JP4047099B2 - 時分割多重信号光の分離装置、並びに、それを用いた光受信装置および光伝送システム - Google Patents
時分割多重信号光の分離装置、並びに、それを用いた光受信装置および光伝送システム Download PDFInfo
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、時分割多重信号光から所望の信号光を時分割分離するための分離装置、並びに、それを用いた光受信装置および光伝送システムに関し、特に、直列に接続した２段構成の光ゲートを利用して、信号光に同期したクロックの抽出または所望の信号光の時分割分離を行うための技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
光ファイバ通信システムで用いられる信号の変調速度は年々高速化を続けて、現在、光時分割多重技術で１０Ｇｂ／ｓ程度のＲＺ信号光を多重した、電気帯域を遙かに上回る１００Ｇｂ／ｓ以上の信号速度の利用が本格的に検討されている。これらの超高速信号を用いた光通信システムでは、信号光を受信する際に、時間軸上で多重化された信号光を時間軸上で分離しなければならない。これには、高速で安定に動作する時間スイッチが必要になる。このスイッチは、分離したい信号光が通過する時間のみ「ＯＮ」となって光を透過し、それ以外の時間には「ＯＦＦ」となって信号光を遮断すればよい。例えば、１００Ｇｂ／ｓの信号から１０Ｇｂ／ｓ信号光を時分割分離するには、ゲート時間がピコ秒程度のスイッチが必要になる。より高速の信号光から分離するためには、ゲート時間がさらに短いスイッチが不可欠である。
【０００３】
時分割多重信号光の分離手法としては、例えば、信号光を光受信機で電気信号に変換し、スイッチを用いて所望の信号のみを電気的に分離するのが一般的である。この手法は、非常に安定に動作する特長がある。しかし、分離処理を電子回路で制御しているので、応答時間がトランジスタ等の動作速度によって制限されてしまう。このため、電気的な手法による分離装置としては４０Ｇｂ／ｓ以上の速度で動作させることが困難になる。
【０００４】
時分割多重信号光の分離処理をすべて光学的に行う手法としては、例えば、光ファイバや半導体光増幅器（ＳＯＡ）等の非線形媒質中で、光の強度に依存して生じる四光波混合（ＦＷＭ）や相互位相変調（ＸＰＭ）等の非線形効果を利用する手法が知られている。この手法は、応答時間がピコ秒からサブピコ秒のオーダーとなり高速な動作が可能になるという特長を有する。
【０００５】
具体的に、ＳＯＡ中のＦＷＭを利用した手法については、例えば文献(1);IEE Electronics Letters, vol.30, issue:12, 9 June 1994, pp.981-982等で報告されている。この文献(1)に記載された手法は、６．３ＧＨｚの光クロックを別途準備し、１００Ｇｂ／ｓの時分割多重信号光を光学的に分離した後、光クロックを光フィルタで除去している。上記の手法については、例えば文献(2);IEE Electronics Letters, vol.32, issue:9, 25 April 1996, pp.840-842において、最高速度２００Ｇｂ／ｓが達成されている。
【０００６】
また、光ファイバ中のＸＰＭを利用した手法については、例えば文献(3); IEE Electronics Letters, vol.26, issue:14, 5 July 1990, pp.962-964等で報告されている。この文献(3)に記載された手法は、時分割多重信号光から抽出した電気クロックで駆動したファイバリングレーザから発生する光クロック（パルス幅：ピコ秒、繰り返し周波数：１０ＧＨｚ）を準備し、光ファイバで構成される非線形ループミラー（ＮＯＬＭ）において、信号光と同期した上記の光クロックと信号光との論理積をとる。そして、ＮＯＬＭ中で発生したＸＰＭをカプラで強度変調に変換して、被分離信号光のみを出力ポートに出力し、残りの信号光を入射ポートに反射する。なお、ＮＯＬＭ中の光ファイバ等は群速度分散を精密に制御されたものを使用している。上記の手法については、例えば文献(4);IEE Electronics Letters, vol.34, issue:10, 14 May 1998, pp.1013-1014において、６４０Ｇｂ／ｓの時分割多重信号光を分離することに成功している。
【０００７】
上記のような２つの手法については、高速動作が可能という特長を有するが、信号光に同期した光クロックを発生する短パルス光源と、時分割分離された光信号および光クロックを分別する光フィルタとが必要になるため、装置構成が複雑になり装置コストが高額になるという欠点がある。具体的に、短パルス光源については、ビットレートがＢｂ／ｓの光信号を多重度Ｎ（Ｎ：正の整数）で時分割多重した場合には、時分割多重信号光のビットレートがＮ×Ｂｂ／ｓになるため、この信号光に同期したＢＨｚの周波数で（Ｎ×Ｂ）-1秒より狭いパルス幅を有する光クロックを発生可能であることが要件となる。例えば、時分割多重信号光のビットレートが１００Ｇｂ／ｓの場合には、パルス幅が１０ｐｓより狭い光クロックが要求されるが、このように狭いパルスの光クロックを安定に発生する短パルス光源は一般に製造が困難である。
【０００８】
上記のような短パルス光源および光フィルタが不要な別の手法として、例えば文献(5);ECOC'99, 1999, Postdeadline Paper, pp.28-30等においては、印加電界により光吸収係数が変化する電界吸収効果を用いた光変調器を直列に接続して時分割多重信号光の分離を行う技術が報告されている。
図１５は、上記の文献(5)に記載された時分割多重信号光の分離装置を示す構成図である。この分離装置では、時分割多重信号光が２分岐されて、一方の分岐光がクロック抽出側のユニット１００Ａに与えられ、他方の分岐光が信号光の時分割分離側のユニット１００Ｂに与えられる。クロック抽出側および信号光分離側の各ユニット１００Ａ，１００Ｂは、１６０Ｇｂ／ｓの時分割多重信号光を１０Ｇｂ／ｓに分離する点で共通しており、電界吸収型光変調器（ＥＡ変調器）を用いた２つの光ゲート１０１，１０２が直列に接続されている。
【０００９】
前段の光ゲート１０１は、信号光と同期した２０ＧＨｚの繰り返し周波数を有する電気クロックによりＥＡ変調器を駆動することで光スイッチとして動作する。この２０ＧＨｚの電気クロックは、後述するクロック抽出側の受光器１０３から電気のバンドパスフィルタ（ＢＰＦ）１０４を介して帰還される１０ＧＨｚの基本周波数を持つ電気信号を基に、その電気信号の周波数を周波数ダブラ１０５によって２倍の２０ＧＨｚに変換し、その２０ＧＨｚ成分を電気増幅器１０６で所要のレベルまで増幅して生成されたクロック信号である。また、後段の光ゲート１０２は、信号光と同期した１０ＧＨｚの繰り返し周波数を有する電気クロックによりＥＡ変調器を駆動することで光スイッチとして動作する。この１０ＧＨｚの電気クロックは、上記の受光器１０３から帰還される基本周波数の電気信号を電気増幅器１０７で所要のレベルまで増幅して生成されたクロック信号である。
【００１０】
上記のような分離装置では、各ユニット１００Ａ，１００Ｂにおいて、１６０Ｇｂ／ｓの時分割多重信号光が前段の光ゲート１０１を通過して２０Ｇｂ／ｓの信号光に時分割分離され、続いて、後段の光ゲート１０２を通過して１０Ｇｂ／ｓの信号光に時分割分離される。クロック抽出側のユニット１００Ａでは、１０Ｇｂ／ｓに分離された信号が受光器１０３で電気信号に変換された後に、ＢＰＦ１０４で１０ＧＨｚ成分が抽出され、その抽出された電気信号の位相が複数の移相器１０８で適宜に調整されて各ユニット１００Ａ，１００Ｂの２つの光ゲート１０１，１０２に向けて帰還される。一方、信号光分離側のユニット１００Ｂでは、時分割分離された信号光が１０Ｇｂ／ｓの光受信機１０９に導かれて所要の受信処理が行われる。
【００１１】
上記のような２段構成のＥＡ変調器を利用した手法については、例えば文献(6);IEEE Photonics letters, vol.12, no.10, pp.1400-1402において、直交偏波多重した３２０Ｇｂ／ｓの時分割多重信号光を偏波分離して１６０Ｇｂ／ｓ相当とした後に、直列接続した２つのＥＡ変調器で時分割分離する技術も報告されている。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記の図１５に示したような２段構成のＥＡ変調器により時分割多重信号光を分離する従来の手法では、前段の光ゲート１０１において、光ゲート時間を短くするために１０ＧＨｚの基本周波数を２逓倍した２０ＧＨｚの電気クロックを駆動信号として用いるようにしているが、この２０ＧＨｚの電気クロックを実現するために周波数ダブラ１０５および２０ＧＨｚ用の電気増幅器１０６が必要になるため、装置の構成の複雑化および高コスト化などを招いてしまうという欠点がある。
【００１３】
本発明は上記の点に着目してなされたもので、時分割多重信号光を光のまま安定に時分割分離することのできる簡易な構成の分離装置を提供すると共に、それを用いた光受信装置および光伝送システムを提供することを目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するため、本発明による時分割多重信号光の分離装置は、複数の信号光を時間軸上で多重した時分割多重信号光が入力され、該時分割多重信号光を、前記信号光のビットレートのｎ倍（ｎは３以上の正の整数とする）の繰り返し周波数に従って透過率が周期的に変化する第１光ゲート部と、該第１光ゲート部からの出力を入力するように接続され前記信号光のビットレートに等しい繰り返し周波数に従って透過率が周期的に変化する第２光ゲート部とにそれぞれ導くことにより、当該時分割多重信号光に含まれる少なくとも１つの信号光を時間軸上で分離する分離装置であって、前記第１光ゲート部が、駆動電圧に対する光透過特性が周期的に変化する第１光変調器と、前記信号光のビットレートに等しい繰り返し周波数を有し、かつ、前記第１光変調器の周期的な光透過特性におけるｎ／２周期の電圧差に対応した電圧振幅を有する駆動信号を前記第１光変調器に与える第１駆動回路とを備えるようにしたものである。
【００１５】
かかる構成の分離装置では、信号光のビットレートに等しい繰り返し周波数を有する駆動信号であって、その電圧振幅が第１光変調器の周期的な光透過特性のｎ／２周期の電圧差に対応した駆動信号に従って第１光変調器が駆動されることにより、第１光ゲート部は、信号光のビットレートのｎ倍の繰り返し周波数に従って動作する光スイッチとして機能するようになり、信号光のビットレートと同じ繰り返し周波数のクロックを逓倍する必要なく第１光ゲート部を駆動することができるようになる。これにより、分離装置の構成の簡略化および低コスト化を図ることが可能になる。
【００１６】
上記の分離装置の具体的な構成として、第１光変調器は、マッハツェンダ型光変調器を用いることが可能である。また、第１駆動回路は、第１、２光ゲート部を透過した信号光を基に抽出された該信号光のビットレートに等しい繰り返し周波数を有する電気クロックの位相および電圧振幅を調整して第１光変調器に与える駆動信号を生成するようにしてもよい。
【００１７】
本発明による光受信装置は、複数の信号光を時間軸上で多重した時分割多重信号光が入力され、該時分割多重信号光を基に前記信号光のビットレートに等しい繰り返し周波数のクロックを抽出するクロック抽出用ユニットと、前記時分割多重信号光に含まれる各信号光を時間軸上で分離して受信処理する信号光受信用ユニットと、を備えた光受信装置であって、前記クロック抽出用ユニットおよび前記信号光受信用ユニットの少なくとも一方が、上述したような本発明による時分割多重信号光の分離装置を含むようにしたものである。
【００１８】
かかる構成の光受信装置では、上述したような時分割多重信号光の分離装置を用いて、時分割多重信号光からのクロックの抽出もしくは各信号光の時分割分離またはその両方の処理が行われるようになる。これにより、簡略な構成で低価格の光受信装置を実現することが可能になる。
上述したような時分割多重信号光の分離装置やそれを用いた光受信装置は、多数の信号光を時分割多重して伝送する超高速の光伝送システムを構築するのに有用である。このような光伝送システムの具体的な態様については、以下の実施の形態で詳しく説明することにする。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１は、本発明かかる時分割多重信号光の分離装置についての一実施形態の構成を示すブロック図である。
図１において、本分離装置は、例えば、Ｂｂ／ｓの信号光が多重度Ｎで時分割多重されたＮ×Ｂｂ／ｓの時分割多重信号光が入力される第１光ゲート部としてのマッハツェンダ型変調器（以下、ＭＺ変調器とする）１と、ＭＺ光変調器１を透過して時分割分離された信号光が入力される第２光ゲートとしての光変調器２と、光変調器２を透過して時分割分離された信号光が入力される受光器３と、受光器３で光電変換された電気信号が入力されるバンドパスフィルタ（ＢＰＦ）４と、ＭＺ光変調器１を駆動する駆動回路５と、光変調器２を駆動する駆動回路６と、を備えて構成される。本分離装置は、図中の破線で示すように、Ｎ×Ｂｂ／ｓの時分割多重信号光からＢＨｚの電気クロックを抽出するための装置として、または、Ｎ×Ｂｂ／ｓの時分割多重信号光から所望のＢｂ／ｓの信号光を時分割分離して受信電気信号を生成するための装置として用いられる。
【００２０】
ＭＺ光変調器１は、基板１ａ上に形成された光導波路１ｂに入射された光が２分岐され、各々の光が分岐導波路を伝搬する際に電極１ｃに印加される駆動電圧に応じて生じる電気光学効果により異なる位相変化を受け、その後に合波干渉されて出力されるマッハツェンダ干渉計を利用した周知の光変調器である。このＭＺ型光変調器１は、例えば図２に示すように、駆動電圧に対する光透過特性が周期的に変化する特性を備えている。本実施形態では、このＭＺ型光変調器１の周期的な光透過特性に注目して、後述するようにＭＺ型光変調器１に印加する駆動電圧の振幅を２×Ｖπに調整することによって、受光器３からＢＰＦ４を介して帰還される電気クロックの繰り返し周波数ＢＨｚを２逓倍することなく２×Ｂｂ／ｓの信号光を時分割分離できるようにしている。
【００２１】
上記ＭＺ光変調器１の基板１ａとしては、例えばニオブ酸リチウム（lithium niobate；ＬｉＮｂＯ3）等の電気光学効果を有する公知の基板材料を使用することができる。また、例えばインジウム燐（ＩｎＰ）等を基板１ａの材料として用いるようにすれば、偏光無依存のＭＺ光変調器が実現されるようになるため、主に受信側に適用されて偏光状態が変化する信号光を受けることになる本分離装置のＭＺ光変調器１として好適である。上記のようなインジウム燐を材料にした偏光無依存のＭＺ光変調器は、例えば文献(7);IEE Electronics Letters, vol.35, pp.730 -731, 1999等で公知のものである。
【００２２】
なお、図１では、ＭＺ光変調器１の構成として、一方の分岐導波路に沿った電極に対して電気クロックに応じた駆動電圧が印加され、他方の分岐導波路に沿った電極は接地される一例を示したが、本発明で用いられるＭＺ光変調器の構成はこれに限られるものではなく、例えば、各分岐導波路に沿った各々の電極に対して位相が略１８０°異なる駆動電圧が印加されるなどといった各種の公知の構成を適用することが可能である。
【００２３】
光変調器２は、前述の図１５に示した従来の構成における第２光ゲート１０２と同様の機能を実現するものであって、受光器３からＢＰＦ４を介して帰還されるＢＨｚの電気クロックに基づいて駆動回路６により駆動され、ＭＺ光変調器１を透過した２×Ｂｂ／ｓの信号光からＢｂ／ｓの信号光を時分割分離することが可能な光デバイスである。この光変調器２としては、例えば図３に示すように、駆動電圧の減少に応じて光吸収係数が増大し透過率が単調に減少する特性を備えたＥＡ変調器を使用することができる。また、前述の図２に示したような光透過特性を備えたＭＺ光変調器を光変調器２として使用することも可能である。光変調器２としてＭＺ光変調器を適用する場合、後述するようにＢＨｚの電気クロックに基づいて生成される駆動電圧の振幅をＶπに調整することで、Ｂｂ／ｓの信号光の時分割分離が可能になる。なお、ここでは光変調器２の具体例としてＥＡ変調器およびＭＺ光変調器を挙げたが、本発明においてＢｂ／ｓの信号光を時分割分離する光ゲート（光変調器）は上記の一例に限定されるものではない。
【００２４】
受光器３は、光変調器２を透過したＢｂ／ｓの信号光を受光して電気信号に変換する一般的な受光デバイスである。この受光器３で発生する電気信号は、ここではＢＰＦ４に出力される。ＢＰＦ４は、受光器３からの電気信号に含まれる繰り返し周波数がＢＨｚの成分を抽出し、それを電気クロックとして各駆動回路５，６にそれぞれ出力する。
【００２５】
駆動回路５は、例えば、移相器５ａ、電気増幅器５ｂ、直流電源５ｃおよびバイアスティ５ｄを有する。移相器５ａは、ＭＺ光変調器１で時分割分離する信号光の通過タイミングに応じて、ＢＰＦ４から送られてくるＢＨｚの電気クロックの位相を可変にシフトさせて出力する。電気増幅器５ｂは、移相器５ａで位相調整されたＢＨｚの電気クロックを増幅して、その電圧振幅が２×Ｖπに相当する値となるように調整する。直流電源５ｃは、ＭＺ光変調器１の動作点を設定するバイアス電圧を発生する。バイアスティ５ｄは、電気増幅器５ｂで電圧振幅が２×Ｖπに調整されたＢＨｚの電気信号に直流電源５ｃからのバイアス電圧を与えた駆動信号を、ＭＺ光変調器１の一方の分岐導波路に沿った電極１ｃの一端に印加する。なお、２×Ｖπの駆動信号が印加される電極１ｃの他端はインピーダンス整合されて終端されている。
【００２６】
駆動回路６は、上記の駆動回路５の構成と同様に、移相器６ａ、電気増幅器６ｂ、直流電源６ｃおよびバイアスティ６ｄを有する。移相器６ａは、光変調器２で時分割分離する信号光の通過タイミングに応じて、ＢＰＦ４から送られてくるＢＨｚの電気クロックの位相を可変にシフトさせて出力する。電気増幅器６ｂは、移相器６ａで位相調整されたＢＨｚの電気クロックを増幅して出力する。具体的に、光変調器２として前述の図３に示したような光透過特性を有するＥＡ変調器が用いられる場合、移相器６ａからの電気クロックの電圧振幅が約３〜４Ｖに調整されるように、電気増幅器６ｂは電気クロックを増幅する。また、光変調器２として前述の図２に示したような光透過特性を有するＭＺ光変調器が用いられる場合には、移相器６ａからの電気クロックの電圧振幅がＶπに相当する値となるように、電気増幅器６ｂは電気クロックを増幅する。直流電源６ｃは、光変調器２の動作点を設定するバイアス電圧を発生する。バイアスティ６ｄは、電気増幅器６ｂで電圧振幅が調整されたＢＨｚの電気信号に直流電源６ｃからのバイアス電圧を与えた駆動信号を光変調器２に印加する。
【００２７】
次に、上記のような構成を備えた分離装置の動作について説明する。
まず、ＭＺ光変調器１の光ゲート特性について詳しく説明する。前述の図２に示したように、ＭＺ光変調器１の透過率は印加される駆動電圧に対して周期的に変化する。このような周期的な光透過特性を有するＭＺ光変調器は、通常、光送信機等において光の強度変調器として使用される場合が多い。この場合、例えば図４に示すように、周期的な光透過特性において透過率が最大になる点と最小になる点の間の電圧差（一般にこの電圧差をＶπとする場合が多い）に対応するように、ＭＺ光変調器に印加する駆動信号（変調信号）の電圧振幅が調整される。このように電圧振幅がＶπに調整された駆動信号の繰り返し周波数をＢＨｚとすると、ＭＺ光変調器からはＢｂ／ｓのビットレートで強度変調された信号光が出力されるようになる。
【００２８】
上記のようにＭＺ光変調器をＶπの電圧振幅で駆動する一般的な方式に対して、本実施形態の分離装置におけるＭＺ光変調器１は、例えば図５に示すように、周期的な光透過特性において１周期の電圧差に対応する２×Ｖπの電圧振幅、すなわち、透過率が最小になる（または最大になる）隣り合う２点間の電圧差に対応させて電圧振幅が調整された駆動信号により駆動される。具体的には、受光器３からＢＰＦ４を介して駆動回路５に帰還されるＢＨｚの電気クロックが電気増幅器５ｂで増幅されることでその電圧振幅が２×Ｖπに調整される。また、２×Ｖπに振幅調整された電気クロックに対しては、直流電源５ｃからのバイアス電圧がバイアスティ５ｄを介して与えられることで、ＭＺ光変調器１での透過率が最小値と最大値の間で周期的に変化するように動作点も調整される。これにより、ＭＺ光変調器１は、ＢＨｚの電気クロックを２逓倍することなく、図５の右上に示すように２×ＢＨｚの光ゲートとして動作するようになる。
【００２９】
上記のように２×Ｖπの電圧振幅で駆動されるＭＺ光変調器１を２×ＢＨｚの光ゲートとして用いた本分離装置では、例えば図６の上段に示すようなＮ×Ｂｂ／ｓの時分割多重信号光が入力されると、その時分割多重信号光は、２×ＢＨｚの光ゲートとして動作するＭＺ光変調器１と、ＢＨｚの光ゲートとして動作する光変調器２とに順に与えられ、各光ゲートを透過した信号光は受光器２に送られる。受光器３に到達した信号光は光電変換されて電気信号となり、その電気信号に含まるＢＨｚ成分がＢＰＦ４で抽出されて電気クロックとして各駆動回路５，６に帰還され、ＭＺ光変調器１および光変調器２の駆動制御に用いられる。
【００３０】
ここで、上記の図６に例示したように、Ｎ×Ｂｂ／ｓの時分割多重信号光に含まれるＢｂ／ｓの信号光（チャネル）のうちで、例えば１番のチャネルを時分割分離する場合についての制御動作を説明することにする。時分割多重信号光から１番のチャネルの信号光を時分割分離するためには、その１番の信号光の通過タイミングにそれぞれ同期させて、ＭＺ光変調器１による２×ＢＨｚの光ゲート特性と光変調器２によるＢＨｚの光ゲート特性と制御する必要がある。このため本分離装置では、受光器３からＢＰＦ４を介して各駆動回路５，６に帰還される電気クロックの位相が各移相器５ａ，６ａでそれぞれ調整される。これにより、１番の信号光がＭＺ光変調器１および光変調器２をそれぞれ通過するタイミングに略一致して、ＭＺ光変調器１および光変調器２の各透過率がそれぞれ最大となるように制御される。
【００３１】
ＭＺ光変調器１では、その透過率が図６の下段に示したように２×ＢＨｚの繰り返し周波数で最大になるため、１番の信号光が周期的に通過するタイミングの中間のタイミングでも他のチャネルの信号光がＭＺ光変調器１で時分割分離される。また、ＭＺ光変調器１における光ゲート時間が、分離される時分割多重信号光のチャネル間隔よりも長い場合には、１番の信号光に隣接する信号光の成分も漏れてくることになる。このような１番の信号光以外の不要な光成分は、ＭＺ光変調器１を透過した信号光が、図６の下段に示したように１番の信号光の通過タイミングに同期したＢＨｚの光ゲートとして動作する光変調器２に与えられることにより取り除かれ、１番の信号光のみが時分割分離されて光変調器２から出力されるようになる。
【００３２】
上記のように本実施形態の分離装置によれば、上述の図１５に示した従来の構成のように周波数ダブラを設ける必要がなくなるため構成の簡略化を図ることが可能になる。また、２×ＢＨｚ用の電気増幅器に代えてＢＨｚ用の電気増幅器を使用することができるため、超高速信号光に対応した分離装置を容易に実現でき装置コストの低減を図ることも可能になる。
【００３３】
なお、上記の実施形態では、２×Ｖπの電圧振幅で駆動されることにより２×ＢＨｚの光ゲートとして動作するＭＺ光変調器１が、ＢＨｚの光ゲートとして動作する光変調器２の前段に配置される構成を例示したが、本発明はこれに限らず、光変調器２の後段にＭＺ光変調器１を配置するようにしても同様の効果を得ることが可能である。
【００３４】
また、受光器３からＢＰＦ４を介して各駆動回路５，６に帰還されるＢＨｚの電気クロックの位相が、各々の駆動回路５，６内に設けられた移相器５ａ，６ａでそれぞれ調整される構成例を示したが、ＭＺ光変調器１および光変調器２に対する各駆動信号の位相を調整するための構成は上記の一例に限定されるものではなく、例えば図７（Ａ）〜（Ｅ）の概略図に示すような移相器の配置も可能である。なお、図７では、移相器の配置を分かり易く示すために、各駆動回路５，６およびＢＰＦ４の図示を省略している。
【００３５】
具体的に、図７（Ａ）の構成例では、ＭＺ光変調器１および光変調器２に対する電気クロックの位相を移相器７Ａによりまとめて調整した後に、ＭＺ光変調器１に対する電気クロックの位相のみを移相器７Ｂで調整するようにしている。また、図７（Ｂ）の構成例では、上記の場合と同様に移相器７Ａでまとめて位相調整された電気クロックについて、光変調器２に対する電気クロックの位相のみを移相器７Ｃで調整するようにしている。さらに、図７（Ｃ）の構成例では、ＭＺ光変調器１に対する電気クロックの位相を移相器７Ｂにより調整するようにし、光変調器２側の位相調整については、ＭＺ光変調器１と光変調器２の間に配置した光移相器７Ｄ（光学的な遅延回路）により行うようにしている。この光移相器７Ｄの配置については、図７（Ｄ）の光移相器７Ｅに示すように光変調器２と受光器３の間に設けるようにしてもよい。また、図７（Ｅ）の構成例に示すように、上記の光移相器７Ｄ，７Ｅを組み合わせてＭＺ光変調器１および光変調器２に対する位相調整を光学的に行うことも可能である。
【００３６】
さらに、上記の実施形態では、各駆動回路５，６に帰還される電気クロックが正弦波の信号波形を有するものとして説明を行ったが、本発明においてＭＺ光変調器１および光変調器２を駆動する信号の波形は正弦波に限定されるものではない。例えば、ＢＰＦ４で抽出されるＢＨｚの電気クロックに所要の信号処理を施して立ち上がりおよび立下りの急峻な矩形波を生成し、その矩形波に整形された電気クロックに基づいてＭＺ光変調器１および光変調器２を駆動するようにしてもよい。この場合、ＭＺ光変調器１および光変調器２における各光ゲート特性がより急峻に変化するようになる。
【００３７】
加えて、上記の実施形態では、信号光のビットレートＢの２倍の繰り返し周波数に従って第１光ゲート部としてのＭＺ光変調器１の透過率が周期的に変化するように設定したが、本発明はこれに限らず、信号光のビットレートの２倍以上の繰り返し周波数に従ってＭＺ光変調器１の透過率が変化するようにしてもよい。例えば、信号光のビットレートの３倍の繰り返し周波数に従ってＭＺ光変調器１の透過率を変化させる場合には、図８に示すように、ＭＺ光変調器１の周期的な光透過特性における１．５周期の電圧差に対応する３×Ｖπの電圧振幅の駆動信号をＭＺ光変調器１に与えるようにすればよい。この場合、３×ＢＨｚの光ゲートとして動作するＭＺ光変調器１と、ＢＨｚの光ゲートとして動作する光変調器２とが、図９に示すようなタイミングで互いに動作することによって、Ｎ×Ｂｂ／ｓの時分割多重信号光からＢｂ／ｓの信号光を信号光が分離されるようになる。このように本発明は、第１光ゲート部について、信号光のビットレートＢの２倍以上、すなわち一般化すると、ｎを１を除いた正の整数としてｎ倍の繰り返し周波数に従って透過率が変化するように、第１光変調器の周期的な光透過特性におけるｎ／２周期の電圧差に対応した電圧振幅を有する駆動信号を第１光変調器に与える構成とすることが可能である。
【００３８】
次に、上記のような本発明による分離装置を用いた光受信装置について説明する。
図１０は、本発明による光受信装置の一実施形態の概略構成を示すブロック図である。なお、前述の図１に示した構成と同様の部分には同じ符号を付して説明を省略するものとし、以下、他の図面においても同様とする。
【００３９】
図１０において、本光受信装置は、例えば、Ｂｂ／ｓの信号光が多重度Ｎで時分割多重されたＮ×Ｂｂ／ｓの時分割多重信号光が入力され、その時分割多重信号光を２分岐して出力する光カプラ８と、光カプラ８から出力される一方の分岐光を基にＢＨｚの電気クロックを抽出するクロック抽出用ユニット１０Ａと、光分岐器８から出力される他方の分岐光から所望のＢｂ／ｓの信号光を時分割分離して受信電気信号を生成する信号光受信用ユニット１０Ｂとを備え、クロック抽出用および信号光受信用の各ユニット１０Ａ，１０Ｂが、前述の図１に示した分離装置と基本的に同様の構成をそれぞれ有するようにしたものである。
【００４０】
ただし、信号光受信用ユニット１０Ｂについては、図１の構成における受光器３およびＢＰＦ４に代えて光受信機９が設けられ、クロック抽出用ユニット１０Ａで抽出されたＢＨｚの電気クロックの位相および電圧振幅を調整してＭＺ光変調器１および光変調器２が駆動されるようにしている。光受信機９は、２×ＢＨｚの光ゲートとして動作するＭＺ光変調器１およびＢＨｚの光ゲートとして動作する光変調器２を順に透過して時分割分離された所望のＢｂ／ｓの信号光を受信し電気信号に変換してＢｂ／ｓの受信電気信号を生成するものである。この光受信機９から出力される受信電気信号は、ここでは図示を省略したが等化増幅回路や識別回路等に送られて周知の受信処理が施されるものとする。
【００４１】
上記のような構成の光受信装置では、前述の図１に示した分離装置の場合と同様にして、クロック抽出用ユニット１０ＡにおけるＭＺ光変調器１および光変調器２が２×ＢＨｚの光ゲートおよびＢＨｚの光ゲートとしてそれぞれ動作し、各々の光ゲートを透過して時分割分離されたＢｂ／ｓの信号光が受光器３で受光されて、そのＢＨｚ成分がＢＰＦ４を通過して各駆動回路５，６に帰還されることにより、ＢＨｚの電気クロックが安定して抽出される。
【００４２】
また、信号光受信用ユニット１０Ｂにおいては、クロック抽出側のＢＰＦ４を通過したＢＨｚの電気クロックが各駆動回路５，６に送られて、その電気クロックの位相および電圧振幅がそれぞれ調整される。これにより、信号光受信側についてもＭＺ光変調器１が２×Ｖπの電圧振幅で駆動されて２×ＢＨｚの光ゲートとして動作し、光変調器２がＢＨｚの光ゲートとして動作して、所望のＢｂ／ｓの信号光が時分割分離されて光受信機９で受信されるようになる。
【００４３】
なお、上記のような光受信装置では、偏光状態の変化する時分割多重信号光が入力されることが想定されるため、任意の偏光状態の時分割多重信号光から所望の信号光を時分割分離できるようにするのが有用である。このためには、例えば、前述したようにインジウム燐（ＩｎＰ）等を材料にした偏光無依存型のＭＺ光変調器１を使用するのが好ましい。また例えば、一般的な偏光依存性のあるＭＺ光変調器１の前段に能動的な偏光制御器を挿入して、ＭＺ光変調器１に入力される時分割多重信号光の偏光状態が一定となるように制御することも可能である。具体的には、ＭＺ光変調器１の前段に、例えばλ／４波長板、λ／２波長板およびアナライザを順に配置して時分割多重信号光を通過させ、アナライザから出力される信号光のパワーを観測して、その観測結果をλ／４波長板およびλ／２波長板に帰還することで、ＭＺ光変調器１に送られる時分割多重信号光の偏光状態を一定に制御するようにしてもよい。なお、上記のような能動的な偏光制御器としては、例えば駿河精機社製の偏光補償器（ＶＰＡＣ−１００）などを利用することができる。
【００４４】
上記のように本実施形態の光受信装置によれば、上述の図１５に示した従来の場合に比べて簡略な装置構成により、Ｎ×Ｂｂ／ｓの時分割多重信号光からＢｂ／ｓの信号光を時分割分離して受信処理することができる。これにより、超高速の時分割多重信号光に対応した光受信装置を容易かつ低コストで提供することが可能になる。
【００４５】
なお、上記の図１０に示した光受信装置によって１番からＮ番までのいずれかの信号光を時分割分離するためには、各信号光の番号に対応させた各々の時間帯ごとにＢＨｚの電気クロックの位相調整を行うようにすればよい。
次に、本発明による光受信装置の他の実施形態について説明する。
図１１は、本発明による光受信装置の他の実施形態の概略構成を示すブロック図である。
【００４６】
図１１において、本光受信装置は、前述の図１０に示した光受信装置の構成をモジュール化して、Ｎ×Ｂｂ／ｓの時分割多重信号光に含まれる１番からＮ番までの各信号光にそれぞれ対応させてＮ個の光受信モジュール１０−１，１０−２，…１０−Ｎを設けたものである。各光受信モジュール１０−１〜１０−Ｎの光カプラ８には、光分岐器１１でＮ分岐されたＮ×Ｂｂ／ｓの時分割多重信号光がそれぞれ入力される。
【００４７】
かかる構成の光受信装置では、各光受信モジュール１０−１〜１０−Ｎにおいて、それぞれ、ＢＨｚの電気クロックの抽出と、各々に対応するＢｂ／ｓの信号光の時分割分離とが行われる。これにより、光受信モジュール１０−１ではＮ×Ｂｂ／ｓの時分割多重信号光に含まれる１番の信号光が受信され、光受信モジュール１０−２では２番の信号光が受信され、以降同様にして、光受信モジュール１０−ＮではＮ番の信号光が受信されるようになる。
【００４８】
このように、本実施形態の光受信装置によれば、Ｎ×Ｂｂ／ｓの時分割多重信号光に含まれる１番からＮ番までの各信号光の時分割分離を並列的に処理することが可能になる。
次に、本発明による光受信装置のさらに別の実施形態について説明する。
図１２は、本発明による光受信装置の別の実施形態の概略構成を示すブロック図である。
【００４９】
図１２において、本光受信装置は、前述の図１１に示した光受信装置について、各光受信モジュール１０−１〜１０−Ｎにそれぞれ設けていたクロック抽出用ユニットを共通化することにより装置構成の簡略化を図るようにした応用例である。具体的には、Ｎ×Ｂｂ／ｓの時分割多重信号光を光カプラ１２で２分岐して、一方の分岐光を共通化された１つのクロック抽出用ユニット１０Ａに送り、他方の分岐光を前述した光分岐器１１に送ってさらにＮ分岐してＮ個の信号光受信用ユニット１０Ｂ−１〜１０Ｂ−Ｎにそれぞれ送る。各信号光受信用ユニット１０Ｂ−１〜１０Ｂ−Ｎには、クロック抽出用ユニット１０Ａで抽出されたＢＨｚの電気クロックがそれぞれ与えられていて、その電気クロックの位相および電圧振幅が各々のユニットにおいてそれぞれ調整される。
【００５０】
上記のような光受信装置によれば、前述の図１１に示した実施形態の場合と同様にして、Ｎ×Ｂｂ／ｓの時分割多重信号光に含まれる１番からＮ番までの各信号光の時分割分離を並列的に処理することが可能になる。また、クロック抽出用ユニットを共通化したことによって、装置構成をより簡略なものにできると共に、各信号光の時分割分離の処理をより安定に行うことが可能になる。
【００５１】
次に、前述したような本発明による光受信装置を用いた時分割多重光伝送システムについて説明する。
図１３は、本発明による光伝送システムの一実施形態の概略構成を示すブロック図である。
図１３において、本光伝送システムは、例えば、Ｂｂ／ｓの信号光が多重度Ｎで時分割多重されたＮ×Ｂｂ／ｓの時分割多重信号光を発生して光伝送路２２に送信する光送信装置２１と、光伝送路２２上に配置された複数の光中継器２３を介して中継伝送されるＮ×Ｂｂ／ｓの時分割多重信号光を受信する光受信装置２４とを備えたシステムについて、光受信装置２４として本発明による光受信装置を適用したものである。ここでは、前述の図１２に示したクロック抽出用ユニットを共通化した構成を光受信装置２４に適用した一例が示してある。ただし、本発明の光伝送システムは、前述の図１０や図１１に示した構成を光受信装置２４に適用することも可能である。
【００５２】
上記のように本発明を適用した光受信装置２４を用いて構成した光伝送システムによれば、多数の信号光を時分割多重して伝送する超高速のシステムを容易に実現することが可能になる。
なお、図１３のシステム構成例では、光伝送路２２上に複数の光中継器２３が配置され時分割多重信号光が中継伝送される場合を示したが、本発明の光伝送システムは上記の一例に限定されるものではなく、例えば、光送信装置２１から光中継器を介すことなく光受信装置２４に時分割多重信号光が伝送されるようにしてもよい。
【００５３】
次に、本発明の光伝送システムの他の実施形態について説明する。ここでは、上述の図１に示したような本発明による分離装置を光３Ｒ再生器で用いる光クロックを生成するための手段として利用した応用例について説明する。
図１４は、上記の応用例による光伝送システムの概略構成を示すブロック図である。
【００５４】
図１４において、本光伝送システムは、例えば、Ｂｂ／ｓの信号光が多重度Ｎで時分割多重されたＮ×Ｂｂ／ｓの時分割多重信号光が光送信装置２１から光伝送路２２に送信され、光伝送路２２上に配置された複数の光中継器２３を介して光受信装置２４まで中継伝送されるシステム構成について、光伝送路２２上の所要の位置に光３Ｒ再生器３１が配置されていて、その光３Ｒ再生器３１で用いる光クロックを生成する発光器３２に与える電気クロックを得るための手段として、上述の図１に示した構成と同様の分離装置３３を適用したものである。この分離装置３３には、光３Ｒ再生器３１の前段の光伝送路２２上に挿入した光カプラ３４によって分岐されたＮ×Ｂｂ／ｓの時分割多重信号光が入力される。
【００５５】
分離装置３３では、上述した分離装置の実施形態の場合と同様にして、ＭＺ光変調器１が２×ＢＨｚの光ゲートとして動作し、光変調器２がＢＨｚの光ゲートとして動作して、光カプラ３４で分岐されたＮ×Ｂｂ／ｓの時分割多重信号光が各々の光ゲートを透過することによりＢｂ／ｓの信号光が時分割分離され、そのＢｂ／ｓの信号光が受光器３およびＢＰＦ４を介して各駆動回路５，６に帰還されることによりＢＨｚの電気クロックが安定して抽出される。そして、分離装置３３で抽出されたＢＨｚの電気クロックが発光器３２に入力されることでＢＨｚの光クロックが生成され、その光クロックが光３Ｒ再生器３１に与えられる。光３Ｒ再生器３１では、光カプラ３４を通ったＮ×Ｂｂ／ｓの時分割多重信号光が、発光器３２からのＢＨｚの光クロックに従って、光の状態のままで等化増幅（Reshaping）、タイミング抽出（Retiming）および識別再生（Regenerating）のいわゆる３Ｒ処理を施されて、後段の光伝送路に出力される。
【００５６】
上記のように分離装置３３で抽出した電気クロックを光３Ｒ再生器３１で用いられる光クロックの生成に利用するようにしたことで、Ｎ×Ｂｂ／ｓの時分割多重信号光に含まれるＢｂ／ｓの信号光と同じ伝送速度で、かつ、その信号光に同期した光クロックを簡単に生成することができる。これにより、光送信装置および光受信装置の間で超高速の時分割多重信号光を光３Ｒ再生を行いながら中継伝送するシステムを容易に実現することが可能になる。
【００５７】
以上、本明細書で開示した主な発明について以下にまとめる。
【００５８】
（付記１） 複数の信号光を時間軸上で多重した時分割多重信号光が入力され、該時分割多重信号光を、前記信号光のビットレートのｎ倍（ｎは１を除く正の整数とする）の繰り返し周波数に従って透過率が周期的に変化する第１光ゲート部と、該第１光ゲート部に直列に接続され前記信号光のビットレートに等しい繰り返し周波数に従って透過率が周期的に変化する第２光ゲート部とにそれぞれ導くことにより、当該時分割多重信号光に含まれる少なくとも１つの信号光を時間軸上で分離する分離装置であって、
前記第１光ゲート部は、駆動電圧に対する光透過特性が周期的に変化する第１光変調器と、前記信号光のビットレートに等しい繰り返し周波数を有し、かつ、前記第１光変調器の周期的な光透過特性におけるｎ／２周期の電圧差に対応した電圧振幅を有する駆動信号を前記第１光変調器に与える第１駆動回路とを備えたことを特徴とする時分割多重信号光の分離装置。
【００５９】
（付記２） 付記１に記載の分離装置であって、
前記第１光変調器は、マッハツェンダ型光変調器であることを特徴とする時分割多重信号光の分離装置。
【００６０】
（付記３） 付記２に記載の分離装置であって、
前記マッハツェンダ型光変調器は、ニオブ酸リチウムを材料とした基板を用いて構成されたことを特徴とする時分割多重信号光の分離装置。
【００６１】
（付記４） 付記３に記載の分離装置であって、
前記マッハツェンダ型光変調器に入力される時分割多重信号光の偏光状態を一定に制御する偏光制御部を備えたことを特徴とする時分割多重信号光の分離装置。
【００６２】
（付記５） 付記２に記載の分離装置であって、
前記マッハツェンダ型光変調器は、偏光無依存動作を可能にする材料を用いて構成されたことを特徴とする時分割多重信号光の分離装置。
【００６３】
（付記６） 付記５に記載の分離装置であって、
前記マッハツェンダ型光変調器は、インジウム燐を材料とした基板を用いて構成されたことを特徴とする時分割多重信号光の分離装置。
【００６４】
（付記７） 付記１に記載の分離装置であって、
前記第１駆動回路は、前記第１光ゲート部および前記第２光ゲート部を透過した信号光を基に抽出された該信号光のビットレートに等しい繰り返し周波数を有する電気クロックの位相および電圧振幅を調整して前記第１光変調器に与える駆動信号を生成することを特徴とする時分割多重信号光の分離装置。
【００６５】
（付記８） 付記１に記載の分離装置であって、
前記第２光ゲート部は、駆動電圧に対して光透過特性が変化する第２光変調器と、前記信号光のビットレートに等しい繰り返し周波数を有する駆動信号を前記第２光変調器に与える第２駆動回路とを備えたことを特徴とする時分割多重信号光の分離装置。
【００６６】
（付記９） 付記８に記載の分離装置であって、
前記第２光変調器は、電界吸収型光変調器であることを特徴とする時分割多重信号光の分離装置。
【００６７】
（付記１０） 付記８に記載の分離装置であって、
前記第２光変調器は、マッハツェンダ型光変調器であり、
前記第２駆動回路は、前記第２光変調器の周期的な光透過特性における１／２周期の電圧差に対応した電圧振幅を有する駆動信号を前記第２光変調器に与えることを特徴とする時分割多重信号光の分離装置。
【００６８】
（付記１１） 付記８に記載の分離装置であって、
前記第２駆動回路は、前記第光１ゲート部および前記第２光ゲート部を透過した信号光を基に抽出された該信号光のビットレートに等しい繰り返し周波数を有する電気クロックの位相および電圧振幅を調整して前記第２光変調器に与える駆動信号を生成することを特徴とする時分割多重信号光の分離装置。
【００６９】
（付記１２） 複数の信号光を時間軸上で多重した時分割多重信号光が入力され、該時分割多重信号光を基に前記信号光のビットレートに等しい繰り返し周波数のクロックを抽出するクロック抽出用ユニットと、前記時分割多重信号光に含まれる各信号光を時間軸上で分離して受信処理する信号光受信用ユニットと、を備えた光受信装置であって、
前記クロック抽出用ユニットおよび前記信号光受信用ユニットの少なくとも一方が、付記１に記載した時分割多重信号光の分離装置を含むことを特徴とする光受信装置。
【００７０】
（付記１３） 付記１２に記載の光受信装置であって、
前記クロック抽出用ユニットおよび前記信号光受信用ユニットは、時分割多重信号光に含まれる複数の信号光ごとにそれぞれ設けられることを特徴とする光受信装置。
【００７１】
（付記１４） 付記１３に記載の光受信装置であって、
前記クロック抽出用ユニットは、時分割多重信号光に含まれる２以上の信号光について共通化したことを特徴とする光受信装置。
【００７２】
（付記１５） 複数の信号光を時間軸上で多重した時分割多重信号光が光送信装置から光伝送路に送信され、該光伝送路を介して伝送される時分割多重信号光が、付記１２に記載した光受信装置により受信されることを特徴とする光伝送システム。
【００７３】
（付記１６） 複数の信号光を時間軸上で多重した時分割多重信号光を光送信装置から光伝送路に送信し、該光伝送路上に配置された複数の光中継器を介して光受信装置まで中継伝送する光伝送システムであって、
前記時分割多重信号光に含まれる信号光に同期した光クロックを用いて、前記光伝送路を伝搬する時分割多重信号光の光再生処理を実行する光再生器を備え、該光再生器に与えられる光クロックが、付記１に記載の分離装置により時分割多重信号光から抽出されたクロックに基づいて生成されることを特徴とする光伝送システム。
【００７４】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明による時分割多重信号光の分離装置によれば、駆動電圧に対する光透過特性が周期的に変化する第１光変調器が、信号光のビットレートに等しい繰り返し周波数を有し、かつ、上記周期的な光透過特性におけるｎ／２周期の電圧差に対応した電圧振幅を有する駆動信号により駆動されるようにしたことで、第１光ゲート部が、信号光のビットレートと同じ繰り返し周波数のクロックを逓倍する必要なく、信号光のビットレートのｎ倍の繰り返し周波数に従ってスイッチ動作するようになるため、電気帯域制限を上回る高速の時分割多重信号光を時分割分離することができる。これにより、超高速の時分割多重信号光に対応した分離装置の構成の簡略化および低コスト化を図ることが可能になる。
【００７５】
また、このような時分割多重信号光の分離装置を用いて光受信装置や光伝送システムを構成することにより、超高速の時分割多重信号光の伝送を比較的容易に実現することが可能となり、超高速信号光を用いた通信システム等の研究および開発を加速することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明かかる時分割多重信号光の分離装置についての一実施形態の構成を示すブロック図である。
【図２】上記の実施形態で光ゲートとして用いられるＭＺ光変調器の光透過特性を示す図である。
【図３】上記の実施形態で光ゲートとして用いられるＥＡ変調器の光透過特性を示す図である。
【図４】上記の実施形態についてＭＺ光変調器をＶπの電圧振幅で駆動したときの光ゲート特性の一例を示す図である。
【図５】上記の実施形態についてＭＺ光変調器を２×Ｖπの電圧振幅で駆動したときの光ゲート特性の一例を示す図である。
【図６】上記の実施形態について１番の信号光を時分割分離するときの動作を説明するための図である。
【図７】上記の実施形態について駆動信号の位相を調整する移相器の配置例を列挙した図である。
【図８】上記の実施形態に関連して、信号光のビットレートの３倍の繰り返し周波数でＭＺ光変調器を動作させる場合の一例を示す図である。
【図９】図８の場合について、１番の信号光を時分割分離するときの一例を示す図である。
【図１０】本発明による光受信装置の一実施形態の概略構成を示すブロック図である。
【図１１】本発明による光受信装置の他の実施形態の概略構成を示すブロック図である。
【図１２】本発明による光受信装置の別の実施形態の概略構成を示すブロック図である。
【図１３】本発明による光伝送システムの一実施形態の概略構成を示すブロック図である。
【図１４】本発明による光伝送システムの他の実施形態の概略構成を示すブロック図である。
【図１５】従来の時分割多重信号光の分離装置の構成例を示すブロック図である。
【符号の説明】
１ ＭＺ光変調器（第１光ゲート）
２ 光変調器（第２光ゲート）
３ 受光器
４ バンドパスフィルタ（ＢＰＦ）
５，６ 駆動回路
８，１２，３４ 光カプラ
１０Ａ クロック抽出用ユニット
１０Ｂ 信号光受信用ユニット
１１ 光分岐器
２１ 光送信装置
２２ 光伝送路
２４ 光受信装置
３１ 光３Ｒ再生器
３２ 発光器
３３ 分離装置
【発明の属する技術分野】
本発明は、時分割多重信号光から所望の信号光を時分割分離するための分離装置、並びに、それを用いた光受信装置および光伝送システムに関し、特に、直列に接続した２段構成の光ゲートを利用して、信号光に同期したクロックの抽出または所望の信号光の時分割分離を行うための技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
光ファイバ通信システムで用いられる信号の変調速度は年々高速化を続けて、現在、光時分割多重技術で１０Ｇｂ／ｓ程度のＲＺ信号光を多重した、電気帯域を遙かに上回る１００Ｇｂ／ｓ以上の信号速度の利用が本格的に検討されている。これらの超高速信号を用いた光通信システムでは、信号光を受信する際に、時間軸上で多重化された信号光を時間軸上で分離しなければならない。これには、高速で安定に動作する時間スイッチが必要になる。このスイッチは、分離したい信号光が通過する時間のみ「ＯＮ」となって光を透過し、それ以外の時間には「ＯＦＦ」となって信号光を遮断すればよい。例えば、１００Ｇｂ／ｓの信号から１０Ｇｂ／ｓ信号光を時分割分離するには、ゲート時間がピコ秒程度のスイッチが必要になる。より高速の信号光から分離するためには、ゲート時間がさらに短いスイッチが不可欠である。
【０００３】
時分割多重信号光の分離手法としては、例えば、信号光を光受信機で電気信号に変換し、スイッチを用いて所望の信号のみを電気的に分離するのが一般的である。この手法は、非常に安定に動作する特長がある。しかし、分離処理を電子回路で制御しているので、応答時間がトランジスタ等の動作速度によって制限されてしまう。このため、電気的な手法による分離装置としては４０Ｇｂ／ｓ以上の速度で動作させることが困難になる。
【０００４】
時分割多重信号光の分離処理をすべて光学的に行う手法としては、例えば、光ファイバや半導体光増幅器（ＳＯＡ）等の非線形媒質中で、光の強度に依存して生じる四光波混合（ＦＷＭ）や相互位相変調（ＸＰＭ）等の非線形効果を利用する手法が知られている。この手法は、応答時間がピコ秒からサブピコ秒のオーダーとなり高速な動作が可能になるという特長を有する。
【０００５】
具体的に、ＳＯＡ中のＦＷＭを利用した手法については、例えば文献(1);IEE Electronics Letters, vol.30, issue:12, 9 June 1994, pp.981-982等で報告されている。この文献(1)に記載された手法は、６．３ＧＨｚの光クロックを別途準備し、１００Ｇｂ／ｓの時分割多重信号光を光学的に分離した後、光クロックを光フィルタで除去している。上記の手法については、例えば文献(2);IEE Electronics Letters, vol.32, issue:9, 25 April 1996, pp.840-842において、最高速度２００Ｇｂ／ｓが達成されている。
【０００６】
また、光ファイバ中のＸＰＭを利用した手法については、例えば文献(3); IEE Electronics Letters, vol.26, issue:14, 5 July 1990, pp.962-964等で報告されている。この文献(3)に記載された手法は、時分割多重信号光から抽出した電気クロックで駆動したファイバリングレーザから発生する光クロック（パルス幅：ピコ秒、繰り返し周波数：１０ＧＨｚ）を準備し、光ファイバで構成される非線形ループミラー（ＮＯＬＭ）において、信号光と同期した上記の光クロックと信号光との論理積をとる。そして、ＮＯＬＭ中で発生したＸＰＭをカプラで強度変調に変換して、被分離信号光のみを出力ポートに出力し、残りの信号光を入射ポートに反射する。なお、ＮＯＬＭ中の光ファイバ等は群速度分散を精密に制御されたものを使用している。上記の手法については、例えば文献(4);IEE Electronics Letters, vol.34, issue:10, 14 May 1998, pp.1013-1014において、６４０Ｇｂ／ｓの時分割多重信号光を分離することに成功している。
【０００７】
上記のような２つの手法については、高速動作が可能という特長を有するが、信号光に同期した光クロックを発生する短パルス光源と、時分割分離された光信号および光クロックを分別する光フィルタとが必要になるため、装置構成が複雑になり装置コストが高額になるという欠点がある。具体的に、短パルス光源については、ビットレートがＢｂ／ｓの光信号を多重度Ｎ（Ｎ：正の整数）で時分割多重した場合には、時分割多重信号光のビットレートがＮ×Ｂｂ／ｓになるため、この信号光に同期したＢＨｚの周波数で（Ｎ×Ｂ）-1秒より狭いパルス幅を有する光クロックを発生可能であることが要件となる。例えば、時分割多重信号光のビットレートが１００Ｇｂ／ｓの場合には、パルス幅が１０ｐｓより狭い光クロックが要求されるが、このように狭いパルスの光クロックを安定に発生する短パルス光源は一般に製造が困難である。
【０００８】
上記のような短パルス光源および光フィルタが不要な別の手法として、例えば文献(5);ECOC'99, 1999, Postdeadline Paper, pp.28-30等においては、印加電界により光吸収係数が変化する電界吸収効果を用いた光変調器を直列に接続して時分割多重信号光の分離を行う技術が報告されている。
図１５は、上記の文献(5)に記載された時分割多重信号光の分離装置を示す構成図である。この分離装置では、時分割多重信号光が２分岐されて、一方の分岐光がクロック抽出側のユニット１００Ａに与えられ、他方の分岐光が信号光の時分割分離側のユニット１００Ｂに与えられる。クロック抽出側および信号光分離側の各ユニット１００Ａ，１００Ｂは、１６０Ｇｂ／ｓの時分割多重信号光を１０Ｇｂ／ｓに分離する点で共通しており、電界吸収型光変調器（ＥＡ変調器）を用いた２つの光ゲート１０１，１０２が直列に接続されている。
【０００９】
前段の光ゲート１０１は、信号光と同期した２０ＧＨｚの繰り返し周波数を有する電気クロックによりＥＡ変調器を駆動することで光スイッチとして動作する。この２０ＧＨｚの電気クロックは、後述するクロック抽出側の受光器１０３から電気のバンドパスフィルタ（ＢＰＦ）１０４を介して帰還される１０ＧＨｚの基本周波数を持つ電気信号を基に、その電気信号の周波数を周波数ダブラ１０５によって２倍の２０ＧＨｚに変換し、その２０ＧＨｚ成分を電気増幅器１０６で所要のレベルまで増幅して生成されたクロック信号である。また、後段の光ゲート１０２は、信号光と同期した１０ＧＨｚの繰り返し周波数を有する電気クロックによりＥＡ変調器を駆動することで光スイッチとして動作する。この１０ＧＨｚの電気クロックは、上記の受光器１０３から帰還される基本周波数の電気信号を電気増幅器１０７で所要のレベルまで増幅して生成されたクロック信号である。
【００１０】
上記のような分離装置では、各ユニット１００Ａ，１００Ｂにおいて、１６０Ｇｂ／ｓの時分割多重信号光が前段の光ゲート１０１を通過して２０Ｇｂ／ｓの信号光に時分割分離され、続いて、後段の光ゲート１０２を通過して１０Ｇｂ／ｓの信号光に時分割分離される。クロック抽出側のユニット１００Ａでは、１０Ｇｂ／ｓに分離された信号が受光器１０３で電気信号に変換された後に、ＢＰＦ１０４で１０ＧＨｚ成分が抽出され、その抽出された電気信号の位相が複数の移相器１０８で適宜に調整されて各ユニット１００Ａ，１００Ｂの２つの光ゲート１０１，１０２に向けて帰還される。一方、信号光分離側のユニット１００Ｂでは、時分割分離された信号光が１０Ｇｂ／ｓの光受信機１０９に導かれて所要の受信処理が行われる。
【００１１】
上記のような２段構成のＥＡ変調器を利用した手法については、例えば文献(6);IEEE Photonics letters, vol.12, no.10, pp.1400-1402において、直交偏波多重した３２０Ｇｂ／ｓの時分割多重信号光を偏波分離して１６０Ｇｂ／ｓ相当とした後に、直列接続した２つのＥＡ変調器で時分割分離する技術も報告されている。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記の図１５に示したような２段構成のＥＡ変調器により時分割多重信号光を分離する従来の手法では、前段の光ゲート１０１において、光ゲート時間を短くするために１０ＧＨｚの基本周波数を２逓倍した２０ＧＨｚの電気クロックを駆動信号として用いるようにしているが、この２０ＧＨｚの電気クロックを実現するために周波数ダブラ１０５および２０ＧＨｚ用の電気増幅器１０６が必要になるため、装置の構成の複雑化および高コスト化などを招いてしまうという欠点がある。
【００１３】
本発明は上記の点に着目してなされたもので、時分割多重信号光を光のまま安定に時分割分離することのできる簡易な構成の分離装置を提供すると共に、それを用いた光受信装置および光伝送システムを提供することを目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するため、本発明による時分割多重信号光の分離装置は、複数の信号光を時間軸上で多重した時分割多重信号光が入力され、該時分割多重信号光を、前記信号光のビットレートのｎ倍（ｎは３以上の正の整数とする）の繰り返し周波数に従って透過率が周期的に変化する第１光ゲート部と、該第１光ゲート部からの出力を入力するように接続され前記信号光のビットレートに等しい繰り返し周波数に従って透過率が周期的に変化する第２光ゲート部とにそれぞれ導くことにより、当該時分割多重信号光に含まれる少なくとも１つの信号光を時間軸上で分離する分離装置であって、前記第１光ゲート部が、駆動電圧に対する光透過特性が周期的に変化する第１光変調器と、前記信号光のビットレートに等しい繰り返し周波数を有し、かつ、前記第１光変調器の周期的な光透過特性におけるｎ／２周期の電圧差に対応した電圧振幅を有する駆動信号を前記第１光変調器に与える第１駆動回路とを備えるようにしたものである。
【００１５】
かかる構成の分離装置では、信号光のビットレートに等しい繰り返し周波数を有する駆動信号であって、その電圧振幅が第１光変調器の周期的な光透過特性のｎ／２周期の電圧差に対応した駆動信号に従って第１光変調器が駆動されることにより、第１光ゲート部は、信号光のビットレートのｎ倍の繰り返し周波数に従って動作する光スイッチとして機能するようになり、信号光のビットレートと同じ繰り返し周波数のクロックを逓倍する必要なく第１光ゲート部を駆動することができるようになる。これにより、分離装置の構成の簡略化および低コスト化を図ることが可能になる。
【００１６】
上記の分離装置の具体的な構成として、第１光変調器は、マッハツェンダ型光変調器を用いることが可能である。また、第１駆動回路は、第１、２光ゲート部を透過した信号光を基に抽出された該信号光のビットレートに等しい繰り返し周波数を有する電気クロックの位相および電圧振幅を調整して第１光変調器に与える駆動信号を生成するようにしてもよい。
【００１７】
本発明による光受信装置は、複数の信号光を時間軸上で多重した時分割多重信号光が入力され、該時分割多重信号光を基に前記信号光のビットレートに等しい繰り返し周波数のクロックを抽出するクロック抽出用ユニットと、前記時分割多重信号光に含まれる各信号光を時間軸上で分離して受信処理する信号光受信用ユニットと、を備えた光受信装置であって、前記クロック抽出用ユニットおよび前記信号光受信用ユニットの少なくとも一方が、上述したような本発明による時分割多重信号光の分離装置を含むようにしたものである。
【００１８】
かかる構成の光受信装置では、上述したような時分割多重信号光の分離装置を用いて、時分割多重信号光からのクロックの抽出もしくは各信号光の時分割分離またはその両方の処理が行われるようになる。これにより、簡略な構成で低価格の光受信装置を実現することが可能になる。
上述したような時分割多重信号光の分離装置やそれを用いた光受信装置は、多数の信号光を時分割多重して伝送する超高速の光伝送システムを構築するのに有用である。このような光伝送システムの具体的な態様については、以下の実施の形態で詳しく説明することにする。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１は、本発明かかる時分割多重信号光の分離装置についての一実施形態の構成を示すブロック図である。
図１において、本分離装置は、例えば、Ｂｂ／ｓの信号光が多重度Ｎで時分割多重されたＮ×Ｂｂ／ｓの時分割多重信号光が入力される第１光ゲート部としてのマッハツェンダ型変調器（以下、ＭＺ変調器とする）１と、ＭＺ光変調器１を透過して時分割分離された信号光が入力される第２光ゲートとしての光変調器２と、光変調器２を透過して時分割分離された信号光が入力される受光器３と、受光器３で光電変換された電気信号が入力されるバンドパスフィルタ（ＢＰＦ）４と、ＭＺ光変調器１を駆動する駆動回路５と、光変調器２を駆動する駆動回路６と、を備えて構成される。本分離装置は、図中の破線で示すように、Ｎ×Ｂｂ／ｓの時分割多重信号光からＢＨｚの電気クロックを抽出するための装置として、または、Ｎ×Ｂｂ／ｓの時分割多重信号光から所望のＢｂ／ｓの信号光を時分割分離して受信電気信号を生成するための装置として用いられる。
【００２０】
ＭＺ光変調器１は、基板１ａ上に形成された光導波路１ｂに入射された光が２分岐され、各々の光が分岐導波路を伝搬する際に電極１ｃに印加される駆動電圧に応じて生じる電気光学効果により異なる位相変化を受け、その後に合波干渉されて出力されるマッハツェンダ干渉計を利用した周知の光変調器である。このＭＺ型光変調器１は、例えば図２に示すように、駆動電圧に対する光透過特性が周期的に変化する特性を備えている。本実施形態では、このＭＺ型光変調器１の周期的な光透過特性に注目して、後述するようにＭＺ型光変調器１に印加する駆動電圧の振幅を２×Ｖπに調整することによって、受光器３からＢＰＦ４を介して帰還される電気クロックの繰り返し周波数ＢＨｚを２逓倍することなく２×Ｂｂ／ｓの信号光を時分割分離できるようにしている。
【００２１】
上記ＭＺ光変調器１の基板１ａとしては、例えばニオブ酸リチウム（lithium niobate；ＬｉＮｂＯ3）等の電気光学効果を有する公知の基板材料を使用することができる。また、例えばインジウム燐（ＩｎＰ）等を基板１ａの材料として用いるようにすれば、偏光無依存のＭＺ光変調器が実現されるようになるため、主に受信側に適用されて偏光状態が変化する信号光を受けることになる本分離装置のＭＺ光変調器１として好適である。上記のようなインジウム燐を材料にした偏光無依存のＭＺ光変調器は、例えば文献(7);IEE Electronics Letters, vol.35, pp.730 -731, 1999等で公知のものである。
【００２２】
なお、図１では、ＭＺ光変調器１の構成として、一方の分岐導波路に沿った電極に対して電気クロックに応じた駆動電圧が印加され、他方の分岐導波路に沿った電極は接地される一例を示したが、本発明で用いられるＭＺ光変調器の構成はこれに限られるものではなく、例えば、各分岐導波路に沿った各々の電極に対して位相が略１８０°異なる駆動電圧が印加されるなどといった各種の公知の構成を適用することが可能である。
【００２３】
光変調器２は、前述の図１５に示した従来の構成における第２光ゲート１０２と同様の機能を実現するものであって、受光器３からＢＰＦ４を介して帰還されるＢＨｚの電気クロックに基づいて駆動回路６により駆動され、ＭＺ光変調器１を透過した２×Ｂｂ／ｓの信号光からＢｂ／ｓの信号光を時分割分離することが可能な光デバイスである。この光変調器２としては、例えば図３に示すように、駆動電圧の減少に応じて光吸収係数が増大し透過率が単調に減少する特性を備えたＥＡ変調器を使用することができる。また、前述の図２に示したような光透過特性を備えたＭＺ光変調器を光変調器２として使用することも可能である。光変調器２としてＭＺ光変調器を適用する場合、後述するようにＢＨｚの電気クロックに基づいて生成される駆動電圧の振幅をＶπに調整することで、Ｂｂ／ｓの信号光の時分割分離が可能になる。なお、ここでは光変調器２の具体例としてＥＡ変調器およびＭＺ光変調器を挙げたが、本発明においてＢｂ／ｓの信号光を時分割分離する光ゲート（光変調器）は上記の一例に限定されるものではない。
【００２４】
受光器３は、光変調器２を透過したＢｂ／ｓの信号光を受光して電気信号に変換する一般的な受光デバイスである。この受光器３で発生する電気信号は、ここではＢＰＦ４に出力される。ＢＰＦ４は、受光器３からの電気信号に含まれる繰り返し周波数がＢＨｚの成分を抽出し、それを電気クロックとして各駆動回路５，６にそれぞれ出力する。
【００２５】
駆動回路５は、例えば、移相器５ａ、電気増幅器５ｂ、直流電源５ｃおよびバイアスティ５ｄを有する。移相器５ａは、ＭＺ光変調器１で時分割分離する信号光の通過タイミングに応じて、ＢＰＦ４から送られてくるＢＨｚの電気クロックの位相を可変にシフトさせて出力する。電気増幅器５ｂは、移相器５ａで位相調整されたＢＨｚの電気クロックを増幅して、その電圧振幅が２×Ｖπに相当する値となるように調整する。直流電源５ｃは、ＭＺ光変調器１の動作点を設定するバイアス電圧を発生する。バイアスティ５ｄは、電気増幅器５ｂで電圧振幅が２×Ｖπに調整されたＢＨｚの電気信号に直流電源５ｃからのバイアス電圧を与えた駆動信号を、ＭＺ光変調器１の一方の分岐導波路に沿った電極１ｃの一端に印加する。なお、２×Ｖπの駆動信号が印加される電極１ｃの他端はインピーダンス整合されて終端されている。
【００２６】
駆動回路６は、上記の駆動回路５の構成と同様に、移相器６ａ、電気増幅器６ｂ、直流電源６ｃおよびバイアスティ６ｄを有する。移相器６ａは、光変調器２で時分割分離する信号光の通過タイミングに応じて、ＢＰＦ４から送られてくるＢＨｚの電気クロックの位相を可変にシフトさせて出力する。電気増幅器６ｂは、移相器６ａで位相調整されたＢＨｚの電気クロックを増幅して出力する。具体的に、光変調器２として前述の図３に示したような光透過特性を有するＥＡ変調器が用いられる場合、移相器６ａからの電気クロックの電圧振幅が約３〜４Ｖに調整されるように、電気増幅器６ｂは電気クロックを増幅する。また、光変調器２として前述の図２に示したような光透過特性を有するＭＺ光変調器が用いられる場合には、移相器６ａからの電気クロックの電圧振幅がＶπに相当する値となるように、電気増幅器６ｂは電気クロックを増幅する。直流電源６ｃは、光変調器２の動作点を設定するバイアス電圧を発生する。バイアスティ６ｄは、電気増幅器６ｂで電圧振幅が調整されたＢＨｚの電気信号に直流電源６ｃからのバイアス電圧を与えた駆動信号を光変調器２に印加する。
【００２７】
次に、上記のような構成を備えた分離装置の動作について説明する。
まず、ＭＺ光変調器１の光ゲート特性について詳しく説明する。前述の図２に示したように、ＭＺ光変調器１の透過率は印加される駆動電圧に対して周期的に変化する。このような周期的な光透過特性を有するＭＺ光変調器は、通常、光送信機等において光の強度変調器として使用される場合が多い。この場合、例えば図４に示すように、周期的な光透過特性において透過率が最大になる点と最小になる点の間の電圧差（一般にこの電圧差をＶπとする場合が多い）に対応するように、ＭＺ光変調器に印加する駆動信号（変調信号）の電圧振幅が調整される。このように電圧振幅がＶπに調整された駆動信号の繰り返し周波数をＢＨｚとすると、ＭＺ光変調器からはＢｂ／ｓのビットレートで強度変調された信号光が出力されるようになる。
【００２８】
上記のようにＭＺ光変調器をＶπの電圧振幅で駆動する一般的な方式に対して、本実施形態の分離装置におけるＭＺ光変調器１は、例えば図５に示すように、周期的な光透過特性において１周期の電圧差に対応する２×Ｖπの電圧振幅、すなわち、透過率が最小になる（または最大になる）隣り合う２点間の電圧差に対応させて電圧振幅が調整された駆動信号により駆動される。具体的には、受光器３からＢＰＦ４を介して駆動回路５に帰還されるＢＨｚの電気クロックが電気増幅器５ｂで増幅されることでその電圧振幅が２×Ｖπに調整される。また、２×Ｖπに振幅調整された電気クロックに対しては、直流電源５ｃからのバイアス電圧がバイアスティ５ｄを介して与えられることで、ＭＺ光変調器１での透過率が最小値と最大値の間で周期的に変化するように動作点も調整される。これにより、ＭＺ光変調器１は、ＢＨｚの電気クロックを２逓倍することなく、図５の右上に示すように２×ＢＨｚの光ゲートとして動作するようになる。
【００２９】
上記のように２×Ｖπの電圧振幅で駆動されるＭＺ光変調器１を２×ＢＨｚの光ゲートとして用いた本分離装置では、例えば図６の上段に示すようなＮ×Ｂｂ／ｓの時分割多重信号光が入力されると、その時分割多重信号光は、２×ＢＨｚの光ゲートとして動作するＭＺ光変調器１と、ＢＨｚの光ゲートとして動作する光変調器２とに順に与えられ、各光ゲートを透過した信号光は受光器２に送られる。受光器３に到達した信号光は光電変換されて電気信号となり、その電気信号に含まるＢＨｚ成分がＢＰＦ４で抽出されて電気クロックとして各駆動回路５，６に帰還され、ＭＺ光変調器１および光変調器２の駆動制御に用いられる。
【００３０】
ここで、上記の図６に例示したように、Ｎ×Ｂｂ／ｓの時分割多重信号光に含まれるＢｂ／ｓの信号光（チャネル）のうちで、例えば１番のチャネルを時分割分離する場合についての制御動作を説明することにする。時分割多重信号光から１番のチャネルの信号光を時分割分離するためには、その１番の信号光の通過タイミングにそれぞれ同期させて、ＭＺ光変調器１による２×ＢＨｚの光ゲート特性と光変調器２によるＢＨｚの光ゲート特性と制御する必要がある。このため本分離装置では、受光器３からＢＰＦ４を介して各駆動回路５，６に帰還される電気クロックの位相が各移相器５ａ，６ａでそれぞれ調整される。これにより、１番の信号光がＭＺ光変調器１および光変調器２をそれぞれ通過するタイミングに略一致して、ＭＺ光変調器１および光変調器２の各透過率がそれぞれ最大となるように制御される。
【００３１】
ＭＺ光変調器１では、その透過率が図６の下段に示したように２×ＢＨｚの繰り返し周波数で最大になるため、１番の信号光が周期的に通過するタイミングの中間のタイミングでも他のチャネルの信号光がＭＺ光変調器１で時分割分離される。また、ＭＺ光変調器１における光ゲート時間が、分離される時分割多重信号光のチャネル間隔よりも長い場合には、１番の信号光に隣接する信号光の成分も漏れてくることになる。このような１番の信号光以外の不要な光成分は、ＭＺ光変調器１を透過した信号光が、図６の下段に示したように１番の信号光の通過タイミングに同期したＢＨｚの光ゲートとして動作する光変調器２に与えられることにより取り除かれ、１番の信号光のみが時分割分離されて光変調器２から出力されるようになる。
【００３２】
上記のように本実施形態の分離装置によれば、上述の図１５に示した従来の構成のように周波数ダブラを設ける必要がなくなるため構成の簡略化を図ることが可能になる。また、２×ＢＨｚ用の電気増幅器に代えてＢＨｚ用の電気増幅器を使用することができるため、超高速信号光に対応した分離装置を容易に実現でき装置コストの低減を図ることも可能になる。
【００３３】
なお、上記の実施形態では、２×Ｖπの電圧振幅で駆動されることにより２×ＢＨｚの光ゲートとして動作するＭＺ光変調器１が、ＢＨｚの光ゲートとして動作する光変調器２の前段に配置される構成を例示したが、本発明はこれに限らず、光変調器２の後段にＭＺ光変調器１を配置するようにしても同様の効果を得ることが可能である。
【００３４】
また、受光器３からＢＰＦ４を介して各駆動回路５，６に帰還されるＢＨｚの電気クロックの位相が、各々の駆動回路５，６内に設けられた移相器５ａ，６ａでそれぞれ調整される構成例を示したが、ＭＺ光変調器１および光変調器２に対する各駆動信号の位相を調整するための構成は上記の一例に限定されるものではなく、例えば図７（Ａ）〜（Ｅ）の概略図に示すような移相器の配置も可能である。なお、図７では、移相器の配置を分かり易く示すために、各駆動回路５，６およびＢＰＦ４の図示を省略している。
【００３５】
具体的に、図７（Ａ）の構成例では、ＭＺ光変調器１および光変調器２に対する電気クロックの位相を移相器７Ａによりまとめて調整した後に、ＭＺ光変調器１に対する電気クロックの位相のみを移相器７Ｂで調整するようにしている。また、図７（Ｂ）の構成例では、上記の場合と同様に移相器７Ａでまとめて位相調整された電気クロックについて、光変調器２に対する電気クロックの位相のみを移相器７Ｃで調整するようにしている。さらに、図７（Ｃ）の構成例では、ＭＺ光変調器１に対する電気クロックの位相を移相器７Ｂにより調整するようにし、光変調器２側の位相調整については、ＭＺ光変調器１と光変調器２の間に配置した光移相器７Ｄ（光学的な遅延回路）により行うようにしている。この光移相器７Ｄの配置については、図７（Ｄ）の光移相器７Ｅに示すように光変調器２と受光器３の間に設けるようにしてもよい。また、図７（Ｅ）の構成例に示すように、上記の光移相器７Ｄ，７Ｅを組み合わせてＭＺ光変調器１および光変調器２に対する位相調整を光学的に行うことも可能である。
【００３６】
さらに、上記の実施形態では、各駆動回路５，６に帰還される電気クロックが正弦波の信号波形を有するものとして説明を行ったが、本発明においてＭＺ光変調器１および光変調器２を駆動する信号の波形は正弦波に限定されるものではない。例えば、ＢＰＦ４で抽出されるＢＨｚの電気クロックに所要の信号処理を施して立ち上がりおよび立下りの急峻な矩形波を生成し、その矩形波に整形された電気クロックに基づいてＭＺ光変調器１および光変調器２を駆動するようにしてもよい。この場合、ＭＺ光変調器１および光変調器２における各光ゲート特性がより急峻に変化するようになる。
【００３７】
加えて、上記の実施形態では、信号光のビットレートＢの２倍の繰り返し周波数に従って第１光ゲート部としてのＭＺ光変調器１の透過率が周期的に変化するように設定したが、本発明はこれに限らず、信号光のビットレートの２倍以上の繰り返し周波数に従ってＭＺ光変調器１の透過率が変化するようにしてもよい。例えば、信号光のビットレートの３倍の繰り返し周波数に従ってＭＺ光変調器１の透過率を変化させる場合には、図８に示すように、ＭＺ光変調器１の周期的な光透過特性における１．５周期の電圧差に対応する３×Ｖπの電圧振幅の駆動信号をＭＺ光変調器１に与えるようにすればよい。この場合、３×ＢＨｚの光ゲートとして動作するＭＺ光変調器１と、ＢＨｚの光ゲートとして動作する光変調器２とが、図９に示すようなタイミングで互いに動作することによって、Ｎ×Ｂｂ／ｓの時分割多重信号光からＢｂ／ｓの信号光を信号光が分離されるようになる。このように本発明は、第１光ゲート部について、信号光のビットレートＢの２倍以上、すなわち一般化すると、ｎを１を除いた正の整数としてｎ倍の繰り返し周波数に従って透過率が変化するように、第１光変調器の周期的な光透過特性におけるｎ／２周期の電圧差に対応した電圧振幅を有する駆動信号を第１光変調器に与える構成とすることが可能である。
【００３８】
次に、上記のような本発明による分離装置を用いた光受信装置について説明する。
図１０は、本発明による光受信装置の一実施形態の概略構成を示すブロック図である。なお、前述の図１に示した構成と同様の部分には同じ符号を付して説明を省略するものとし、以下、他の図面においても同様とする。
【００３９】
図１０において、本光受信装置は、例えば、Ｂｂ／ｓの信号光が多重度Ｎで時分割多重されたＮ×Ｂｂ／ｓの時分割多重信号光が入力され、その時分割多重信号光を２分岐して出力する光カプラ８と、光カプラ８から出力される一方の分岐光を基にＢＨｚの電気クロックを抽出するクロック抽出用ユニット１０Ａと、光分岐器８から出力される他方の分岐光から所望のＢｂ／ｓの信号光を時分割分離して受信電気信号を生成する信号光受信用ユニット１０Ｂとを備え、クロック抽出用および信号光受信用の各ユニット１０Ａ，１０Ｂが、前述の図１に示した分離装置と基本的に同様の構成をそれぞれ有するようにしたものである。
【００４０】
ただし、信号光受信用ユニット１０Ｂについては、図１の構成における受光器３およびＢＰＦ４に代えて光受信機９が設けられ、クロック抽出用ユニット１０Ａで抽出されたＢＨｚの電気クロックの位相および電圧振幅を調整してＭＺ光変調器１および光変調器２が駆動されるようにしている。光受信機９は、２×ＢＨｚの光ゲートとして動作するＭＺ光変調器１およびＢＨｚの光ゲートとして動作する光変調器２を順に透過して時分割分離された所望のＢｂ／ｓの信号光を受信し電気信号に変換してＢｂ／ｓの受信電気信号を生成するものである。この光受信機９から出力される受信電気信号は、ここでは図示を省略したが等化増幅回路や識別回路等に送られて周知の受信処理が施されるものとする。
【００４１】
上記のような構成の光受信装置では、前述の図１に示した分離装置の場合と同様にして、クロック抽出用ユニット１０ＡにおけるＭＺ光変調器１および光変調器２が２×ＢＨｚの光ゲートおよびＢＨｚの光ゲートとしてそれぞれ動作し、各々の光ゲートを透過して時分割分離されたＢｂ／ｓの信号光が受光器３で受光されて、そのＢＨｚ成分がＢＰＦ４を通過して各駆動回路５，６に帰還されることにより、ＢＨｚの電気クロックが安定して抽出される。
【００４２】
また、信号光受信用ユニット１０Ｂにおいては、クロック抽出側のＢＰＦ４を通過したＢＨｚの電気クロックが各駆動回路５，６に送られて、その電気クロックの位相および電圧振幅がそれぞれ調整される。これにより、信号光受信側についてもＭＺ光変調器１が２×Ｖπの電圧振幅で駆動されて２×ＢＨｚの光ゲートとして動作し、光変調器２がＢＨｚの光ゲートとして動作して、所望のＢｂ／ｓの信号光が時分割分離されて光受信機９で受信されるようになる。
【００４３】
なお、上記のような光受信装置では、偏光状態の変化する時分割多重信号光が入力されることが想定されるため、任意の偏光状態の時分割多重信号光から所望の信号光を時分割分離できるようにするのが有用である。このためには、例えば、前述したようにインジウム燐（ＩｎＰ）等を材料にした偏光無依存型のＭＺ光変調器１を使用するのが好ましい。また例えば、一般的な偏光依存性のあるＭＺ光変調器１の前段に能動的な偏光制御器を挿入して、ＭＺ光変調器１に入力される時分割多重信号光の偏光状態が一定となるように制御することも可能である。具体的には、ＭＺ光変調器１の前段に、例えばλ／４波長板、λ／２波長板およびアナライザを順に配置して時分割多重信号光を通過させ、アナライザから出力される信号光のパワーを観測して、その観測結果をλ／４波長板およびλ／２波長板に帰還することで、ＭＺ光変調器１に送られる時分割多重信号光の偏光状態を一定に制御するようにしてもよい。なお、上記のような能動的な偏光制御器としては、例えば駿河精機社製の偏光補償器（ＶＰＡＣ−１００）などを利用することができる。
【００４４】
上記のように本実施形態の光受信装置によれば、上述の図１５に示した従来の場合に比べて簡略な装置構成により、Ｎ×Ｂｂ／ｓの時分割多重信号光からＢｂ／ｓの信号光を時分割分離して受信処理することができる。これにより、超高速の時分割多重信号光に対応した光受信装置を容易かつ低コストで提供することが可能になる。
【００４５】
なお、上記の図１０に示した光受信装置によって１番からＮ番までのいずれかの信号光を時分割分離するためには、各信号光の番号に対応させた各々の時間帯ごとにＢＨｚの電気クロックの位相調整を行うようにすればよい。
次に、本発明による光受信装置の他の実施形態について説明する。
図１１は、本発明による光受信装置の他の実施形態の概略構成を示すブロック図である。
【００４６】
図１１において、本光受信装置は、前述の図１０に示した光受信装置の構成をモジュール化して、Ｎ×Ｂｂ／ｓの時分割多重信号光に含まれる１番からＮ番までの各信号光にそれぞれ対応させてＮ個の光受信モジュール１０−１，１０−２，…１０−Ｎを設けたものである。各光受信モジュール１０−１〜１０−Ｎの光カプラ８には、光分岐器１１でＮ分岐されたＮ×Ｂｂ／ｓの時分割多重信号光がそれぞれ入力される。
【００４７】
かかる構成の光受信装置では、各光受信モジュール１０−１〜１０−Ｎにおいて、それぞれ、ＢＨｚの電気クロックの抽出と、各々に対応するＢｂ／ｓの信号光の時分割分離とが行われる。これにより、光受信モジュール１０−１ではＮ×Ｂｂ／ｓの時分割多重信号光に含まれる１番の信号光が受信され、光受信モジュール１０−２では２番の信号光が受信され、以降同様にして、光受信モジュール１０−ＮではＮ番の信号光が受信されるようになる。
【００４８】
このように、本実施形態の光受信装置によれば、Ｎ×Ｂｂ／ｓの時分割多重信号光に含まれる１番からＮ番までの各信号光の時分割分離を並列的に処理することが可能になる。
次に、本発明による光受信装置のさらに別の実施形態について説明する。
図１２は、本発明による光受信装置の別の実施形態の概略構成を示すブロック図である。
【００４９】
図１２において、本光受信装置は、前述の図１１に示した光受信装置について、各光受信モジュール１０−１〜１０−Ｎにそれぞれ設けていたクロック抽出用ユニットを共通化することにより装置構成の簡略化を図るようにした応用例である。具体的には、Ｎ×Ｂｂ／ｓの時分割多重信号光を光カプラ１２で２分岐して、一方の分岐光を共通化された１つのクロック抽出用ユニット１０Ａに送り、他方の分岐光を前述した光分岐器１１に送ってさらにＮ分岐してＮ個の信号光受信用ユニット１０Ｂ−１〜１０Ｂ−Ｎにそれぞれ送る。各信号光受信用ユニット１０Ｂ−１〜１０Ｂ−Ｎには、クロック抽出用ユニット１０Ａで抽出されたＢＨｚの電気クロックがそれぞれ与えられていて、その電気クロックの位相および電圧振幅が各々のユニットにおいてそれぞれ調整される。
【００５０】
上記のような光受信装置によれば、前述の図１１に示した実施形態の場合と同様にして、Ｎ×Ｂｂ／ｓの時分割多重信号光に含まれる１番からＮ番までの各信号光の時分割分離を並列的に処理することが可能になる。また、クロック抽出用ユニットを共通化したことによって、装置構成をより簡略なものにできると共に、各信号光の時分割分離の処理をより安定に行うことが可能になる。
【００５１】
次に、前述したような本発明による光受信装置を用いた時分割多重光伝送システムについて説明する。
図１３は、本発明による光伝送システムの一実施形態の概略構成を示すブロック図である。
図１３において、本光伝送システムは、例えば、Ｂｂ／ｓの信号光が多重度Ｎで時分割多重されたＮ×Ｂｂ／ｓの時分割多重信号光を発生して光伝送路２２に送信する光送信装置２１と、光伝送路２２上に配置された複数の光中継器２３を介して中継伝送されるＮ×Ｂｂ／ｓの時分割多重信号光を受信する光受信装置２４とを備えたシステムについて、光受信装置２４として本発明による光受信装置を適用したものである。ここでは、前述の図１２に示したクロック抽出用ユニットを共通化した構成を光受信装置２４に適用した一例が示してある。ただし、本発明の光伝送システムは、前述の図１０や図１１に示した構成を光受信装置２４に適用することも可能である。
【００５２】
上記のように本発明を適用した光受信装置２４を用いて構成した光伝送システムによれば、多数の信号光を時分割多重して伝送する超高速のシステムを容易に実現することが可能になる。
なお、図１３のシステム構成例では、光伝送路２２上に複数の光中継器２３が配置され時分割多重信号光が中継伝送される場合を示したが、本発明の光伝送システムは上記の一例に限定されるものではなく、例えば、光送信装置２１から光中継器を介すことなく光受信装置２４に時分割多重信号光が伝送されるようにしてもよい。
【００５３】
次に、本発明の光伝送システムの他の実施形態について説明する。ここでは、上述の図１に示したような本発明による分離装置を光３Ｒ再生器で用いる光クロックを生成するための手段として利用した応用例について説明する。
図１４は、上記の応用例による光伝送システムの概略構成を示すブロック図である。
【００５４】
図１４において、本光伝送システムは、例えば、Ｂｂ／ｓの信号光が多重度Ｎで時分割多重されたＮ×Ｂｂ／ｓの時分割多重信号光が光送信装置２１から光伝送路２２に送信され、光伝送路２２上に配置された複数の光中継器２３を介して光受信装置２４まで中継伝送されるシステム構成について、光伝送路２２上の所要の位置に光３Ｒ再生器３１が配置されていて、その光３Ｒ再生器３１で用いる光クロックを生成する発光器３２に与える電気クロックを得るための手段として、上述の図１に示した構成と同様の分離装置３３を適用したものである。この分離装置３３には、光３Ｒ再生器３１の前段の光伝送路２２上に挿入した光カプラ３４によって分岐されたＮ×Ｂｂ／ｓの時分割多重信号光が入力される。
【００５５】
分離装置３３では、上述した分離装置の実施形態の場合と同様にして、ＭＺ光変調器１が２×ＢＨｚの光ゲートとして動作し、光変調器２がＢＨｚの光ゲートとして動作して、光カプラ３４で分岐されたＮ×Ｂｂ／ｓの時分割多重信号光が各々の光ゲートを透過することによりＢｂ／ｓの信号光が時分割分離され、そのＢｂ／ｓの信号光が受光器３およびＢＰＦ４を介して各駆動回路５，６に帰還されることによりＢＨｚの電気クロックが安定して抽出される。そして、分離装置３３で抽出されたＢＨｚの電気クロックが発光器３２に入力されることでＢＨｚの光クロックが生成され、その光クロックが光３Ｒ再生器３１に与えられる。光３Ｒ再生器３１では、光カプラ３４を通ったＮ×Ｂｂ／ｓの時分割多重信号光が、発光器３２からのＢＨｚの光クロックに従って、光の状態のままで等化増幅（Reshaping）、タイミング抽出（Retiming）および識別再生（Regenerating）のいわゆる３Ｒ処理を施されて、後段の光伝送路に出力される。
【００５６】
上記のように分離装置３３で抽出した電気クロックを光３Ｒ再生器３１で用いられる光クロックの生成に利用するようにしたことで、Ｎ×Ｂｂ／ｓの時分割多重信号光に含まれるＢｂ／ｓの信号光と同じ伝送速度で、かつ、その信号光に同期した光クロックを簡単に生成することができる。これにより、光送信装置および光受信装置の間で超高速の時分割多重信号光を光３Ｒ再生を行いながら中継伝送するシステムを容易に実現することが可能になる。
【００５７】
以上、本明細書で開示した主な発明について以下にまとめる。
【００５８】
（付記１） 複数の信号光を時間軸上で多重した時分割多重信号光が入力され、該時分割多重信号光を、前記信号光のビットレートのｎ倍（ｎは１を除く正の整数とする）の繰り返し周波数に従って透過率が周期的に変化する第１光ゲート部と、該第１光ゲート部に直列に接続され前記信号光のビットレートに等しい繰り返し周波数に従って透過率が周期的に変化する第２光ゲート部とにそれぞれ導くことにより、当該時分割多重信号光に含まれる少なくとも１つの信号光を時間軸上で分離する分離装置であって、
前記第１光ゲート部は、駆動電圧に対する光透過特性が周期的に変化する第１光変調器と、前記信号光のビットレートに等しい繰り返し周波数を有し、かつ、前記第１光変調器の周期的な光透過特性におけるｎ／２周期の電圧差に対応した電圧振幅を有する駆動信号を前記第１光変調器に与える第１駆動回路とを備えたことを特徴とする時分割多重信号光の分離装置。
【００５９】
（付記２） 付記１に記載の分離装置であって、
前記第１光変調器は、マッハツェンダ型光変調器であることを特徴とする時分割多重信号光の分離装置。
【００６０】
（付記３） 付記２に記載の分離装置であって、
前記マッハツェンダ型光変調器は、ニオブ酸リチウムを材料とした基板を用いて構成されたことを特徴とする時分割多重信号光の分離装置。
【００６１】
（付記４） 付記３に記載の分離装置であって、
前記マッハツェンダ型光変調器に入力される時分割多重信号光の偏光状態を一定に制御する偏光制御部を備えたことを特徴とする時分割多重信号光の分離装置。
【００６２】
（付記５） 付記２に記載の分離装置であって、
前記マッハツェンダ型光変調器は、偏光無依存動作を可能にする材料を用いて構成されたことを特徴とする時分割多重信号光の分離装置。
【００６３】
（付記６） 付記５に記載の分離装置であって、
前記マッハツェンダ型光変調器は、インジウム燐を材料とした基板を用いて構成されたことを特徴とする時分割多重信号光の分離装置。
【００６４】
（付記７） 付記１に記載の分離装置であって、
前記第１駆動回路は、前記第１光ゲート部および前記第２光ゲート部を透過した信号光を基に抽出された該信号光のビットレートに等しい繰り返し周波数を有する電気クロックの位相および電圧振幅を調整して前記第１光変調器に与える駆動信号を生成することを特徴とする時分割多重信号光の分離装置。
【００６５】
（付記８） 付記１に記載の分離装置であって、
前記第２光ゲート部は、駆動電圧に対して光透過特性が変化する第２光変調器と、前記信号光のビットレートに等しい繰り返し周波数を有する駆動信号を前記第２光変調器に与える第２駆動回路とを備えたことを特徴とする時分割多重信号光の分離装置。
【００６６】
（付記９） 付記８に記載の分離装置であって、
前記第２光変調器は、電界吸収型光変調器であることを特徴とする時分割多重信号光の分離装置。
【００６７】
（付記１０） 付記８に記載の分離装置であって、
前記第２光変調器は、マッハツェンダ型光変調器であり、
前記第２駆動回路は、前記第２光変調器の周期的な光透過特性における１／２周期の電圧差に対応した電圧振幅を有する駆動信号を前記第２光変調器に与えることを特徴とする時分割多重信号光の分離装置。
【００６８】
（付記１１） 付記８に記載の分離装置であって、
前記第２駆動回路は、前記第光１ゲート部および前記第２光ゲート部を透過した信号光を基に抽出された該信号光のビットレートに等しい繰り返し周波数を有する電気クロックの位相および電圧振幅を調整して前記第２光変調器に与える駆動信号を生成することを特徴とする時分割多重信号光の分離装置。
【００６９】
（付記１２） 複数の信号光を時間軸上で多重した時分割多重信号光が入力され、該時分割多重信号光を基に前記信号光のビットレートに等しい繰り返し周波数のクロックを抽出するクロック抽出用ユニットと、前記時分割多重信号光に含まれる各信号光を時間軸上で分離して受信処理する信号光受信用ユニットと、を備えた光受信装置であって、
前記クロック抽出用ユニットおよび前記信号光受信用ユニットの少なくとも一方が、付記１に記載した時分割多重信号光の分離装置を含むことを特徴とする光受信装置。
【００７０】
（付記１３） 付記１２に記載の光受信装置であって、
前記クロック抽出用ユニットおよび前記信号光受信用ユニットは、時分割多重信号光に含まれる複数の信号光ごとにそれぞれ設けられることを特徴とする光受信装置。
【００７１】
（付記１４） 付記１３に記載の光受信装置であって、
前記クロック抽出用ユニットは、時分割多重信号光に含まれる２以上の信号光について共通化したことを特徴とする光受信装置。
【００７２】
（付記１５） 複数の信号光を時間軸上で多重した時分割多重信号光が光送信装置から光伝送路に送信され、該光伝送路を介して伝送される時分割多重信号光が、付記１２に記載した光受信装置により受信されることを特徴とする光伝送システム。
【００７３】
（付記１６） 複数の信号光を時間軸上で多重した時分割多重信号光を光送信装置から光伝送路に送信し、該光伝送路上に配置された複数の光中継器を介して光受信装置まで中継伝送する光伝送システムであって、
前記時分割多重信号光に含まれる信号光に同期した光クロックを用いて、前記光伝送路を伝搬する時分割多重信号光の光再生処理を実行する光再生器を備え、該光再生器に与えられる光クロックが、付記１に記載の分離装置により時分割多重信号光から抽出されたクロックに基づいて生成されることを特徴とする光伝送システム。
【００７４】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明による時分割多重信号光の分離装置によれば、駆動電圧に対する光透過特性が周期的に変化する第１光変調器が、信号光のビットレートに等しい繰り返し周波数を有し、かつ、上記周期的な光透過特性におけるｎ／２周期の電圧差に対応した電圧振幅を有する駆動信号により駆動されるようにしたことで、第１光ゲート部が、信号光のビットレートと同じ繰り返し周波数のクロックを逓倍する必要なく、信号光のビットレートのｎ倍の繰り返し周波数に従ってスイッチ動作するようになるため、電気帯域制限を上回る高速の時分割多重信号光を時分割分離することができる。これにより、超高速の時分割多重信号光に対応した分離装置の構成の簡略化および低コスト化を図ることが可能になる。
【００７５】
また、このような時分割多重信号光の分離装置を用いて光受信装置や光伝送システムを構成することにより、超高速の時分割多重信号光の伝送を比較的容易に実現することが可能となり、超高速信号光を用いた通信システム等の研究および開発を加速することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明かかる時分割多重信号光の分離装置についての一実施形態の構成を示すブロック図である。
【図２】上記の実施形態で光ゲートとして用いられるＭＺ光変調器の光透過特性を示す図である。
【図３】上記の実施形態で光ゲートとして用いられるＥＡ変調器の光透過特性を示す図である。
【図４】上記の実施形態についてＭＺ光変調器をＶπの電圧振幅で駆動したときの光ゲート特性の一例を示す図である。
【図５】上記の実施形態についてＭＺ光変調器を２×Ｖπの電圧振幅で駆動したときの光ゲート特性の一例を示す図である。
【図６】上記の実施形態について１番の信号光を時分割分離するときの動作を説明するための図である。
【図７】上記の実施形態について駆動信号の位相を調整する移相器の配置例を列挙した図である。
【図８】上記の実施形態に関連して、信号光のビットレートの３倍の繰り返し周波数でＭＺ光変調器を動作させる場合の一例を示す図である。
【図９】図８の場合について、１番の信号光を時分割分離するときの一例を示す図である。
【図１０】本発明による光受信装置の一実施形態の概略構成を示すブロック図である。
【図１１】本発明による光受信装置の他の実施形態の概略構成を示すブロック図である。
【図１２】本発明による光受信装置の別の実施形態の概略構成を示すブロック図である。
【図１３】本発明による光伝送システムの一実施形態の概略構成を示すブロック図である。
【図１４】本発明による光伝送システムの他の実施形態の概略構成を示すブロック図である。
【図１５】従来の時分割多重信号光の分離装置の構成例を示すブロック図である。
【符号の説明】
１ ＭＺ光変調器（第１光ゲート）
２ 光変調器（第２光ゲート）
３ 受光器
４ バンドパスフィルタ（ＢＰＦ）
５，６ 駆動回路
８，１２，３４ 光カプラ
１０Ａ クロック抽出用ユニット
１０Ｂ 信号光受信用ユニット
１１ 光分岐器
２１ 光送信装置
２２ 光伝送路
２４ 光受信装置
３１ 光３Ｒ再生器
３２ 発光器
３３ 分離装置
Claims (5)
- 複数の信号光を時間軸上で多重した時分割多重信号光が入力され、該時分割多重信号光を、前記信号光のビットレートの３以上の正の整数倍の繰り返し周波数に従って透過率が周期的に変化する第１光ゲート部と、該第１光ゲート部からの出力を入力するように接続され前記信号光のビットレートに等しい繰り返し周波数に従って透過率が周期的に変化する第２光ゲート部とにそれぞれ導くことにより、当該時分割多重信号光に含まれる少なくとも１つの信号光を時間軸上で分離する分離装置であって、
前記第１光ゲート部は、駆動電圧に対する光透過特性が周期的に変化する第１光変調器と、前記信号光のビットレートに等しい繰り返し周波数を有し、かつ、前記第１光変調器の周期的な光透過特性における前記３以上の正の整数の半分周期の電圧差に対応した電圧振幅を有する駆動信号を前記第１光変調器に与える第１駆動回路とを備えたことを特徴とする時分割多重信号光の分離装置。 - 請求項１に記載の分離装置であって、
前記第１光変調器は、マッハツェンダ型光変調器であることを特徴とする時分割多重信号光の分離装置。 - 請求項１に記載の分離装置であって、
前記第１駆動回路は、前記第１光ゲート部および前記第２光ゲート部を透過した信号光を基に抽出された該信号光のビットレートに等しい繰り返し周波数を有する電気クロックの位相および電圧振幅を調整して前記第１光変調器に与える駆動信号を生成することを特徴とする時分割多重信号光の分離装置。 - 複数の信号光を時間軸上で多重した時分割多重信号光が入力され、該時分割多重信号光を基に前記信号光のビットレートに等しい繰り返し周波数のクロックを抽出するクロック抽出用ユニットと、前記時分割多重信号光に含まれる各信号光を時間軸上で分離して受信処理する信号光受信用ユニットと、を備えた光受信装置であって、
前記クロック抽出用ユニットおよび前記信号光受信用ユニットの少なくとも一方が、請求項１に記載した時分割多重信号光の分離装置を含むことを特徴とする光受信装置。 - 複数の信号光を時間軸上で多重した時分割多重信号光を光送信装置から光伝送路に送信し、該光伝送路上に配置された複数の光中継器を介して光受信装置まで中継伝送する光伝送システムであって、
前記時分割多重信号光に含まれる信号光に同期した光クロックを用いて、前記光伝送路を伝搬する時分割多重信号光の光再生処理を実行する光再生器を備え、該光再生器に与えられる光クロックが、請求項１に記載の分離装置により時分割多重信号光から抽出されたクロックに基づいて生成されることを特徴とする光伝送システム。
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