JPS63177626A - 光タイミング抽出回路 - Google Patents

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〉 本発明は光伝送方式における光タイミング抽出回路に係
り、特に、光信号を電気信号に変換することなく光タイ
ミングパルス列を得ることができる光タイミング抽出回
路に関する。

〈従来の技術〉 デジタル光伝送方式においては、光パルス信号の有無を
判定するためのタイミングを与える光タイミングパルス
列即ち光クロックパルス死を必要とし、１個の光パルス
からでも光クロックパルス列を作る必要がある。

従来は、光回路だけで構成した光タイミング抽出回路は
なく、光パルス信号を一旦電気信号に変換してから、電
気回路を用いてタイミング抽出を行い、その後、電気ク
ロックパルス列を光クロツクパルス列に変換している。

第４図に従来の光タイミング抽出回路の構成例を示し、
光−電気変換回路１、共振回路２、波形整形回路３、電
気パルス発生回路４及び電気−光変換回路５を備えるも
のである。

光−電気変換回路１としては通常ＡＰＤやＰＩＮダイオ
ード受光素子を用い、電気−光変換回路５としては通常
レーザダイオードを用いている。共振回路２はコイルＬ
とコンデンサＣで構成される所謂タンク回路であり、そ
の共振周波数ｆ０が光デジタル伝送方式のビットレート
で決まる基本周波数に一致するように構成しである。

動作を説明する。

今、１個の光パルスａが入射したとすると。

光−電気変換回路１によって１個の電気パルスｂに変換
され、タンク回路２に印加される１タンク回路２の共振
周波数ｆ、はデジタル伝送方式のビットレートで決まる
基本周波数に一致するように構成されているため、共振
周波数ｆ０で共振する減衰振動出力Ｃが得られ、波形整
形回路３に印加される。波形整形回路３は閾値以上でト
リガパルスｄを出力し、パルス発生回路４を駆動する。

パルス発生回路４から操返り周波数がｔｏの電気パルス
列ｅが得られる。なお、入射光パルスの０（ゼロ）連続
は成る個数以上続かないように符号形式で決められてい
る。得られた電気パルス列ｅが電気−光変換回路５で変
換され、光クロツクパルス列ｆを得る。

〈発明が解決しようとする問題点〉 上述の如（従来の光タイミング抽出回路では光−電気変
換回路や電気−光変換回路が必要であり、更に、各種の
電子回路が必要であ・　るため、回路が複雑で小形化が
困難等の問題点があった。

本発明は上述した問題点を解決するため、光信号を電気
信号に変換することな（光タイミングパルス列を得る回
路を提供する。

く問題点を解決するための手段） 本発明による光タイミング抽出回路は、２×２光結合回
路に、光アンプとデジタル光信号伝送方式で決まるクロ
ック周波数に対応するループ遅延時間を持つた光遅延回
路とを具備する光リング共振回路を結合し、上記２×２
光結合回路の出力導波路に閾値を持った光リミッタ回路
を接続したことを特徴とする。

く作　　　用〉 上記により、光タイミング抽出回路は全て光回路で構成
される。

２×２光結合回路の入力端に光パルスが入射すると、光
パワーの一部は分岐されて光りング共振回路に導かれ、
その結果、光遅延回路の遅延時間で決まる繰返し周期の
減衰光パルス列が２×２光結合回路から出射される。

減衰光パルス列が光リミッタ回路に入射されると、閾値
以上の入射パルスに対して一定出力の光パルスが出射さ
れ、光タイミングパルス列が得られる。

く実　施　例〉 第１図〜第３図を参照して本発明による光タイミング抽
出回路を説明する。

第１図は本発明の一実施例を示し、６は二人力・二出力
の２Ｘ２光結合回路であり、一方の入力端７にデジタル
光信号を入射させ、他方の入力端８と出力端９との間に
光アンプ１１と光遅延回路１２とを結合して光リングし
である。１４は光タイミングパルス列の出力端である。

２×２光結合回路６は、通常、分岐比がｌ対ｌの３ｄＢ
カツプラを用いるが、他のものでも良い、また、この光
結合回路６は光フアイバ形のものでも、導波路形のもの
でも用いることができる。

光アンプ１１は、通常、半導体レーザの両端面に反射防
止膜を付けた進行波形半導体光アンプを用いる。この光
アンプの利得は注入電流量によって制御することができ
る。

光遅延回路１２はデジタル光信号伝送方式で決まるビッ
トレートに対応するクロック繰返し時間を与えるもので
ある０例えば、ＩＧｂ／ｓのデジタル光信号伝送方式で
は、クロック繰返し時間がｉｎｓとなるため、屈折率が
約１．５の光伝送路では約２０１の伝送路長となり、光
ファイバで容易に光遅延回路を構成することができる。

なおさらにとフトレートが高い伝送方式の場合は、遅延
量が小さくなるため、導波路で構成した光遅延回路を用
いる。

光リミンタ回路１３は閾値以上の光入力に対して一定の
光出力が得られるものであり、その構成例と動作を第２
図、第３図により説明する。

第２図は光リミッタ回路１３の構成例を示し、この先リ
ミッタ回路１３は分割された電極構造を持った半導体レ
ーザ素子で構成されている。

１５と１６はそれぞれ電極を示す、このような構造の半
導体レーザ素子においては、電極１５．１６に適当な注
入電流を印加することにより、光入力Ｐ！、、が成る閾
値Ｐ！□。以上であったときのみ、一定の光出力Ｐ、が
得られるように動作させることができる。このような光
リミッタ機能は光双安定素子の一機能として公知である
０例えば、文献（１，Ｓ。

Ｇｏｌｄｏｂｔｎ＋ｅｔｔａｌｔ“Ｑｐｔｉｃａｌｌｙ
　ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ　ｔｗ。

−ｃｏｍｐｏｎｅｎｔ　ｈｅｔｅｒｏｊｕｎｃｔｉｏｎ
　１ａｓｅｒ　”　、　Ｓｏｗ。

Ｊ、Ｑｕａｎｔｕｍ　Ｅｌｅｃｔｒｏｎ、ｖｏｌ、１３
．ｎｏ、１２＋ＰＰ、１６２９−１６３０、１９８３）
に詳述されている。

第３図は、第２図の構成の光リミッタ回路における入出
力特性を示し、光入力Ｐｅａが成る閾値Ｐ　ｉｌｌ＋い
より大きいと発振して、先出力Ｐ、が得られる０例えば
、一方の電流注入端、Ｊ＋　に６ｍＡ、他方の電流注入
端Ｊ！に１３０ｍＡの順方向電流を流したとき、閾値Ｐ
ｉａｎｔｂは４ｍＷ、得られた光出力Ｐ０は３．２−一
であった。なお、閾値ｐＨ１，いの値はＪｌへの注入電
流を制御することによって変化させることができる。

次に、第１図の光タイミング抽出回路の動作を説明する
。

第１図において、今、２×２光結合回路６の入力端７に
光パルスａが入射したとすると、光パワーの一部は分岐
されて光リング共振回路に導かれる。ここで、光結合回
路６の出力端１０から減衰光パルス列すが出射されるよ
うに光アンプ１１の利得を調節しておく。即ち、光結合
回路６で分岐されるときの分岐損失と、光遅延回路１２
の伝搬損失と、光アンプ１１の利得との総和が若干損失
となるように、光アンプ１１の利得を調節しておく、こ
の利得調節により、０（ゼロ）連続耐力、即ち光パルス
が来ない０が何個まで連続しても機能が働くかという目
安を設計することができる。０連続耐力は伝送方式で使
用する符号形式で決定する。

なお、光アンプ１１の利得を大きく取りすぎると、入射
光パルスの有無によらず光クロツクパルスが出射され続
けてしまい、入射光パルスの位相変動分を吸収して常に
入射光パルス列に対応した光クロツクパルス列を得るこ
とが困難になる。

従って上述の光アンプ１１の利得調節により、２×２光
結合回路６の出力すは光遅延回路１２で決定される繰返
し時間を持ち、且つ、入射光パルスａと同じパルス幅を
持った減衰光パルス列となる。

この減衰光パルス列すが光リミッタ回路１３に入射する
と、閾値Ｐｉａ＋ｔｋ以上の入射光パルスに対してのみ
一定出力Ｐａ　となる光パルス列ｃが光タイミングパル
ス列として出射される。光タイミングパルス列Ｃの繰返
し時間は光遅延回路１２で決まり、またそのパルス幅は
入射パルスａと同じになる。この閾値Ｐ！ａ＋Ｌｋは０
連続耐力の設計によって制御し、入射光パルスの位相変
動分（ジッタ）を吸収することができる。

〈発明の効果〉 以上説明したように、本発明の光タイミング抽出回路は
、光信号を電気信号に変換することなく光タイミングパ
ルス列を得ることができる。そのため、更に、下記（ｉ
）〜（ｖｉ）のような利点がある。

（ｉ）回路構成が簡単である。

（ｉｉ　）小形化が可能である。

（ｉｉｉ）光クロツクパルスの幅は入射光パルスの幅と
同じになるため、パルス幅制御が不要である。

（ｉｖ　）クロック繰返し周波数は光遅延回路で決定さ
れるため、異なったビットレートに容易に対応すること
ができる。

（Ｖ）高速化が容易である。

（ｖｉ　）光集積回路化が可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の光タイミング抽出回路の一実施例を示
す構成図、第２図は光リミッタ回路の一実施例を示す構
成図、第３図は光リミッタ回路の入出力特性図、第４図
は従来例の構成図である。 図面中、６は２×２光結合回路、７と８はその入力端、
９とＩＯは出力端、１１は光アンプ、１２は光遅延回路
、１３は光リミッタ回路、１４は出力端、１５と１６は
電極である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ２×２光結合回路に、光アンプとデジタル光信号伝送方
   式で決まるクロック周波数に対応するループ遅延時間を
   持った光遅延回路とを具備する光リング共振回路を結合
   し、上記２×２光結合回路の出力導波路に閾値を持った
   光リミッタ回路を接続したことを特徴とする光タイミン
   グ抽出回路。