JPS60190038A

JPS60190038A - 光信号多重伝送装置

Info

Publication number: JPS60190038A
Application number: JP59045801A
Authority: JP
Inventors: Katsuyuki Fujito; 藤戸　克行; Takeshige Ichida; 市田　健成; Osamu Yamazaki; 山崎　攻
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1984-03-09
Filing date: 1984-03-09
Publication date: 1985-09-27

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】産業上の利用分野本発明は、光ファイバを用いた光通信に関するものであ
り、特にディジタル光信号を多重して伝送する装置に関
するものである。。

従来例の構成とその問題点光通信、特に、ディジタル光通信においては、伝送用フ
ァイバの広帯域性を利用した時分割多重（ＴＤＭ）や、
波長多重を利用して、色々な多重伝送が可能であり、１
本のファイバで伝送可能な情報量は膨大なものである。

そのため既存の光伝送系を用いて、伝送情報量を増大さ
せる必要が生じた場合には、信号を多重化して送るり［
が可能であり、その方法として波長多重や時分割多重が
用いられる。

しかし、波長多重伝送の場合には、波長の異なった発光
素子や多重用の分波・合波器が必要であり、既存の伝送
用装置を用いる場合には、発光素子のとりかえや、分波
・合波器の取り伺けが必要となる。まだ、発光素子の発
光波長のスペクトルの拡がりや分波・合波器のスペクト
ル選択性に制約があシ、必ずしも自由度の大きいもので
はない。

現状では、３波長程度の多重が実用性の上での限界であ
る。

次に、時分割多重に関して述べる。複数チャネルのディ
ジタル信号を多重して１つのチャネルで伝送する場合に
は、時分割多重が行われる。この場合には、各チャネル
間の同期をとる必要がある。

各チャネルが全く独立の同期系とクロック周波数で動作
している場合、これを時分割多重して１チヤネルの信号
とするためには、大容量のメモリと複雑な同期用の回路
が必要である。特に、伝送速度の異なる信号を多重する
時には、多重する時のデータのフレーム構成等を変更す
る必要があり、汎用性は全く失なわれる。

発明の目的本発明は、従来例で述べた如く、既存のディジタル光伝
送装置の伝送情報の拡大に伴う多重化に際して、非常に
汎用性の高い光信号多重伝送装置を提供する／こめのも
のである。

発明の構成本発明は、各々独立した同期および伝送速度をもつ複数
のディジタル光信号を光スイツチ装置で高速スイッチン
グし、各チャネルの光信号をサンプリングして伝送用フ
ァイバに送出し、伝送用フ・ｒイバの出力をデコーダで
各チャネル成分に分割して受信するものである。

実施例の説明第１図は本発明の一実施例を示すものであり、複数のデ
ィジタル光信号（図ではＣＨｌ　光送信器１〜ＣＨ３光
送信器３の出力）を光スイツチ装置４で、高速でスイッ
チングを行ない、各チャネル（ＣＨ１〜３）の光信号を
サンプリングして伝送用ファイバ９に送出し、伝送用フ
ァイバ出力をデコーダ６で各ＣＨ酸成分分割して各チャ
ネルの受信器（６〜８）で受信を行なうものである。光
スイツチ装置の光スイツチ素子としてＰＬＺＴ系薄膜を
用いた全反射型導波路光スィッチを複数個用いる事で数
ＧＨｚ　でのスイッチングが可能となり、その高速スイ
ッチング素子を用いて、各ＣＨの光信号を各ＣＨの同期
とは全く独立した高速周期で、光サンプリングを行なう
事を基本とするものである。なお光スイツチ素子は、高
速であれば他のものでも良い。

第２図に本発明における構成要素であるＰＬＺＴ系薄膜
を用いた全反射型導波路光スィッチ（以下ＴＩＲ型光ス
イッチと略す）の構成を示す。ザファイア基板１ｏのＣ
面上に、ＰＬＺＴ系薄膜（組成２８１０／１００　）１
１をエピタキシャル成長させ、リッジ型の導波路（ａ−
ｄ）を形成し、バッファ層として酸化タンタル薄膜１２
を挿入し、電極１３を蒸着し／ζ構造である。この光ス
イツチ素子は、Ｔｉ拡散Ｌ　ｘ　Ｎ　ｂ　Ｏａ導波路光
スイッチに比較して、非常に低電圧で動作し、また数Ｇ
Ｈｚ　においての光スィッチも可能である。電極１３に
電圧を印加するとＰＬＺＴの電気光学効果によって導波
路ａに入力された光を導波路ｃ、ｄにスイッチングする
事が可能である。

このＴＩＲ型光スイッチを用いて、高速光サンプリング
用のスイッチング素子を第３図に示す。

１４は光スイツチ素子基板であり、その上に第２図で示
したＴＩＲ型光スイッチを１５〜１８に示す位置に配置
し、各スイッチ間を図で示したように導波路で接続する
。■〜■は光スイツチ素子への光入出力端子であり、Ａ
、Ｄは各光スィッチをスイッチングさせるだめの電気入
力端子である。

簡単の為電気入力は、図では１本の線で示されているが
、実際には対の電極を駆動するだめに、２本の対配線で
ある。また、第３図で途中で切れたようになっている部
分には、吸収体を配し、この導波路端面での反射光をな
くすようにしている。

このスイッチング素子の駆動方法を第４図を例にして説
明する。第４図は端子Ａを周期τのサンプリングクロッ
クで駆動し、端子Ｂをその２倍の周期、端子ＣとＤをそ
の４倍周期でかつ、お互いに逆位相で駆動した時の各ス
イッチ出力を示し／こものである。（イ）はスイッチ１
５の出力であり、光入力ボート１．Ｉ［Ｉへの入力が周
期４×７で交互に現われる。同様にして（ロ）はスイッ
チ１６の出力であり、光入力ボートＩＩ　、ＩＶが交互
にスイッチングされている。ｅ）はスイッチ１７の出力
を表わしており、スイッチ１６の出力（イ）とスイッチ
１６の出力（ロ）が交互にスイッチされるため、光入力
ボート１〜■の入力が順次出力される。に）は光スィッ
チ１８の出力であり、スイッチ１７の出力（ハ）と光の
ない状態（図中斜線部）とが交互に現われる。そのだめ
光スィッチ１８の一方の入力導波路には何も接続しない
構成となっている。このようにして、この光スイツチ素
子１４の出カポ−）Ｖには、第４図に）に示した様に、
光入力ボートＩ〜■への入力光が順次出力される事にな
る。つ１す、このスイッチング素子は、入力ポート■〜
■への光入力を、周期γで順次サンプリングしてボート
ｖから出力する機能を有している事になる。

光スィッチを駆動する周期について考えてみる。

サンプリングの定理から、伝送信号の最高周波数の２倍
の周波数板」二でサンプリングすれば、元の信号が再生
可能となる事は明らかである。そこでこのサンプリング
の周期τは、多重する信号チャネル数をｎ、その中の最
高伝送周波数をｆｎ　、としだ時 τ（（１／２・ｎ−ｆｎ）を満足すれば良い事が判る。

次に本発明における光多重伝送装置の実施例を第６図に
示す。図では、３ＣＨのディジタル光信号１ｏ１（■〜
■府多重化して伝送する場合を示しである。４は光スイ
ツチ装置であり、光多沖化を行なう部分であり、５がデ
コーダ部分であり、光多重信号から、元の信号に分離再
生するものである。複数チャネルの光信号１０１（■〜
■）は光スィッチ１０７の入力ポートＩ〜■に接続され
る。

この実施例では入力ポート■は同期用の光信号が入力さ
れる。クロック発振器１０２の出力は光スイツチ素子１
０７の端子、ＡＫ接続される。第１の％分周器１０３は
このクロック周波数を％とじて、その出力は端子Ｂを駆
動し、かつ第２の分周器１０４に入力される。第２の分
周器１０４の出力は、端子Ｃ，Ｄを逆位相で駆動すると
同時に第３の分周器１０５に入力され、その出力により
同期用の発光素子１０６を駆動する。ここで、光スイツ
チ素子１０７の電極Ａ〜Ｄと、光入出カポ−）１−Ｖは
第３図に示したものと同じである。

そのため、光スイツチ素子１０７の出力ポート■からの
出力光は、第４図に）に示されたように、入力ポート１
〜■への入力光を順次サンプリングしたものとなる。こ
の実施例では、入力ポート■には、■〜■ボートのサン
プリングの１周期毎に、ＯＮ、ＯＦＦの光が入力される
事になる。（図では光信号の流れを２重の矢線で、電気
信号の流れを矢線で示す）。この時の光スイツチ素子の
出力を時間を横軸にして第６図に示す。図で■■■はそ
れぞれのチャネルの光信号を示す。■ボートのサンプリ
ング時にはＯＮ、ＯＦＦの光が交互に現われる。このよ
うな光信号をデコーダ部５において信号を分離・再生す
る。受光アンプ１ｏ８Ｉ′ｉこのような光信号を受光素
子で光電変換し、増幅する。

この信号には、第６図を見て明らかな如く、光スイツチ
装置４のクロック発温器１０２の発振周波数成分を多く
含んでいるため、クロック抽出器１ｏ９にはＱの高いフ
ィルタを用いる事によシ、充分なりロック信号の再生が
可能となる。識別器１１０は、ｔＩＪ生されたクロック
を用いて、受光アンプ１０８の出力の１′、”０”　を
正確に判別する。

この識別器出力とクロックから同期用に用いられた■ポ
ートの光入力を再生するのが同期再生器１１１である。

この再生同期信号を用いて、シリアル・パラレル変換器
１１２により分離され、ローパスフィルタ（図示しない
）を通過させて、原信号■〜■１１３が再生される。

この実施例では、３チヤネルの各々独立な同期をもつ光
信号を多重伝送するものであるが、チャネル数が増大し
た場合にも同様の方法で光多重伝送する事が可能な事は
明白である。また、多重するディジタル光信号としては
、各チャネルの光伝送用ファイバの出力でも良く、また
、発光素子の出力を直接光スイッチ素子の光入力ボート
に入ノ′シても良い。但し、ファイバ伝送された光を入
力として用いる場合には、偏波面を一定にするための偏
光素子を必要とする。

発明の効果以」二述べた如く、本発明によれば、複数チャネルのデ
ィジタル光（＋１”＞ｊを、高速光スイッチを用いてサ
ンプリングして光多重伝送を行なうため、通常の時分割
多重のように、複雑な各チャネル間の同期をとる必要が
ないので、システムに汎用性と拡張性をもたず事ができ
る。また各チャネルの光信号としては、同一波長のもの
が使用できるので、波長多重を行なうだめの光源の変更
や、分波・合波器の必要もない。その上、多重チャネル
数としても、波長多重では３〜４波長多重がせいぜいで
あるが、本発明では多重数は、光スイツチ数を増やすだ
けで良いため、より多チャネルの多重ができる。また、
本発明による光出力を波長多重すれば飛躍的に多重数を
増大させる事ができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の光信号多重伝送装置の構成
を示すブロック図、第２図は第１図における全反射型導
波路光スィッチの単体の構成図、第３図は第１図におけ
る光スイツチ素子の構成図、第４図は第３図における各
光スィッチの出力を示す図、第５図は第１図の詳細図、
第６図は上記実施例により伝送される光信号を示す図で
ある。４・・・・・・光スイツチ装置、５・・・・・・デコー
ダ、１０１・・・・・・光信号、１０２・・・・・・ク
ロック発振器、１０３〜１０５・・・°°・分周器、１
０６・・・・・・発光素子、１０７・・・・・・光スイ
ツチ素子、１０８・・・・・・受光アンプ、１０９・・
・・・・クロック抽出器、１１ｏ・・・・・・識別器、
１１１・・・・・・同期再生器、１１２・・・・・・直
列並列変換器、１１３・・・・・・原信号。代理人の氏名　弁理士　中　尾　敏　男　ほか１名第１
図第　２　図第　３　図第　４　図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）各りに秒置した同期、伝送速度をもつ信号で駆動
される複数個の光信号を周期τで順次スイッチングする
光スイツチング素子を少なくとも有し、スイッチング素
子のスイッチング周期τをτ〈％ｎｆ［ｎ：信号（光源
）の数、ｆ：各信号の内の最高の伝送りロック周波数〕
とした事を特徴とする光信号多重伝送装置。
（２）光スイツチング素子の光入力ポートの１つに同期
用の光信号を入力することを特徴とする特許請求の範囲
第１項記載の光信号多重伝送装置。
（３）　光スイツチング素子としてＰＬＺＴ系薄膜によ
り構成される複数個の全反射型導波路光スィッチを用い
た事を特徴とする特許請求の範囲第１項または第２項記
載の光信号多重伝送装置０