JPH08288902A - クロック再生装置 - Google Patents

クロック再生装置

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JPH08288902A
JPH08288902A JP7089856A JP8985695A JPH08288902A JP H08288902 A JPH08288902 A JP H08288902A JP 7089856 A JP7089856 A JP 7089856A JP 8985695 A JP8985695 A JP 8985695A JP H08288902 A JPH08288902 A JP H08288902A
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JP
Japan
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optical
signal
phase difference
output
signal data
Prior art date
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Pending
Application number
JP7089856A
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English (en)
Inventor
Shigeki Aizawa
茂樹 相澤
Fumihiko Ito
文彦 伊藤
Masahiko Jinno
正彦 神野
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Nippon Telegraph and Telephone Corp
Original Assignee
Nippon Telegraph and Telephone Corp
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 電気回路が追随できない高周波領域で、光信
号データ列のビット周期に直接同期した光クロック信号
を取り出すことができるクロック再生装置を実現する。 【構成】 互いに異なる単一周波数で発振し、その少な
くとも1台の発振周波数が外部制御により可変できる2
台のレーザ光源と、2台のレーザ光源から出力されるレ
ーザ光を合波し、互いに位相が 180度異なる2つのビー
ト信号を出力する光合分波手段と、各ビート信号と光信
号データ列との位相差を検出する2台の光位相差検出手
段と、各位相差検出信号に基づき発振周波数可変のレー
ザ光源の発振周波数を制御する制御手段とを備え、2台
のレーザ光源から出力されるレーザ光のビート信号をク
ロック信号として取り出す構成である。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、高速光通信システムに
おいて、光信号データ列からそのクロック信号を再生す
るクロック再生装置に関する。
【0002】
【従来の技術】図4は、従来のクロック再生装置の構成
例を示す(参考文献、S.Kawanishi,M.Saruwatari,"New-
type phase-locked loop using traveling-wave laser
diodeamplifier for very high speed optical transmi
ssion", Electron. Lett.,vol.24, pp.1452-1453, 198
8) 。
【0003】図において、半導体レーザ41、光カプラ
42、半導体光増幅器43、フォトダイオード44が光
ファイバ45を介して接続される。フォトダイオード4
4の出力は、位相比較器46で固定周波数発振器47の
出力と比較され、その誤差信号が電圧制御型可変周波数
発振器(以下「VCO」という)48に入力される。V
CO48の出力は、ミキサ49で固定周波数発振器47
の出力と混合され、半導体レーザ41の発振周波数を制
御する。
【0004】半導体レーザ41は、VCO48の発振周
波数(クロック周波数)ωと固定周波数発振器47の発
振周波数Δω(Δω<ω)を加算した周波数で周期的に
強度変調された光クロック信号を発生する。この光クロ
ック信号は、光カプラ42で光信号データ列と合波され
て半導体光増幅器43に入力される。半導体光増幅器4
3は光相関器として機能し、光信号データ列と光クロッ
ク信号の位相差に比例した信号を出力する。この信号
は、光信号データ列と半導体レーザ41の変調周波数が
わずかにずれることにより周期的に変動する。この信号
の位相と固定周波数発振器47の位相を位相比較器46
で比較し、これらが常に一致するようにVCO48の発
振周波数を制御する。このようなPLL構成により、V
CO48の発振周波数を光信号データ列のクロック信号
に同期させることができる。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】従来のクロック再生装
置では、VCO48の出力信号が電気信号であるため
に、得られるクロック信号の周波数がVCO(電気回
路)の帯域によって制限される。図4に示す従来構成で
は、 100Gb/s の光信号データ列の1/16に分周された
約 6.3GHzのクロック信号を抽出しているが、これは電
気回路の帯域制限によって 100GHzのクロック信号を取
り出すことができないからである。
【0006】本発明は、電気回路が追随できない高周波
領域で、光信号データ列のビット周期に直接同期した光
クロック信号を取り出すことができるクロック再生装置
を提供することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明のクロック再生装
置は、互いに異なる単一周波数で発振し、その少なくと
も1台の発振周波数が外部制御により可変できる2台の
レーザ光源と、2台のレーザ光源から出力されるレーザ
光を合波し、互いに位相が 180度異なる2つのビート信
号を出力する光合分波手段と、各ビート信号と光信号デ
ータ列との位相差を検出する2台の光位相差検出手段
と、各位相差検出信号に基づき発振周波数可変のレーザ
光源の発振周波数を制御する制御手段とを備え、2台の
レーザ光源から出力されるレーザ光のビート信号をクロ
ック信号として取り出す構成である(請求項1)。
【0008】また、2台の光位相差検出手段から出力さ
れる位相差検出信号の差分を電気信号に変換する差分検
出手段を備え、制御手段は電気信号により発振周波数可
変のレーザ光源の発振周波数を制御する構成である(請
求項2)。また、光位相差検出手段は、ビート信号と光
信号データ列を入力し、その位相比較を利得飽和特性を
用いて行う半導体光増幅器と、半導体光増幅器の出力か
ら光信号データ列の波長のみを透過する光フィルタとを
備える(請求項3)。
【0009】また、光位相差検出手段は、ビート信号と
光信号データ列を入力し、その強度積に比例した別の波
長の4光波混合光を発生させる光非線形媒体と、光非線
形媒体から出力される4光波混合光のみを透過する光フ
ィルタとを備える(請求項4)。
【0010】
【作用】本発明のクロック再生装置は、発振周波数の異
なる2台のレーザ光源から出力されるレーザ光を合波
し、互いに位相が 180度異なる2つのビート信号を発生
させる。この2つのビート信号と光信号データ列との位
相比較をそれぞれ行い、各位相差検出信号の差分を用い
て少なくとも一方のレーザ光源の発振周波数を制御す
る。これにより、ビート信号を光信号データ列に同期し
たクロック信号として抽出することができる。
【0011】光位相差検出手段は、半導体光増幅器の利
得飽和特性と光フィルタを用いてビート信号と光信号デ
ータ列の位相比較を行うことができる。また、光位相差
検出手段は、光非線形媒体でビート信号と光信号データ
列から発生させた4光波混合光を用いて、ビート信号と
光信号データ列の位相比較を行うことができる。
【0012】
【実施例】
(第1実施例)図1は、本発明の第1実施例の構成を示
す。図において、11は発振周波数f1 が可変する半導
体レーザ、12は発振周波数f2 に固定の半導体レーザ
であり、それぞれ単一モードで連続発振する。13は光
カプラであり、2つの出力ポートの位相は 180度ずれる
ように構成される。14は半導体光増幅器、15は光信
号データ列の波長のみを透過しクロック信号を阻止する
光フィルタ、16はバランスト受光器、17はバランス
ト受光器16の出力によって半導体レーザ11の発振周
波数を制御する制御回路である。なお、半導体レーザ1
1,12は、単一周波数で発振するものであれば他のレ
ーザ光源でもよい。
【0013】半導体レーザ11,12から出射されるレ
ーザ光は、光カプラ13−1,13−2でそれぞれ2分
配され、各一方のレーザ光が光カプラ13−3で合波さ
れ、各他方のレーザ光は光カプラ13−4で合波されて
クロック信号として出力される。光カプラ13−3では
互いに位相が 180度異なる2つのビート信号を発生させ
る。各ビート信号の振幅は、|1/(f1−f2)|を周期
として正弦波で変化する。各ビート信号はそれぞれ光カ
プラ13−5,13−6の一方の入力ポートに入力さ
れ、他方の入力ポートには光カプラ13−7で2分配さ
れた光信号データ列が入力される。ただし、光カプラ1
3−5,13−6に入力される光信号データ列の位相を
合わせるために、光カプラ13−7と光カプラ13−
5,13−6との間の長さを調整する。光カプラ13−
5,13−6で合波された光信号は、それぞれ半導体光
増幅器14−1,14−2に入力される。
【0014】半導体光増幅器14−1,14−2は、各
ビート信号と光信号データ列との位相比較を行い、その
位相差に比例する信号を出力する。このとき、半導体光
増幅器14−1,14−2と光フィルタ15−1,15
−2の組み合わせにより、半導体レーザ11,12のビ
ート信号の位相と、光信号データ列の位相が一致したと
きに最も小さな光信号を出力し、両者の位相差を検出す
る光相関器として機能させることができる。各光フィル
タ15−1,15−2の出力光はバランスト受光器16
に入力され、両出力光の光強度の差分に比例する電気信
号に変換される。この動作を数式を用いて詳しく説明す
る。
【0015】ここで、光カプラ13−3の2つの出力ポ
ートから出力されるビート信号の光強度をPc1(t) ,P
c2(t) とし、 Pc1(t) =Pc(1+sinωt) Pc2(t) =Pc(1−sinωt) と表す。光信号データ列Ps(t)は正弦波で強度変調を受
けたと仮定し、 Ps(t)=Ps[1+sin(ωt+φ(t))] と表す。なお、φ(t) はビート信号との位相差を表す。
半導体光増幅器14の利得の飽和を考慮すると、光フィ
ルタ15−1,15−2の出力Ps1(t),Ps2(t)は、 Ps1(t) =GPs[1+sin(ωt+φ(t))][1+mPc sin(ωt+π)] Ps2(t) =GPs[1+sin(ωt+φ(t))][1−mPc sin(ωt+π)] と表される。ここで、半導体レーザ11,12の発振波
長は光信号データ列の波長とは異なるものとする。Gは
光信号データ列のみを入力した場合の半導体光増幅器1
4の利得、mPc は合成波のパワーによってどれだけ半
導体光増幅器14の利得が減少するかを示すパラメータ
である。式の最後の+πは利得の飽和の効果を示してお
り、光信号データ列の利得がビート信号の入力により減
少することを示す。
【0016】したがって、バランスト受光器16の出力
信号Os(t)は、
【0017】
【数1】
【0018】となる。ここで、eは電荷、ηは量子効
率、hはプランク定数、νは光周波数である。バランス
ト受光器16は、光の周波数まで帯域がないので、実際
に検出できるのは最後の項のcos(φ(t))に比例した成分
のみである。すなわち、光カプラ13−3から出力され
る一方のビート信号と光信号データ列の位相が同期して
いる場合には、バランスト受光器16の出力は最小とな
り、位相差がπの場合に最大となる。
【0019】制御回路17は、バランスト受光器16の
出力信号が零になるように半導体レーザ11の発振周波
数を制御する。これにより、高感度な制御系が実現でき
る。このように、本実施例の構成では、半導体光増幅器
14の利得飽和特性を用いてビート信号と光信号データ
列の位相を比較し、その位相差検出信号に基づいて半導
体レーザ11の発振周波数を制御することにより、光カ
プラ13−4から光信号データ列に同期したクロック信
号を出力させることができる。
【0020】(第2実施例)図2は、本発明の第2実施
例の構成を示す。本実施例の特徴は、第1実施例の半導
体光増幅器14および光フィルタ15に代えて、光非線
形媒体24および光フィルタ25を用いてビート信号と
光信号データ列の位相比較を行う構成にある。
【0021】光非線形媒体24では、ビート信号と光信
号データ列を入力し、その強度の積に比例した別の波長
の4光波混合光を発生させる。したがって、ビート信号
と光信号データ列の位相が同期したときに4光波混合光
の発生効率が最大となる。この4光波混合光を光フィル
タ25により取り出すことにより、ビート信号と光信号
データ列の位相比較を行うことができる。光フィルタ2
5−1,25−2の出力Ps3(t),Ps4(t) は、 Ps3(t) =APcPs[1+sin(ωt+φ(t))][1+sin(ωt)] Ps4(t) =APcPs[1+sin(ωt+φ(t))][1−sin(ωt)] と表される。また、バランスト受光器16の出力信号O
s(t)は、
【0022】
【数2】
【0023】となる。実際に検出できるのは、最後の項
のcos(φ(t))に比例した成分のみである。本実施例は、
第1実施例とは逆相の関係になるが、第1実施例と同様
に制御回路17はバランスト受光器16の出力信号が零
になるように半導体レーザ11の半導体レーザ11の発
振周波数を制御すればよい。これにより、光カプラ13
−4から光信号データ列に同期したクロック信号を出力
させることができる。
【0024】(第3実施例)図3は、本発明の第3実施
例の構成を示す。本実施例の特徴は、第1実施例の光カ
プラ13−1,13−2,13−4に代えて、光カプラ
13−6の出力ポートに半導体レーザ11,12の波長
のみを透過させる光フィルタ31を配置し、光フィルタ
31を介してクロック信号を抽出する構成にある。クロ
ック信号を抽出する動作原理は第1実施例と同様であ
る。
【0025】なお、光フィルタ31は、光カプラ13−
5の出力ポートに配置してもよい。また、本実施例の構
成は第2実施例にも適用することができる。
【0026】
【発明の効果】以上説明したように、本発明のクロック
再生装置では、高速の光信号データ列から直接にクロッ
ク信号を抽出することができる。すなわち、電気信号を
介する必要がないので、光信号データ列のビット周期に
直接同期したクロック信号を再生することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施例の構成を示すブロック図。
【図2】本発明の第2実施例の構成を示すブロック図。
【図3】本発明の第3実施例の構成を示すブロック図。
【図4】従来のクロック再生装置の構成例を示すブロッ
ク図。
【符号の説明】
11,12 半導体レーザ 13 光カプラ 14 半導体光増幅器 15,25,41 光フィルタ 16 バランスト受光器 17 制御装置 24 光非線形媒体 31 光フィルタ 41 半導体レーザ 42 光カプラ 43 半導体光増幅器 44 フォトダイオード 45 光ファイバ 46 位相比較器 47 固定周波数発振器 48 電圧制御型可変周波数発振器(VCO) 49 ミキサ

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 光信号データ列からそのクロック信号を
    再生するクロック再生装置において、 互いに異なる単一周波数で発振し、その少なくとも1台
    の発振周波数が外部制御により可変できる2台のレーザ
    光源と、 前記2台のレーザ光源から出力されるレーザ光を合波
    し、互いに位相が 180度異なる2つのビート信号を出力
    する光合分波手段と、 前記各ビート信号と前記光信号データ列との位相差を検
    出する2台の光位相差検出手段と、 前記各光位相差検出手段から出力される位相差検出信号
    に基づき、前記発振周波数可変のレーザ光源の発振周波
    数を制御する制御手段とを備え、 前記2台のレーザ光源から出力されるレーザ光のビート
    信号を前記クロック信号として取り出す構成であること
    を特徴とするクロック再生装置。
  2. 【請求項2】 請求項1に記載のクロック再生装置にお
    いて、 2台の光位相差検出手段から出力される位相差検出信号
    の差分を電気信号に変換する差分検出手段を備え、 制御手段は前記電気信号により発振周波数可変のレーザ
    光源の発振周波数を制御する構成であることを特徴とす
    るクロック再生装置。
  3. 【請求項3】 請求項1に記載のクロック再生装置にお
    いて、 光位相差検出手段は、ビート信号と光信号データ列を入
    力し、その位相比較を利得飽和特性を用いて行う半導体
    光増幅器と、半導体光増幅器の出力から光信号データ列
    の波長のみを透過する光フィルタとを備えたことを特徴
    とするクロック再生装置。
  4. 【請求項4】 請求項1に記載のクロック再生装置にお
    いて、 光位相差検出手段は、ビート信号と光信号データ列を入
    力し、その強度積に比例した別の波長の4光波混合光を
    発生させる光非線形媒体と、光非線形媒体から出力され
    る4光波混合光のみを透過する光フィルタとを備えたこ
    とを特徴とするクロック再生装置。
JP7089856A 1995-04-14 1995-04-14 クロック再生装置 Pending JPH08288902A (ja)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2001010045A2 (fr) * 1999-08-03 2001-02-08 Alcatel Differenciateur optique
US6778730B2 (en) 2000-08-31 2004-08-17 Fujitsu Limited Optical signal processing device
JPWO2003104886A1 (ja) * 2002-06-11 2005-10-13 古河電気工業株式会社 波長分割多重光再生システム及び波長分割多重光再生方法
WO2006041103A1 (ja) * 2004-10-12 2006-04-20 Japan Science And Technology Agency ロック検出装置及び光フェーズロックループシステム

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2001010045A2 (fr) * 1999-08-03 2001-02-08 Alcatel Differenciateur optique
FR2797331A1 (fr) * 1999-08-03 2001-02-09 Cit Alcatel Differenciateur optique
WO2001010045A3 (fr) * 1999-08-03 2001-08-30 Cit Alcatel Differenciateur optique
US6778730B2 (en) 2000-08-31 2004-08-17 Fujitsu Limited Optical signal processing device
JPWO2003104886A1 (ja) * 2002-06-11 2005-10-13 古河電気工業株式会社 波長分割多重光再生システム及び波長分割多重光再生方法
WO2006041103A1 (ja) * 2004-10-12 2006-04-20 Japan Science And Technology Agency ロック検出装置及び光フェーズロックループシステム
US7715725B2 (en) 2004-10-12 2010-05-11 Japan Science And Technology Agency Lock detector and optical phase-locked loop system

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