞれの光パルスの繰返し周波数信号を抽出し、
抽出された複数系統の内の一つの繰返し周波数信号を基
準信号として、残りの複数系統の繰返し周波数信号とそ
れぞれ位相検出を行うと共に、前記複数系統の光パルス
が時間多重された場合に、前記複数系統の光パルスが等
間隔で配置されるように、前記残りの系統の光パルスの
遅延時間を、前記位相検出した結果に応じてそれぞれフ
ィードバック制御するようにしたものである。

【００１３】また前記光パルス時間多重制御方法におい
て、光パルス発生回路より出力される光パルスが複数に
分岐され、該分岐されたそれぞれの光パルスに伝送情報
により変調が施されて、前記複数系統の光パルスとされ
るようにしたもの、さらに、前記抽出から位相検出まで
を行う位相検出手段が一系統のみ設けられており、前記
分岐された複数系統の光パルスを時分割して、前記一系
統のみ設けられている位相検出手段に供給され、該位相
検出手段の出力がそれぞれの系統に分配されて遅延時間
を制御するようフィードバックされるようにしたもので
ある。

【００１４】また、本発明の光パルス時間多重制御方法
を具現化した光パルス時間多重制御装置は、複数系統の
光パルスをそれぞれ分岐して、それぞれの光パルスの繰
返し周波数信号を抽出する抽出手段と、複数系統の光パ
ルスが時間多重された場合に、それぞれの光パルスが等
間隔で配置されるように、それぞれの光パルスの経路に
挿入された遅延時間を可変することのできる遅延手段
と、前記抽出手段により抽出された複数系統の内の一つ
の繰返し周波数信号を基準信号として、残りの複数系統
の繰返し周波数信号との相対位相をそれぞれ検出する位
相検出器とを備え、前記遅延手段の遅延時間を前記位相
検出器より出力される位相検出信号によりフィードバッ
ク制御する手段を備えることにより、前記複数系統の光
パルス列が等間隔で時間多重配置されるようにしたもの
である。

【００１５】また前記光パルス時間多重制御装置におい
て、光パルス発生回路の光パルス出力を複数に分岐する
多分岐回路と、複数に分岐された光パルスのそれぞれを
伝送情報により変調する複数の変調器とを備え、該複数
の変調器から前記複数系統の光パルスを出力するように
したもの、前記複数系統の光パルスをそれぞれ分岐する
光分波器と、該光分波器に後置されると共に、前記複数
系統の光パルスを合成することにより時間多重するよう
にした光合波器とを備え、前記光分波器と前記光合波器
とを接続する光線路の伝搬時間が悪影響を与えない程度
に、前記光線路を短くするようにしたもの、前記複数系
統の光パルスをそれぞれ分岐する光分波器と、該光分波
器により分岐された光パルスを光検波する光検波器とを
備え、前記光分波器と前記光検波器とを接続する光線路
の伝搬時間が悪影響を与えない程度に、前記光線路を短
くするようにしたもの、前記抽出手段から位相検出器ま
での位相検出部が一系統のみ設けられており、前記分岐
された複数系統の光パルスを時分割して、前記一系統の
み設けられている位相検出部に供給され、該位相検出部
の出力がそれぞれの系統に分配されて前記遅延手段にフ
ィードバックされているようにしたものである。

【００１６】

【作用】本発明によれば、時間多重される複数の光パル
スの相対時間位置が揺らぐことのないようフィードバッ
ク制御しているため、複数の系統の光パルスの時間位置
がそれぞれ揺らぐことなく等時間間隔を保持して時間多
重することができる。従って、誤り率の低い伝送特性を
長期間に亘って維持することのできる良好な光通信シス
テムを構築することができるようになる。また、時間多
重できる系統も２系統に限らず、３系統以上の光パルス
を誤り率の低い良好な伝送特性を維持しながら安定に時
間多重することができる。

【００１７】

【実施例】本発明の光パルス時間多重制御方法を具現化
した光パルス時間多重制御装置の第１実施例のブロック
図を図１（ａ）（ｂ）に示す。この図１（ａ）におい
て、４０はレーザダイオード（ＬＤ）等を用いて短光パ
ルスを発生する短光パルス発生回路、４１は短光パルス
を１系，２系の２つに分岐する分波回路、４２は１系の
光パルスを伝送情報信号１により変調する変調器、４３
は２系の光パルスを伝送情報信号２により変調する変調
器である。

【００１８】また、図１（ｂ）において、１，３は入力
された光パルス信号Ａ，Ｂを、それぞれ所定時間遅延す
る半固定遅延回路、２は半固定遅延回路１により遅延さ
れた光パルス信号Ｂｄを２つに分岐する光分波器、４は
外部より印加される制御信号に応じて半固定遅延回路３
により遅延された光パルス信号を遅延する外部制御型可
変遅延回路、５は外部制御型可変遅延回路４により遅延
された光パルス信号Ａｄを２つに分岐する光分波器、６
は光分波器２で分岐された一方の光パルス信号Ｂｄと光
分波器５で分岐された一方の光パルス信号Ａｄを合成す
ることにより、光パルス時間多重信号Ｃを出力する光合
波器である。

【００１９】また、７，１１は光分波器２で分岐された
他方の光パルス信号Ｂｄあるいは光分波器５で分岐され
た他方の光パルス信号Ａｄを受光して電気信号に変換す
る受光器、８，１２は受光器７，１１より出力される電
気信号とされた夫々のパルス信号を増幅する増幅器、
９，１３は増幅器８，１２により増幅された夫々のパル
ス信号の繰返し周波数成分を抽出する帯域通過フィルタ
（ＢＰＦ）、１０，１４はＢＰＦ９，１３により抽出さ
れた周波数成分の位相を夫々移相する移相器、１５は移
相器１０，１４より出力される周波数成分の相対位相を
検出する位相検出器、１６は位相検出器１５より出力さ
れる位相差に応じた位相検出信号を濾波することにより
位相検出信号に含まれる雑音成分を除去するための低域
通過フィルタ（ＬＰＦ）、１７はＬＰＦ１６より出力さ
れる濾波信号を増幅する増幅器、１８は増幅器１７より
出力される誤差電圧に応じて、外部制御型可変遅延回路
４の遅延量を制御する位相調整制御回路である。

【００２０】このように構成された光パルス時間多重制
御装置において、図１（ａ）に示す短光パルス発生回路
４０からは図に示すような短光パルスａが所定周期毎に
連続して発生されており、短光パルスａが分波回路４１
に入力されて２つの光導波路に分岐される。分岐された
一方の短光パルスは１系に入力されて、変調器４２にお
いて短光パルスの繰返し周期に同期した伝送情報信号１
により光強度変調されて、ＲＺフォ−マットの変調短光
パルスＡとされる。また、分岐された他方の短光パルス
は２系に入力されて、変調器４３において短光パルスの
繰返し周期に同期した伝送情報信号２により光強度変調
されて、ＲＺフォ−マットの変調短光パルスＢとされ
る。

【００２１】変調短光パルスＢは図１（ｂ）に示す半固
定遅延回路１に入力され、所定時間遅延されて図に示す
ような光パルス信号Ｂｄとされて、次いで光分波器２に
おいて分岐され、分岐された一方の光パルス信号Ｂｄが
光合波器６に、分岐された他方の光パルス信号Ｂｄが受
光器７に入力される。また、半固定遅延回路３に入力さ
れる変調短光パルス信号Ａは、半固定遅延回路３および
外部制御型可変遅延回路４において所定時間遅延されて
図に示すような光パルス信号Ａｄとされて、次いで光分
波器５において２つに分岐され、分岐された一方の光パ
ルス信号Ａｄが光合波器６に、分岐された他方の光パル
ス信号Ａｄが受光器１１に入力される。

【００２２】ここで、本発明は光合波器６における光パ
ルス信号ＢｄとＡｄの位相関係を最適化するように自動
調整させるものであるから、それぞれの位相状態を検出
するための光受光器７および１１の出力は、光合波器６
における光パルス信号ＢｄとＡｄの位相関係を忠実に表
すものでなくてはならない。しかし光分波器２と光合波
器６、光分波器２と受光器７、光分波器５と光合波器
６、および光分波器５と受光器１１との間の光ファイバ
の長さの変動は、上記の光合波器６における光パルス信
号ＢｄとＡＤの位相関係の検出精度に誤差を与えるもの
であるから、これらの光ファイバの長さを安定に保つこ
とが光合波器６における位相検出の精度を上げることに
ほかならない。そして、光ファイバの長さを安定に保つ
ためには以下の方法が考えられる。

【００２３】図５に示すように、光分波器２および
５、光合波器６、受光器７および１１を一体化し、これ
らを接続する光ファイバをなくし、位相検出の誤差要因
を排除する。光分波器２および５、光合波器６、受光器７および
１１を同一温度環境上に設置し、例えば同一の基板上あ
るいはケースに収容して、光分波器２−光合波器６の間
と光分波器２−受光器７の間、光分波器５−光合波器５
の間と光分波器５−受光器１１の間の長さが、それぞれ
５０ｃｍ以下になるようにすることによって誤差の少な
い位相検出が可能となる。これはナイロン被覆の光ファ
イバ心線を使用した場合であり、紫外線硬化樹脂等の伸
縮率の小さな被覆を使用した光ファイバの場合には５ｍ
以下になるようにすれば十分な位相検出精度を保つこと
ができる。

【００２４】前記説明を続けると、光合波器６において
入力された光パルス信号Ａｄと光パルス信号Ｂｄとが合
成されて、図に示すような光パルス時間多重信号Ｃとさ
れる。この光パルス時間多重信号Ｃのパルス繰返し周波
数は、光パルス信号Ａｄあるいは光パルス信号Ｂｄのパ
ルス繰返し周波数の２倍とされるが、光パルス信号Ａｄ
と光パルス信号Ｂｄとが交互に等時間間隔で配列される
ように、外部制御型可変遅延回路４の遅延時間が後述す
るように制御される。

【００２５】すなわち、受光器７で受光された光パルス
信号Ｂｄは、電気信号に変換され次いで増幅器８におい
て増幅された後、ＢＰＦ９によりパルス繰返し周波数成
分が抽出される。また、受光器１１で受光された光パル
ス信号Ａｄは、電気信号に変換され次いで増幅器１２に
おいて増幅された後、ＢＰＦ１３によりパルス繰返し周
波数成分が抽出される。そして、ＢＰＦ９よりのパルス
繰返し周波数成分およびＢＰＦ１３よりのパルス繰返し
周波数成分は、夫々移相器１０，１４において相対的な
位相が調整された後、位相検出器１５において両周波数
成分ｆａ，ｆｂの位相差が検出される。（位相器１０，
１４の調整については後述する。）

【００２６】位相検出器１５よりの出力信号は、ＬＰＦ
１６および増幅器１７により処理されて誤差電圧が出力
される。この誤差電圧が位相調整制御回路１８を介し
て、外部制御型可変遅延回路４に遅延量制御信号として
印加されることにより、光パルス信号Ａｄと光パルス信
号Ｂｄとの相対的時間位置が揺らぐことがないようにフ
ィードバック制御される。従って、光パルス信号Ａ，Ｂ
が揺らいでも光パルス信号Ｂｄ間の中央に光パルス信号
Ａｄを配列させた時間多重信号Ｃを生成することができ
る。

【００２７】なお、半固定遅延回路１，３および移相器
１０，１４の初期調整は次のようにして行なわれる。ま
ず、外部制御型可変遅延回路４の遅延量を動作範囲の中
央に設定した後、光合波器６より出力される光パルス時
間多重信号Ｃを観測して、光パルス信号Ａｄと光パルス
信号Ｂｄとの時間配置が最適になるように半固定遅延回
路１および半固定遅延回路３の遅延量を調整する。次
に、増幅器１７より出力される誤差電圧がゼロになるよ
うに移相器１０および移相器１４の移相量を調整する。
このように調整すると、位相検出器１５に入力される光
パルス信号Ａｄのパルス繰返し周波数成分ｆａと光パル
ス信号Ｂｄのパルス繰返し周波数成分ｆｂとの位相関係
はπ／２ラジアンとなる。ここで、外部制御型可変遅延
回路４の遅延制御範囲が十分ある場合、半固定遅延回路
１等を省略しても外部制御型可変遅延回路４の初期値を
時間配置が最適になるように設定することができる。ま
た、位相器１０，１４の移相範囲が９０°以上ある場
合、位相器１０，１４のいずれかを省略することがで
き、経済化が図れる。

【００２８】この位相検出器１５は図２（ａ）に示すよ
うに乗算器により構成されており、その位相検出特性は
同図（ｂ）に示すようになる。すなわち、位相検出器１
５の入力における光パルスＡｄのパルス繰り返し周波数
成分ｆａと光パルスＢｄのパルス繰返し周波数成分ｆｂ
の位相関係が、π／２および−π／２の時に出力がゼロ
（位相一致状態）とされる。従って、周波数成分ｆａと
周波数成分ｆｂの位相関係が０〜πと−π〜０の２つの
領域において位相検出が可能であることがわかる。

【００２９】ここで、周波数成分ｆａと周波数成分ｆｂ
の位相関係が０〜πの条件において、周波数成分ｆａの
最適値（π／２）からの相対時間変化をθとすると、誤
差電圧はｃｏｓ（π／２＋θ）、すなわち−ｓｉｎθと
なる。従って、光パルス時間多重信号Ｃとされた光パル
ス信号Ａｄと光パルス信号Ｂｄの位相関係が最適な時、
位相検出器１５の出力の誤差電圧はゼロとなり、一方
光パルス信号Ａｄと光パルス信号Ｂｄの位相関係が最適
値から変動した場合には誤差電圧が生じるようになる。
この誤差電圧は位相変動方向および時間変動量に対応し
た極性および振幅とされる。

【００３０】さらに、図３を参照しながら説明すると、
図３（ａ）は光パルス信号Ａｄと光パルス信号Ｂｄの位
相関係が最適とされている場合を示しており、上段に示
すように光パルス信号Ａｄと光パルス信号Ｂｄの位相差
がπ／２とされている。この時は、下段に示されるよう
に誤差電圧がゼロとされる。また、図３（ｂ）は、環境
温度等の変動により光ファイバの長さが変動して光パル
ス信号Ａｄと光パルス信号Ｂｄの位相関係が最適時と比
べて大きくなった場合を示している。この時の位相検出
器１５の入力における光パルス信号Ａｄのパルス繰返し
周波数成分ｆａと光パルス信号Ｂｄのパルス繰返し周波
数成分ｆｂとの位相関係が上段に示されており、下段に
誤差電圧が示されている。この誤差電圧は負となり、位
相調整制御回路１８は外部制御型可変遅延回路４の遅延
量を徐々に短くすることにより、誤差電圧がゼロになる
よう制御することにより、同図（ａ）に示される最適条
件に引き込んでいる。

【００３１】また、図３（ｃ）は、環境温度等の変動に
より光ファイバの長さが変動して光パルス信号Ａｄと光
パルス信号Ｂｄの位相関係が最適時と比べて小さくなっ
た場合を示している。この時の位相検出器１５の入力に
おける光パルス信号Ａｄのパルス繰返し周波数成分ｆａ
と光パルス信号Ｂｄのパルス繰返し周波数成分ｆｂとの
位相関係が上段に示されており、下段に誤差電圧が示さ
れている。この誤差電圧は正となり、位相調整制御回路
１８は外部制御型可変遅延回路４の遅延量を徐々に長く
することにより、誤差電圧がゼロになるよう制御するこ
とにより、同図（ａ）に示される最適条件に引き込んで
いる。

【００３２】一方、受光器７および受光器１１から位相
検出器１５までの電気的経路の電気長の差によって、周
波数成分ｆａと周波数成分ｆｂの位相関係を−π〜０の
状態にした方が、位相器１０および位相器１４の調整上
都合が良い場合がある。このようにすると、最適状態に
おける周波数成分ｆａと周波数成分ｆｂの位相関係は−
π／２となる。また、周波数成分ｆａの最適値（−π／
２）からの相対時間変化をθとすると、誤差電圧はｃｏ
ｓ（−π／２＋θ）、すなわちｓｉｎθとなる。従っ
て、誤差電圧の極性は、前記周波数成分ｆａと周波数成
分ｆｂの位相関係を０〜πにした場合と逆となるが、外
部制御型可変遅延回路４の遅延量の増減の制御方向を逆
とすれば、最適条件に引き込むことができるようにな
る。

【００３３】次に、外部制御型可変遅延回路４の構成の
一例を図４に示す。この図において、４−１はプリズム
でありアクチュエータ等により前後に移動可能とされて
いる。すなわち、位相調整制御回路１８よりの誤差電圧
によりプリズム４−１が、例えば破線で示すように距離
ｄだけ後退したとすると、入力光Ａｉｎの経路は２ｄだ
け長くなり、その分遅延された出力光Ａｏｕｔが出力さ
れる。このようにして、誤差電圧に応じてプリズム４−
１を前後に制御することにより所定量遅延することがで
きる。

【００３４】次に、２つ以上の系統の光パルス信号を光
パルス時間多重することのできる本発明の第２実施例の
光パルス時間多重制御装置のブロック図を図６に示す。
この図において、光分波器２１に入力される光パルス信
号Ｒが、外部制御型可変遅延回路１，２，３・・・Ｎに
入力される光パルス信号１，２，３・・・Ｎを時間多重
化する場合の時間基準信号とされており、変調されてＲ
Ｚフォ−マットとされた光パルス信号Ｒは、光分波器２
１において２つに分岐され、分岐された一方の光パルス
信号Ｒが光合波器２３に、分岐された他方の光パルス信
号Ｒが受光器２４に入力されている。

【００３５】受光器２４に入力された光パルス信号Ｒは
電気信号に変換されて増幅器２５により増幅される。そ
して、ＢＰＦ２６によりそのパルス繰返し周波数成分が
抽出されて、さらに増幅器２７により増幅されてディバ
イダ（ＤＩＶ）３２においてＮ個に分配される。また、
外部制御型可変遅延回路１に入力される変調されてＲＺ
フォ−マットとされた光パルス信号Ａは、外部制御型可
変遅延回路１において所定時間遅延されて光パルス信号
Ａ１とされ、次いで光分波器２２−１において２つに分
岐され、分岐された一方の光パルス信号Ａ１が光合波器
２３に、分岐された他方の光パルス信号Ａ１が受光器２
８−１に入力される。

【００３６】受光器２８−１に入力された光パルス信号
Ａ１は電気信号に変換されて増幅器２９−１により増幅
される。そして、ＢＰＦ３０−１によりそのパルス繰返
し周波数成分が抽出されて、さらに移相器３１−１によ
り移相されて位相検出器３３−１に入力され、分配器３
２において分配された光パルス信号Ｒのパルス繰返し周
波数成分と乗算されることにより位相検出が行なわれ
る。位相検出器３３−１よりの出力信号はＬＰＦ３４−
１で濾波されて、増幅器３５−１により増幅されること
により、誤差電圧１とされる。

【００３７】なお、外部制御型可変遅延回路２〜Ｎに入
力される変調されてＲＺフォ−マットとされた光パルス
信号２〜Ｎの処理も光パルス信号１と同様に行われて、
光パルス信号Ｒとの位相誤差に応じた誤差電圧２〜Ｎが
増幅器３５−２〜３５−Ｎから夫々出力される。この誤
差電圧１，２，・・・Ｎは位相調整制御回路３６を介し
て外部制御型可変遅延回路３６−１，３６−２，・・・
３６−Ｎに夫々印加されて、光パルス信号１，２，・・
・Ｎの位相が調整される。

【００３８】ところで、光合波器２３において入力され
た光パルス信号Ｒおよび光パルス信号Ａ１〜ＡＮとが合
成されて、図７Ｃに示すような光パルス時間多重信号Ｃ
とされる。この光パルス時間多重信号Ｃのパルス繰返し
周波数は、光パルス信号Ｒあるいは光パルス信号１，
２，・・・Ｎのパルス繰返し周波数の（Ｎ＋１）倍とさ
れるが、光パルス信号Ｒと光パルス信号１，２，・・・
Ｎが等時間間隔で、その時間位置が揺らぐことなく配列
されるように、外部制御型可変遅延回路１，２，・・・
Ｎの位相量がフィードバック制御される。このフィード
バック制御の動作は前記図１に示す実施例と同様に行わ
れるので、その説明は省略する。

【００３９】次に、外部制御型可変遅延回路１，２，・
・・Ｎおよび位相器３１−１，３１−２，・・・３１−
Ｎの初期調整について図７を参照しながら説明する。光
パルス信号Ｒと光パルス信号１，２，・・・Ｎは、短光
パルス発生回路よりの短光パルスを分岐した後、強度変
調されることによりＲ〜Ｎとして図に示すように生成さ
れている。初期調整時には、まず光合波器２３より出力
される光パルス時間多重信号Ｃを観測して、光パルス信
号Ｒ間に配置される光パルス信号１，２，・・・Ｎの時
間配置が最適になるように外部制御型可変遅延回路１，
２，・・・Ｎの遅延量を調整する。この場合、光パルス
信号Ｒの周期をＴとすると、光パルス信号Ｒに対して光
パルス信号１，２，・・・Ｎは、図７にＡ１〜ＡＮとし
て示すように夫々１Ｔ／（Ｎ＋１），２Ｔ／（Ｎ＋
１），・・・ＮＴ／（Ｎ＋１）づつ遅延されることにな
る。

【００４０】次に、増幅器３５−１，３５−２，・・・
３５−Ｎより出力される誤差電圧１，２，・・・Ｎが夫
々ゼロになるように移相器３１−１，３１−２，・・・
３１−Ｎの移相量を調整する。このように調整すると、
光パルス時間多重信号Ｃとされた光パルス信号Ｒと光パ
ルス信号１，２，・・・Ｎとの位相関係は２π／（Ｎ＋
１），４π／（Ｎ＋１），・・・２Ｎπ／（Ｎ＋１）ラ
ジアンとなり、また、位相検出器３３−１，３３−２，
・・・３３−Ｎに入力される光パルス信号Ｒのパルス繰
返し周波数成分と光パルス信号１，２，・・・Ｎのパル
ス繰返し周波数成分との位相関係は夫々π／２ラジアン
とされる。

【００４１】これにより、光パルス信号Ｒと光パルス信
号１，２，・・・Ｎとの相対的時間位置が揺らぐことが
ないように制御することができる。従って、図７にＣと
して示すような光パルス信号Ｒ間に等時間間隔で光パル
ス信号１，２，・・・Ｎを配列させた時間多重信号Ｃを
生成することができる。

【００４２】次に、前記本発明の第２実施例の変形例の
構成を図８に示すが、この変形例は光パルス信号１，
２，・・・Ｎの位相誤差をそれぞれ検出するために、一
組の受光器２８、増幅器２９、ＢＰＦ３０、移相器３１
を共通に使用するものである。すなわち、光分波器２２
−１，２２−２，・・・２２−Ｎにより分岐された光パ
ルス信号Ａ１，Ａ２，・・・ＡＮは選択回路３７におい
て、その一つ、例えば光パルス信号Ａ１が選択されて受
光器２８、増幅器２９、ＢＰＦ３０、移相器３１によ
り、その繰返し周波数信号が抽出されると共に所定位相
とされる。そして、位相検出器３３により光パルス信号
Ｒとの相対位相が検出され、さらにＬＰＦ３４で濾波さ
れ増幅器３５により増幅されて誤差電圧とされる。この
誤差電圧は分配回路３８に入力されて、分配回路３８に
より位相調整制御回路３６−１に分配されて、外部制御
型可変遅延回路１の位相量を制御する信号とされる。

【００４３】従って、光パルス信号１の位相量が所定位
相量となるよう制御されるようになる。このように、選
択回路３７が選択する系統の光パルス信号の位相を制御
するよう、分配回路３８が選択された系統の位相調整回
路３６−１，３６−２，・・・３６−Ｎのいずれかに誤
差電圧を供給するよう分配している。これにより、光パ
ルス時間多重制御装置の構成を簡略化することができる
ようになる。なお、この変形例における他のフィードバ
ック制御の動作については第２実施例と同様であるの
で、その説明は省略するものとする。

【００４４】

【発明の効果】本発明は以上説明したように構成されて
いるので、時間多重される複数の光パルスの相対時間位
置が揺らぐことのないようフィードバック制御すること
ができ、複数の系統の光パルスの時間位置が揺らぐこと
なく等時間間隔を保持するよう時間多重することができ
る。従って、誤り率の低い良好な光通信システムを長期
間に亘って構築することができるようになる。また、多
重できる系統も２系統に限らず、３系統以上の光パルス
信号を伝送特性を良好に維持しながら安定に時間多重す
ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の光パルス時間多重制御装置の第１実施
例のブロック図である。

【図２】本発明の光パルス時間多重制御装置における位
相検出器の位相検出特性を示す図である。

【図３】本発明の光パルス時間多重制御装置における位
相検出器の位相検出動作を説明するための図である。

【図４】外部制御型可変遅延回路の一例を示す図であ
る。

【図５】２系統の光分波器と受光器および光合波器とを
パッケージした構造を示す図である。

【図６】本発明の光パルス時間多重制御装置の第２実施
例のブロック図である。

【図７】第２実施例の光パルス時間多重制御装置の光パ
ルス信号のタイミングを示す図である。

【図８】第２実施例の変形例の構成を示すブロック図で
ある。

【図９】従来の光パルス時間多重制御装置のブロック図
およびタイミングを示す図である。

【符号の説明】

１，３，１０３，１０６半固定遅延回路２，５，２１，２２−１〜２２−Ｎ光分波器４外部制御型可変遅延回路６，２３光合波器７，１１，２４，２８−１〜２８−Ｎ受光器８，１２，１７，２５，２９−１〜２９−Ｎ，３５，３
５−１〜３５−Ｎ増幅器９，１３，２６，３０−１〜３０−Ｎ帯域通過フィル
タ（ＢＰＦ）１０，１４，３１−１〜３１−Ｎ移相器１５，３３−１〜３３−Ｎ位相検出器１６，３４，３４−１〜３４−Ｎ低域通過フィルタ
（ＬＰＦ）１８，３６位相調整制御回路３２ディバイダ３７選択回路３８分配回路４０，１００短光パルス発生回路４１，１０１分波回路４２，４３，１０２，１０５変調器１０４１系１０７２系１０８合波回路

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】複数系統の光パルスをそれぞれ分岐し
て、それぞれの光パルスの繰返し周波数信号を抽出し、
抽出された複数系統の内の一つの繰返し周波数信号を基
準信号として、残りの複数系統の繰返し周波数信号とそ
れぞれ位相検出を行うと共に、前記複数系統の光パルス
が時間多重された場合に、前記複数系統の光パルスが等
間隔で配置されるように、前記残りの系統の光パルスの
遅延時間を、前記位相検出した結果に応じてそれぞれフ
ィードバック制御することを特徴とする光パルス時間多
重制御方法。
【請求項２】光パルス発生回路より出力される光パ
ルスが複数に分岐され、該分岐されたそれぞれの光パル
スに伝送情報により変調が施されて、前記複数系統の光
パルスとされることを特徴とする請求項１記載の光パル
ス時間多重制御方法。
【請求項３】前記抽出から位相検出までを行う位相
検出手段が一系統のみ設けられており、前記分岐された
複数系統の光パルスを時分割して、前記一系統のみ設け
られている位相検出手段に供給され、該位相検出手段の
出力がそれぞれの系統に分配されて遅延時間を制御する
ようフィードバックされていることを特徴とする請求項
１あるいは２に記載の光パルス時間多重制御方法。
【請求項４】複数系統の光パルスをそれぞれ分岐し
て、それぞれの光パルスの繰返し周波数信号を抽出する
抽出手段と、複数系統の光パルスが時間多重された場合に、それぞれ
の光パルスが等間隔で配置されるように、それぞれの光
パルスの経路に挿入された遅延時間を可変することので
きる遅延手段と、前記抽出手段により抽出された複数系統の内の一つの繰
返し周波数信号を基準信号として、残りの複数系統の繰
返し周波数信号との相対位相をそれぞれ検出する位相検
出器とを備え、前記遅延手段の遅延時間を前記位相検出器より出力され
る位相検出信号によりフィードバック制御する手段を備
えることにより、前記複数系統の光パルス列が等間隔で時間多重配置され
ることを特徴とする光パルス時間多重制御装置。
【請求項５】光パルス発生回路の光パルス出力を複
数に分岐する多分岐回路と、複数に分岐された光パルス
のそれぞれを伝送情報により変調する複数の変調器とを
備え、該複数の変調器から前記複数系統の光パルスを出
力することを特徴とする請求項４記載の光パルス時間多
重制御装置。
【請求項６】前記複数系統の光パルスをそれぞれ分
岐する光分波器と、該光分波器に後置されると共に、前
記複数系統の光パルスを合成することにより時間多重す
るようにした光合波器とを備え、前記光分波器と前記光合波器とを接続する光線路の伝搬
時間が悪影響を与えない程度に、前記光線路を短くした
ことを特徴とする請求項４あるいは５記載の光パルス時
間多重制御装置。
【請求項７】前記複数系統の光パルスをそれぞれ分
岐する光分波器と、該光分波器により分岐された光パル
スを光検波する光検波器とを備え、前記光分波器と前記光検波器とを接続する光線路の伝搬
時間が悪影響を与えない程度に、前記光線路を短くした
ことを特徴とする請求項４ないし６のいずれかに記載の
光パルス時間多重制御装置。
【請求項８】前記抽出手段から位相検出器までの位
相検出部が一系統のみ設けられており、前記分岐された
複数系統の光パルスを時分割して、前記一系統のみ設け
られている位相検出部に供給され、該位相検出部の出力
がそれぞれの系統に分配されて前記遅延手段にフィード
バックされていることを特徴とする請求項４ないし７の
いずれかに記載の光パルス時間多重制御装置。