JP5009130B2 - Clock phase synchronization circuit and optical receiver - Google Patents
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Description
本発明は、光時分割多重信号を多重分離する際に用いられるクロック位相同期回路及び光受信器に関するものである。 The present invention relates to a clock phase synchronization circuit and an optical receiver used when demultiplexing an optical time division multiplexed signal.
光時分割多重信号を多重分離する際に、光周波数領域で信号処理を行うことで、高速な多重分離動作を実現することが可能となる。このような多重分離動作を実現する方法として、図1に示すような光受信器の構成が知られている(例えば、非特許文献1)。 By performing signal processing in the optical frequency domain when demultiplexing an optical time division multiplexed signal, a high-speed demultiplexing operation can be realized. As a method for realizing such demultiplexing operation, a configuration of an optical receiver as shown in FIG. 1 is known (for example, Non-Patent Document 1).
図1Aに示すように、従来の光受信器101は、信号発生器102と、信号発生器102の出力により直接周波数偏移変調された光信号を出力する直接変調光源103と、光受信器101の光信号入力部から入力された光時分割多重信号と直接変調光源103から出力された光信号とを合波する光結合器104と、光結合器104で合波された光時分割多重信号と直接変調光源103から出力された光信号を光ヘテロダイン受信する光検波器105と、光検波器105の出力信号の一部の帯域を透過する電気バンドパスフィルタ106と、電気バンドパスフィルタ106の出力を復調し、目的の信号を出力する中間周波信号復調器107とを具える。
As shown in FIG. 1A, a conventional
ここで、図1A中の(a)、(b)、(c)、(d)における信号の時間波形と周波数成分の関係の一例を図1Bに示す。光受信器101の光信号入力部から入力される光時分割多重信号の時間波形は、図1B中の(a)であり、信号チャネルα、β、γ、δが多重されている。このとき、光時分割多重信号は、中心周波数fSから変調速度fBだけ周波数成分が広がっている。また、信号発生器102と直接変調光源103により、図1B(b)に示すような、中心周波数fLOかつ強度一定かつ変調速度fBの1/4の速度で周波数が−Δf〜+Δfまで変動する局部発振光を出力する。次に、光時分割多重信号と局部発振光を、光結合器104を用いて合波するが、このとき、光時分割多重信号の目的の信号チャネルαと局部発振光の周波数変動が+Δfになるタイミングを一致させるように合波する。その後、光検波器105において、光ヘテロダイン受信を起こし、図1B(c)に示すような、目的の信号チャネルαが中心周波数fS−fLOからΔfだけ低周波側にシフトした中間周波信号が出力される。中間周波信号の周波数成分のうち、信号チャネルαに相当する周波数成分のみを電気バンドパスフィルタ106を用いて透過することにより、図1B(d)に示すように、目的の信号チャネルαのみを多重分離することができ、多重分離した信号を中間周波信号復調器107を用いて復調することで目的の信号チャネルαを復調することができる。
図1に示した従来の光受信器では、簡易な構成で高速な光時分割多重信号を多重分離可能である反面、信号発生器102と直接変調光源103から出力される周波数偏移変調信号の変調のタイミングを光時分割多重信号の目的の信号チャネルと厳密に合わせる必要がある。このため、光時分割多重信号のクロック成分が必要となるが、従来の構成では光受信器側においてクロック位相同期を行っていないことから、クロック信号を光時分割多重信号とは別途送信器より伝送する必要があり、経済的に光伝送システムを構成することが困難である。
The conventional optical receiver shown in FIG. 1 is capable of demultiplexing a high-speed optical time division multiplexed signal with a simple configuration, while the frequency-shifted modulation signal output from the
本発明の目的は、光時分割多重信号受信時におけるクロック位相同期回路を、光受信器側において光受信器構成を大きく変えることなく実現し、経済的な光受信器を提供することにある。 An object of the present invention is to provide an economical optical receiver by realizing a clock phase synchronization circuit at the time of optical time division multiplexed signal reception without largely changing the configuration of the optical receiver on the optical receiver side.
本発明による第1の態様は、
光時分割多重信号を多重分離受信する際に用いるクロック位相同期回路において、
前記クロック位相同期回路で位相同期される信号を発生する信号発生手段と、
前記信号発生手段により直接周波数偏移変調された光信号を出力する光信号出力手段と、
前記光時分割多重信号と前記光信号出力手段から出力された直接周波数偏移変調信号とを合波する光合波手段と、
前記光合波手段で合波された光時分割多重信号と直接周波数偏移変調信号を光ヘテロダイン受信する光受信手段と、
前記光受信手段から出力された信号のうち前記光時分割多重信号の中心周波数と光信号出力手段が出力する光信号の中心周波数の差から前記光時分割多重信号の信号速度の1/2だけずれた電気周波数の信号を透過する透過手段と、
前記透過手段の出力を強度検波する強度検波手段とを具え、
前記強度検波手段の出力により、前記透過手段が透過する、前記光時分割多重信号の中心周波数と光信号出力手段が出力する光信号の中心周波数の差から前記光時分割多重信号の信号速度の1/2だけずれた電気周波数の信号が最大となるように前記信号発生手段の出力信号の位相を制御することを特徴とする。
According to a first aspect of the present invention,
In the clock phase synchronization circuit used when demultiplexing and receiving optical time division multiplexed signals,
Signal generating means for generating a signal phase-synchronized by the clock phase synchronization circuit ;
An optical signal output means for outputting an optical signal directly frequency shift modulated by the signal generating means;
Optical multiplexing means for multiplexing the optical time division multiplexed signal and the direct frequency shift keying signal output from the optical signal output means;
Optical receiving means for optical heterodyne reception of the optical time division multiplexed signal and direct frequency shift keying signal combined by the optical multiplexing means;
Of the signals output from the optical receiving means, the difference between the center frequency of the optical time division multiplexed signal and the center frequency of the optical signal output from the optical signal output means is only ½ of the signal speed of the optical time division multiplexed signal. Transmission means for transmitting signals of shifted electrical frequencies ;
Comprising intensity detection means for intensity detection of the output of the transmission means,
Said intensity Ri by the output of the detection means, the transmitting means transmits the optical time division multiplex signal center frequency and the optical signal output means signal of the optical time division multiplex signal from the difference between the center frequency of the optical signal output from the The phase of the output signal of the signal generating means is controlled so that the signal of the electrical frequency shifted by ½ of the speed becomes maximum .
本発明による第2の態様は、
光時分割多重信号を多重分離受信する際に用いるクロック位相同期回路において、
連続光を出力する光出力手段と、
前記クロック位相同期回路で位相同期される信号を発生する信号発生手段と、
前記信号発生手段の出力により、前記光出力手段から出力された連続光を周波数偏移変調又は位相偏移変調する光変調手段と、
前記光時分割多重信号と前記光変調手段から出力された周波数偏移変調信号又は位相偏移変調信号とを合波する光合波手段と、
前記光合波手段で合波された光時分割多重信号と周波数偏移変調信号又は位相偏移変調信号を光ヘテロダイン受信する光受信手段と、
前記光受信手段から出力された信号のうち前記光時分割多重信号の中心周波数と光出力手段が出力する光信号の中心周波数の差から前記光時分割多重信号の信号速度の1/2だけずれた電気周波数の信号を透過する透過手段と、
前記透過手段の出力を強度検波する強度検波手段とを具え、
前記強度検波手段の出力により、前記透過手段が透過する、前記光時分割多重信号の中心周波数と光出力手段が出力する光信号の中心周波数の差から前記光時分割多重信号の信号速度の1/2だけずれた電気周波数の信号が最大となるように前記信号発生手段の出力信号の位相を制御することを特徴とする。
According to a second aspect of the present invention,
In the clock phase synchronization circuit used when demultiplexing and receiving optical time division multiplexed signals,
Light output means for outputting continuous light;
Signal generating means for generating a signal phase-synchronized by the clock phase synchronization circuit ;
Light modulation means for frequency shift modulation or phase shift modulation of the continuous light output from the light output means by the output of the signal generation means;
Optical multiplexing means for multiplexing the optical time division multiplexed signal and the frequency shift modulation signal or phase shift modulation signal output from the optical modulation means;
Optical receiving means for optical heterodyne reception of the optical time division multiplexed signal combined with the optical multiplexing means and the frequency shift modulation signal or phase shift modulation signal;
Of the signals output from the optical receiving means, the difference between the center frequency of the optical time division multiplexed signal and the center frequency of the optical signal output from the optical output means is shifted by 1/2 of the signal speed of the optical time division multiplexed signal. Transmitting means for transmitting a signal of electrical frequency ,
Comprising intensity detection means for intensity detection of the output of the transmission means,
Ri by the output of said intensity detecting means, the transmitting means transmits the signal speed of the optical time division multiplex signal from the difference between the center frequency of the center frequency and the optical signal optical output means outputs the optical time division multiplex signal The phase of the output signal of the signal generating means is controlled so that the signal with the electrical frequency shifted by ½ is maximized .
本発明による第3の態様は、前記光受信手段が差動受信型光検波器を有することを特徴とする。 A third aspect of the present invention is characterized in that the optical receiving means has a differential reception type optical detector.
本発明による第4の態様は、
光時分割多重信号を多重分離受信する光受信器において、
前記光受信器で位相同期される信号を発生する信号発生手段と、
前記信号発生手段の出力により周波数偏移変調又は位相偏移変調された光信号を出力する光信号出力手段と、
前記光時分割多重信号と前記光信号出力手段から出力された周波数偏移変調信号又は位相偏移変調信号とを合波する光合波手段と、
前記光合波手段で合波された光時分割多重信号と周波数偏移変調信号又は位相偏移変調信号を光ヘテロダイン受信する光受信手段と、
前記光受信手段から出力された中間周波信号のうち多重分離しようとする信号に相当する周波数の信号を透過する第1の透過手段と、
前記第1の透過手段の出力を復調する復調手段と、
前記光受信手段から出力された信号のうち前記光時分割多重信号の中心周波数と前記光信号出力手段が出力する光信号の中心周波数の差から前記光時分割多重信号の信号速度の1/2だけずれた電気周波数の信号を透過する第2の透過手段と、
前記第2の透過手段の出力を強度検波する強度検波手段とを具え、
前記強度検波手段の出力により、前記第2の透過手段が透過する、前記光時分割多重信号の中心周波数と前記光信号出力手段が出力する光信号の中心周波数の差から前記光時分割多重信号の信号速度の1/2だけずれた電気周波数の信号が最大となるように前記信号発生手段の出力信号の位相を制御することを特徴とする。
According to a fourth aspect of the present invention,
In an optical receiver for demultiplexing and receiving optical time division multiplexed signals,
Signal generating means for generating a signal synchronized in phase with the optical receiver;
An optical signal output means for outputting an optical signal subjected to frequency shift keying or phase shift keying by the output of the signal generating means;
Optical multiplexing means for multiplexing the optical time division multiplexed signal and the frequency shift keying signal or phase shift keying signal output from the optical signal output means;
Optical receiving means for optical heterodyne reception of the optical time division multiplexed signal combined with the optical multiplexing means and the frequency shift modulation signal or phase shift modulation signal;
First transmission means for transmitting a signal having a frequency corresponding to a signal to be demultiplexed among the intermediate frequency signals output from the optical reception means;
Demodulation means for demodulating the output of the first transmission means;
1/2 from the difference between the center frequency of the optical signal output from the central frequency and the optical signal output means of the optical time division multiplex signal out of the signal output from the light receiving means of the signal speed of the optical time division multiplex signal A second transmission means for transmitting a signal having an electrical frequency shifted by
Comprising intensity detecting means for intensity detecting the output of the second transmitting means,
The optical time division multiplex signal is obtained from the difference between the center frequency of the optical time division multiplex signal transmitted by the second transmission means and the center frequency of the optical signal output from the optical signal output means by the output of the intensity detection means. The phase of the output signal of the signal generating means is controlled so that the signal of the electrical frequency shifted by ½ of the signal speed becomes maximum.
本発明による第5の態様は、
光時分割多重信号を多重分離受信する光受信器において、
前記光受信器で位相同期される信号を発生する信号発生手段と、
前記信号発生手段の出力により周波数偏移変調又は位相偏移変調された光信号を出力する光信号出力手段と、
前記光時分割多重信号と前記光信号出力手段から出力された周波数偏移変調信号又は位相偏移変調信号とを合波する光合波手段と、
前記光合波手段で合波された光時分割多重信号と周波数偏移変調信号又は位相偏移変調信号の一部を光ヘテロダイン受信する第1の光受信手段と、
前記第1の光受信手段から出力された中間周波信号のうち多重分離しようとする信号に相当する周波数の信号を透過する第1の透過手段と、
前記第1の透過手段の出力を復調する復調手段と、
前記光合波手段で合波された光時分割多重信号と周波数偏移変調信号又は位相偏移変調信号の一部を光ヘテロダイン受信する第2の光受信手段と、
前記第2の光受信手段から出力された信号のうち前記光時分割多重信号の中心周波数と前記光信号出力手段が出力する光信号の中心周波数の差から前記光時分割多重信号の信号速度の1/2だけずれた電気周波数の信号を透過する第2の透過手段と、
前記第2の透過手段の出力を強度検波する強度検波手段とを具え、
前記強度検波手段の出力により、前記第2の透過手段が透過する、前記光時分割多重信号の中心周波数と前記光信号出力手段が出力する光信号の中心周波数の差から前記光時分割多重信号の信号速度の1/2だけずれた電気周波数の信号が最大となるように前記信号発生手段の出力信号の位相を制御することを特徴とする。
According to a fifth aspect of the present invention,
In an optical receiver for demultiplexing and receiving optical time division multiplexed signals,
Signal generating means for generating a signal synchronized in phase with the optical receiver;
An optical signal output means for outputting an optical signal subjected to frequency shift keying or phase shift keying by the output of the signal generating means;
Optical multiplexing means for multiplexing the optical time division multiplexed signal and the frequency shift keying signal or phase shift keying signal output from the optical signal output means;
First optical receiving means for optical heterodyne reception of the optical time division multiplexed signal combined with the optical multiplexing means and a part of the frequency shift keying signal or phase shift keying signal;
First transmission means for transmitting a signal having a frequency corresponding to a signal to be demultiplexed among the intermediate frequency signals output from the first optical reception means;
Demodulation means for demodulating the output of the first transmission means;
Second optical receiving means for optically heterodyne receiving a part of the optical time division multiplexed signal combined with the optical multiplexing means and the frequency shift keying signal or phase shift keying signal;
From the difference between the center frequency of the optical signal output from the central frequency and the optical signal output means of the optical time division multiplex signal of the signal output from the second light receiving means of the signal speed of the optical time division multiplex signal A second transmission means for transmitting a signal having an electrical frequency shifted by ½,
Comprising intensity detecting means for intensity detecting the output of the second transmitting means,
The optical time division multiplex signal is obtained from the difference between the center frequency of the optical time division multiplex signal transmitted by the second transmission means and the center frequency of the optical signal output from the optical signal output means by the output of the intensity detection means. The phase of the output signal of the signal generating means is controlled so that the signal of the electrical frequency shifted by ½ of the signal speed becomes maximum.
本発明による第6の態様は、
光時分割多重信号を多重分離受信する光受信器において、
前記光時分割多重信号を分岐する第1の光分岐手段と、
前記光受信器で位相同期される信号を発生する信号発生手段と、
前記信号発生手段の出力により周波数偏移変調又は位相偏移変調された光信号を出力する光信号出力手段と、
前記光信号出力手段の出力光信号を分岐する第2の光分岐手段と、
前記第2の光分岐手段の出力光信号に光遅延を与える少なくとも1つの光遅延手段と、
前記第2の光分岐手段の出力光信号と、前記第1の光分岐手段の出力光信号とを合波する第1の光結合手段と、
前記光遅延手段に対応して設けられ、前記光遅延手段の出力光信号と、前記第1の光分岐手段の出力光信号とを合波する少なくとも1つの第2の光結合手段と、
前記第1および第2の光結合手段に対応して設けられ、前記第1および第2の光結合手段で合波された出力光信号を光ヘテロダイン受信する複数の光受信手段と、
前記複数の光受信手段に対応して設けられ、前記光受信手段から出力された中間周波信号のうち多重分離しようとする信号に相当する周波数の信号を用いて復調する複数の復調手段と、
前記複数の光受信手段のいずれか1つに接続され、前記光受信手段から出力された信号のうち前記光時分割多重信号の中心周波数と前記光信号出力手段が出力する光信号の中心周波数の差から前記光時分割多重信号の信号速度の1/2だけずれた電気周波数の信号を用いて位相制御信号を抽出する位相制御信号抽出手段とを具え、
前記位相制御信号抽出手段が出力する前記位相制御信号により、前記光時分割多重信号の中心周波数と前記光信号出力手段が出力する光信号の中心周波数の差から前記光時分割多重信号の信号速度の1/2だけずれた電気周波数の信号が最大となるように前記信号発生手段の出力信号の位相を制御することを特徴とする。
According to a sixth aspect of the present invention,
In an optical receiver for demultiplexing and receiving optical time division multiplexed signals,
First optical branching means for branching the optical time division multiplexed signal;
Signal generating means for generating a signal synchronized in phase with the optical receiver;
An optical signal output means for outputting an optical signal subjected to frequency shift keying or phase shift keying by the output of the signal generating means;
Second optical branching means for branching the output optical signal of the optical signal output means;
At least one optical delay means for providing an optical delay to the output optical signal of the second optical branching means;
First optical coupling means for combining the output optical signal of the second optical branching means and the output optical signal of the first optical branching means;
Provided corresponding to the optical delay means, and at least one second optical coupling means for multiplexing the output optical signal of the optical delay means and the output optical signal of the first optical branching means;
A plurality of optical receiving means provided corresponding to the first and second optical coupling means, for optically heterodyne-receiving the output optical signal combined by the first and second optical coupling means;
A plurality of demodulation means that are provided corresponding to the plurality of optical receiving means and demodulate using a signal of a frequency corresponding to a signal to be demultiplexed among the intermediate frequency signals output from the optical receiving means;
Is connected to one of said plurality of light receiving means, the center frequency of the optical signal output from the central frequency and the optical signal output means of the optical time division multiplex signal of the signal output from the light receiving means Phase control signal extraction means for extracting a phase control signal using a signal having an electrical frequency shifted from the difference by 1/2 of the signal speed of the optical time division multiplexed signal,
Due to the phase control signal output from the phase control signal extraction means, the signal speed of the optical time division multiplexed signal is calculated from the difference between the center frequency of the optical time division multiplexed signal and the center frequency of the optical signal output from the optical signal output means. The phase of the output signal of the signal generating means is controlled so that the signal with the electrical frequency shifted by ½ is maximized.
本発明による第7の態様は、第4または6の態様において、前記光受信手段が差動受信型光検波器を有することを特徴とする。 According to a seventh aspect of the present invention, in the fourth or sixth aspect, the optical receiving means includes a differential reception type optical detector.
本発明による第8の態様は、第5の態様において、前記第1および第2の光受信手段が差動受信型光検波器を有することを特徴とする。According to an eighth aspect of the present invention, in the fifth aspect, the first and second optical receiving means include a differential reception type optical detector.
本発明による第1の態様によれば、周波数偏移変調光を局部発振光として用いた光ヘテロダイン受信によって、高速に伝送される光時分割多重信号のクロック成分の位相誤差信号を抽出することが可能となり、この位相誤差信号を用いて信号発生手段を制御することで、目的のチャネルを安定して多重分離受信することが可能となる。 According to the first aspect of the present invention, a phase error signal of a clock component of an optical time division multiplexed signal transmitted at high speed can be extracted by optical heterodyne reception using frequency shift modulated light as local oscillation light. By controlling the signal generating means using this phase error signal, it becomes possible to demultiplex and receive the target channel stably.
本発明による第2の態様によれば、周波数偏移変調光又は位相偏移変調光を局部発振光として用いた光ヘテロダイン受信によって、高速に伝送される光時分割多重信号のクロック成分の位相誤差信号を抽出することが可能となり、この位相誤差信号を用いて信号発生手段を制御することで、目的のチャネルを安定して多重分離受信することが可能となる。 According to the second aspect of the present invention, the phase error of the clock component of the optical time division multiplexed signal transmitted at high speed by the optical heterodyne reception using the frequency shift modulated light or the phase shift modulated light as the local oscillation light. It becomes possible to extract a signal, and by controlling the signal generating means using this phase error signal, it becomes possible to stably demultiplex and receive the target channel.
本発明による第3の態様によれば、第1又は第2の態様のクロック位相同期回路において、光ヘテロダイン受信を行った際に生じる光時分割多重信号のベースバンド成分を除去することが可能となり、より受信特性の高いクロック位相同期回路を構成することが可能となる。 According to the third aspect of the present invention, in the clock phase synchronization circuit of the first or second aspect, it becomes possible to remove the baseband component of the optical time division multiplexed signal generated when optical heterodyne reception is performed. Thus, it is possible to configure a clock phase synchronization circuit with higher reception characteristics.
本発明による第4の態様によれば、第1〜第3の態様のクロック位相同期回路において、位相誤差信号を高感度に受信することが可能となり、より精度の高いクロック位相同期動作を実現することが可能となる。 According to the fourth aspect of the present invention, in the clock phase synchronization circuit according to the first to third aspects, it is possible to receive the phase error signal with high sensitivity and to realize a more accurate clock phase synchronization operation. It becomes possible.
本発明による第5の態様によれば、光受信部とクロック位相同期回路で信号発生手段と光信号出力手段を共用した構成で、光時分割多重信号の多重分離とクロック位相同期を行うことが可能となり、光増幅器や位相変調器を含むような、高価でかつ複雑な構成を用いることなく、安定な多重分離動作を実現することができる。 According to the fifth aspect of the present invention, it is possible to perform demultiplexing and clock phase synchronization of an optical time division multiplexed signal in a configuration in which the signal generating means and the optical signal output means are shared by the optical receiver and the clock phase synchronization circuit. This makes it possible to realize a stable demultiplexing operation without using an expensive and complicated configuration including an optical amplifier and a phase modulator.
本発明による第6の態様によれば、第5の態様と同様に、光受信部とクロック位相同期回路で信号発生手段と光信号出力手段を共用した構成で、光時分割多重信号の多重分離とクロック位相同期を行うことが可能となり、光増幅器や位相変調器を含むような、高価でかつ複雑な構成を用いることなく、安定な多重分離動作を実現することができる。さらに、光受信手段を複数配置することで、光受信手段の特性を信号の多重分離動作とクロック位相同期動作に個別に最適化することが可能となり、より受信特性の高い光受信器を構成することが可能となる。 According to the sixth aspect of the present invention, as in the fifth aspect, the optical time division multiplexed signal is demultiplexed in a configuration in which the signal generating means and the optical signal output means are shared by the optical receiver and the clock phase synchronization circuit. The clock phase synchronization can be performed, and a stable demultiplexing operation can be realized without using an expensive and complicated configuration including an optical amplifier and a phase modulator. Furthermore, by arranging a plurality of optical receiving means, it becomes possible to individually optimize the characteristics of the optical receiving means for the signal demultiplexing operation and the clock phase synchronization operation, thereby configuring an optical receiver with higher receiving characteristics. It becomes possible.
本発明による第7の態様によれば、複数の信号チャネルを同時に多重分離受信する際に、多重分離受信部に個別にクロック位相同期回路を配置する必要がないことから、経済的な多重分離動作が可能となる。 According to the seventh aspect of the present invention, when a plurality of signal channels are simultaneously demultiplexed and received, it is not necessary to separately provide a clock phase synchronization circuit in the demultiplexing and receiving unit. Is possible.
本発明による第8の態様によれば、第5〜第7の態様の光受信器において、光ヘテロダイン受信を行った際に生じる光時分割多重信号のベースバンド成分を除去することが可能となり、より受信特性の高い光受信器を構成することが可能となる。 According to the eighth aspect of the present invention, in the optical receivers of the fifth to seventh aspects, it becomes possible to remove the baseband component of the optical time division multiplexed signal generated when optical heterodyne reception is performed, An optical receiver with higher reception characteristics can be configured.
本発明による第9の態様によれば、第5〜第8の態様の光受信器において、位相誤差信号を高感度に受信することが可能となり、より精度の高いクロック位相同期動作を実現することが可能となる。 According to the ninth aspect of the present invention, in the optical receivers of the fifth to eighth aspects, it is possible to receive the phase error signal with high sensitivity, and to realize a more accurate clock phase synchronization operation. Is possible.
本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
図2は、本発明の第1の実施の形態に係わるクロック位相同期回路の構成を示す図である。第1の実施の形態に係わるクロック位相同期回路201は、図2Aに示すように、信号発生手段としての信号発生器202と、信号発生器202により直接周波数偏移変調された光信号を出力する光信号出力手段としての直接変調光源203と、クロック位相同期回路201の光信号入力部から入力された光時分割多重信号と直接変調光源203から出力された直接周波数偏移変調信号とを合波する光合波手段としての光結合器204と、光結合器204で合波された光時分割多重信号と直接周波数偏移変調信号を光ヘテロダイン受信する光受信手段としての光検波器205と、光検波器205の出力の一部を透過する透過手段としての電気バンドパスフィルタ206と、電気バンドパスフィルタ206の出力を強度検波する強度検波手段としての強度検波器207とを具える。
Embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 2 is a diagram showing the configuration of the clock phase synchronization circuit according to the first embodiment of the present invention. As shown in FIG. 2A, the clock
第1の実施の形態では、強度検波器207の出力によって信号発生器202の出力信号の位相を制御し、信号発生器202は、例えば発振器と電気増幅器を用いて構成することができる。
In the first embodiment, the phase of the output signal of the
ここで、図2A中の(a)、(b)、(c)における信号の時間波形と周波数成分の関係の一例を図2B、図2Cに示している。クロック位相同期回路201の光信号入力部から入力される光時分割多重信号の時間波形は、図2B又は図2C中の(a)であり、信号チャネルα、β、γ、δが多重されている。このとき、光時分割多重信号は、中心周波数fSから変調速度fBだけ周波数成分が広がっている。また、信号発生器202と直接変調光源203により、図2B又は図2Cの(b)に示すような、中心周波数fLOかつ強度一定かつ変調速度fBの1/4の速度で周波数が−Δf〜+Δfまで変動する局部発振光を出力する。
Here, FIG. 2B and FIG. 2C show an example of the relationship between the time waveform of the signal and the frequency component in (a), (b), and (c) in FIG. 2A. The time waveform of the optical time division multiplexed signal input from the optical signal input unit of the clock
次に、光時分割多重信号と局部発振光を光結合器204を用いて合波するが、この際、図2B(b)のように、光時分割多重信号の目的の信号チャネルαと局部発振光の周波数変動が+Δfになるタイミングを一致させるように合波することにより、光時分割多重信号の多重分離動作を実現可能である。しかしながら、図2C(b)のように、例えば、光時分割多重信号の目的の信号チャネルαと局部発振光の周波数変動が+Δfになるタイミングが一致しておらず、局部発振光の周波数変動+Δfになるタイミングが光時分割多重信号のチャネル間隔に相当するタイミングと一致してしまっているような場合には、信号を多重分離することができない。 Next, the optical time division multiplexed signal and the local oscillation light are multiplexed using the optical coupler 204. At this time, as shown in FIG. 2B (b), the target signal channel α and the local part of the optical time division multiplexed signal are combined. By multiplexing so that the timing when the frequency fluctuation of the oscillation light becomes + Δf is coincident, the demultiplexing operation of the optical time division multiplexed signal can be realized. However, as shown in FIG. 2C (b), for example, the target signal channel α of the optical time division multiplexed signal does not coincide with the timing at which the frequency fluctuation of the local oscillation light becomes + Δf, and the frequency fluctuation of the local oscillation light + Δf In such a case, the signal cannot be demultiplexed if the timing becomes the same as the timing corresponding to the channel interval of the optical time division multiplexed signal.
このとき、図2B(c)と図2C(c)の周波数成分を比較すると、fS−fLOの周波数成分又はfS−fLO±fBの周波数成分が、多重分離動作が実現可能な図2Bの場合には小さくなり、多重分離動作が行えない図2Cの場合には大きくなることがわかる。さらに、fS−fLO±fB/2の周波数成分又はfS−fLO±3fB/2の周波数成分が、多重分離動作が実現可能な図2Bの場合には大きくなり、多重分離動作が行えない図2Cの場合には小さくなることがわかる。 At this time, when comparing the frequency component of the FIG. 2B (c) and FIG. 2C (c), f S -f LO frequency components of the frequency components or f S -f LO ± f B is, demultiplexing operation is feasible It can be seen that the size is smaller in the case of FIG. 2B and larger in the case of FIG. 2C where the demultiplexing operation cannot be performed. Furthermore, the frequency component of f S -f LO ± f B / 2 or the frequency component of f S -f LO ± 3 f B / 2 becomes large in the case of FIG. It can be seen that in the case of FIG.
このことから、電気バンドパスフィルタ206により、fS−fLOの周波数成分、fS−fLO±fBの周波数成分、fS−fLO±fB/2の周波数成分又はfS−fLO±3fB/2の周波数成分のいずれかの単一周波数成分を透過し、強度検波器207により強度成分を抽出した後、この強度成分が、fS−fLOの周波数成分又はfS−fLO±fBの周波数成分を透過した場合には最小になるように、信号発生器202の出力信号の位相を制御し、また、fS−fLO±fB/2の周波数成分又はfS−fLO±3fB/2の周波数成分を透過した場合には最大になるように、信号発生器202の出力信号の位相を制御することにより、最適のタイミングで光時分割多重信号と局部発振光を合波することが可能となる。
Therefore, the electrical band-pass filter 206, f S -f frequency component of the LO, f S -f LO frequency components of ± f B, f S -f LO ± f B / 2 of the frequency components or f S -f After passing through any single frequency component of the frequency components of LO ± 3 f B / 2 and extracting the intensity component by the
なお、図2Aの構成において、図2B、図2Cは、電気バンドパスフィルタ206がfS−fLO−fB/2の周波数成分を透過させた場合を示している。
In the configuration of FIG. 2A, FIGS. 2B and 2C show a case where the
第1の実施の形態のような構成とすることにより、強度検波器207の出力によって信号発生器の出力信号の位相を制御するので、高速に伝送される光時分割多重信号のクロック位相同期動作を、信号速度に比べ比較的低周波な部品を用いて実現することが可能となる。
With the configuration as in the first embodiment, the phase of the output signal of the signal generator is controlled by the output of the
また、光ヘテロダイン受信を用いて光電変換を行うことから、クロック位相同期に必要な周波数成分を高感度に受信することが可能であり、光増幅器といった複雑な光部品を用いる必要がない。 In addition, since photoelectric conversion is performed using optical heterodyne reception, frequency components necessary for clock phase synchronization can be received with high sensitivity, and it is not necessary to use complicated optical components such as an optical amplifier.
さらに、光部品に比べ経済的な電気部品を多く用いて多重分離するため、光周波数領域でクロック位相同期動作を行う必要がなく、経済的なクロック位相同期回路を構成することが可能となる。 Further, since the demultiplexing is performed by using more economical electrical components than optical components, it is not necessary to perform the clock phase synchronization operation in the optical frequency domain, and an economical clock phase synchronization circuit can be configured.
図3は、本発明の第2の実施の形態に係わるクロック位相同期回路の構成を示す図である。第2の実施形態に係わるクロック位相同期回路301は、図3に示すように、連続光を出力する光出力手段としての光源302と、信号発生手段としての信号発生器303と、信号発生器303の出力により、光源302から出力された連続光を周波数偏移変調又は位相偏移変調する光変調手段としての光変調器304と、クロック位相同期回路301の光信号入力部から入力された光時分割多重信号と光変調器304から出力された周波数偏移変調信号又は位相偏移変調信号とを合波する光合波手段としての光結合器305と、光結合器305で合波された光時分割多重信号と周波数偏移変調信号又は位相偏移変調信号を光ヘテロダイン受信する光受信手段としての光検波器306と、光検波器306の出力の一部を透過する透過手段としての電気バンドパスフィルタ307と、電気バンドパスフィルタ307の出力を強度検波する強度検波手段としての強度検波器308を具える。
FIG. 3 is a diagram showing a configuration of a clock phase synchronization circuit according to the second embodiment of the present invention. As shown in FIG. 3, a clock
第2の実施の形態によれば、強度検波器308の出力によって信号発生器303の出力信号の位相を制御し、信号発生器303は、例えば発振器と電気増幅器を用いて構成することが可能である。
According to the second embodiment, the phase of the output signal of the
第2の実施の形態における動作原理は第1の実施の形態の場合と同様である。第2の実施の形態のような構成とすることにより、強度検波器308の出力によって信号発生器303の出力信号の位相を制御するので、高速に伝送される光時分割多重信号のクロック位相同期動作を、信号速度に比べ比較的低周波な部品を用いて実現することが可能となる。
The operation principle in the second embodiment is the same as that in the first embodiment. By adopting the configuration as in the second embodiment, the phase of the output signal of the
また、光ヘテロダイン受信を用いて光電変換を行うことから、クロック位相同期に必要な周波数成分を高感度に受信することが可能であり、光増幅器といった複雑な光部品を用いる必要がない。 In addition, since photoelectric conversion is performed using optical heterodyne reception, frequency components necessary for clock phase synchronization can be received with high sensitivity, and it is not necessary to use complicated optical components such as an optical amplifier.
さらに、光部品に比べ経済的な電気部品を多く用いて多重分離するため、光周波数領域でクロック位相同期動作を行う必要がなく、経済的なクロック位相同期回路を構成することが可能となる。 Further, since the demultiplexing is performed by using more economical electrical components than optical components, it is not necessary to perform the clock phase synchronization operation in the optical frequency domain, and an economical clock phase synchronization circuit can be configured.
また、一般的に高速変調時において強度変調成分が生じることから、変調速度が制限される直接変調光源と比較し、光部品数が増加するものの、外部変調器を用いることで、さらに高速な信号のクロック位相同期動作を実現することができる。 In general, intensity modulation components are generated during high-speed modulation, but the number of optical components is increased compared to a direct modulation light source with a limited modulation speed. The clock phase synchronization operation can be realized.
図4は、本発明の第3の実施の形態に係わるクロック位相同期回路の構成を示す図である。第3の実施形態に係わるクロック位相同期回路401は、図4に示すように、信号発生手段としての信号発生器402と、信号発生器402により直接周波数偏移変調された光信号を出力する光信号出力手段としての直接変調光源403と、クロック位相同期回路401の光信号入力部から入力された光時分割多重信号と直接変調光源403から出力された直接周波数偏移変調信号とを合波する光合波手段としての光結合器404と、光結合器404で合波された光時分割多重信号と直接周波数偏移変調信号を光ヘテロダイン受信する光受信手段としての差動受信型光検波器405と、差動受信型光検波器405の出力の一部を透過する透過手段としての電気バンドパスフィルタ406と、電気バンドパスフィルタ406の出力を強度検波する強度検波手段としての強度検波器407を具える。
FIG. 4 is a diagram showing a configuration of a clock phase synchronization circuit according to the third embodiment of the present invention. As shown in FIG. 4, the clock
第3の実施の形態では、強度検波器407の出力によって信号発生器402の出力信号の位相を制御し、信号発生器402を、例えば発振器と電気増幅器を用いて構成することができる。
In the third embodiment, the phase of the output signal of the
第3の実施の形態における動作原理は第1の実施の形態の場合と同様である。また、第2の実施の形態と同様、直接変調光源403の代わりに、連続光源と外部変調器を用いることも可能である。
The operation principle in the third embodiment is the same as that in the first embodiment. As in the second embodiment, a continuous light source and an external modulator can be used instead of the direct modulation
第3の実施の形態のような構成とすることにより、高速に伝送される光時分割多重信号のクロック位相同期動作を、信号速度に比べ比較的低周波な部品を用いて実現することが可能となる。 By adopting the configuration as in the third embodiment, it is possible to realize the clock phase synchronization operation of the optical time division multiplexed signal transmitted at high speed by using components having a relatively low frequency compared to the signal speed. It becomes.
また、光ヘテロダイン受信を用いて光電変換を行うことから、クロック位相同期に必要な周波数成分を高感度に受信することが可能であり、光増幅器といった複雑な光部品を用いる必要がない。 In addition, since photoelectric conversion is performed using optical heterodyne reception, frequency components necessary for clock phase synchronization can be received with high sensitivity, and it is not necessary to use complicated optical components such as an optical amplifier.
さらに、光部品に比べ経済的な電気部品を多く用いて多重分離するため、光周波数領域でクロック位相同期動作を行う必要がなく、経済的なクロック位相同期回路を構成することが可能となる。 Further, since the demultiplexing is performed by using more economical electrical components than optical components, it is not necessary to perform the clock phase synchronization operation in the optical frequency domain, and an economical clock phase synchronization circuit can be configured.
また、光ヘテロダイン受信時に差動受信型光検波器を用いることで、光結合器404において信号を合波する際に生じる結合損失がなくなる上、光時分割多重信号の直接受信成分を相殺することから、位相誤差信号成分を高感度に受信することができ、かつ、光検波後に生じる中間周波信号をより低周波側に寄せられることから、光検波器や電気部品の所望帯域を低減することが可能となるため、経済的な受信器構成に寄与することができる。
Further, by using a differential reception type optical detector at the time of optical heterodyne reception, there is no coupling loss generated when signals are combined in the
図5は、本発明の第4の実施の形態に係わる光受信器の構成を示す図である。第4の実施形態に係わる光受信器501は、図5に示すように、信号発生手段としての信号発生器502と、信号発生器502の出力により周波数偏移変調又は位相偏移変調された光信号を出力する光信号出力手段としての変調光源503と、光受信器501の光信号入力部から入力された光時分割多重信号と変調光源503から出力された周波数偏移変調信号又は位相偏移変調信号とを合波する光合波手段としての光結合器504と、光結合器504で合波された光時分割多重信号と周波数偏移変調信号又は位相偏移変調信号を光ヘテロダイン受信する光受信手段としての光検波器505と、光検波器505の出力の一部を透過する第1の透過手段としての電気バンドパスフィルタ506と、電気バンドパスフィルタ506の出力を復調する復調手段としての復調回路507と、光検波器505の出力の一部を透過する第2の透過手段としての電気バンドパスフィルタ508と、電気バンドパスフィルタ508の出力を強度検波する強度検波手段としての強度検波器509を具える。
FIG. 5 is a diagram showing a configuration of an optical receiver according to the fourth embodiment of the present invention. As shown in FIG. 5, the
第4の実施の形態では、強度検波器509の出力によって信号発生器502の出力信号の位相を制御し、信号発生器502を、例えば発振器と電気増幅器を用いて構成することができる。
In the fourth embodiment, the phase of the output signal of the
また、変調光源503は、第1〜第3の実施の形態のように、直接変調光源又は連続光源と外部変調器を用いて構成することができる。また、光検波器505は、第3の実施の形態のように、光検波器の代わりに差動受信型光検波器を用いて構成することができる。
The modulated
第4の実施の形態における動作原理は、クロック位相同期回路の動作が第1の実施の形態の場合と同様であり、光時分割多重信号の多重分離動作が従来技術の場合と同様である。 第4の実施の形態のような構成とすることにより、強度検波器509の出力によって信号発生器の出力信号の位相を制御するので、クロック位相同期動作と光時分割多重信号の多重分離動作を、信号速度に比べ比較的低周波な部品を用いて、同時に実現することが可能となる。
The operation principle of the fourth embodiment is the same as that of the first embodiment in the operation of the clock phase synchronization circuit, and the demultiplexing operation of the optical time division multiplexed signal is the same as that in the prior art. By adopting the configuration as in the fourth embodiment, the phase of the output signal of the signal generator is controlled by the output of the
また、信号発生器502、変調光源503、光結合器504及び光検波器505をクロック位相同期動作と光時分割多重信号の多重分離動作で共用して行うことが可能となるため、経済的な構成により光受信器を構成することができる。
Further, since the
図6は、本発明の第5の実施の形態に係わる光受信器の構成を示す図である。第5の実施形態に係わる光受信器601は、図6に示すように、信号発生手段としての信号発生器602と、信号発生器602の出力により周波数偏移変調又は位相偏移変調された光信号を出力する光信号出力手段としての変調光源603と、光受信器601の光信号入力部から入力された光時分割多重信号と変調光源603から出力された周波数偏移変調信号又は位相偏移変調信号とを合波する光合波手段としての光結合器604と、光結合器604で合波された光時分割多重信号と周波数偏移変調信号又は位相偏移変調信号の一部を光ヘテロダイン受信する第1の光受信手段としての光検波器605と、光検波器605の出力の一部を透過する第1の透過手段としての電気バンドパスフィルタ606と、電気バンドパスフィルタ606の出力を復調する復調手段としての復調回路607と、光結合器604で合波された光時分割多重信号と周波数偏移変調信号又は位相偏移変調信号の一部を光ヘテロダイン受信する第2の光受信手段としての光検波器608と、光検波器608の出力の一部を透過する第2の透過手段としての電気バンドパスフィルタ609と、電気バンドパスフィルタ609の出力を強度検波する強度検波手段としての強度検波器610を具える。
FIG. 6 is a diagram showing a configuration of an optical receiver according to the fifth embodiment of the present invention. As shown in FIG. 6, the
第5の実施の形態では、強度検波器610の出力によって信号発生器602の出力信号の位相を制御し、信号発生器602を、例えば発振器と電気増幅器を用いて構成することができる。
In the fifth embodiment, the phase of the output signal of the
また、変調光源603は、第1〜第4の実施の形態のように、直接変調光源又は連続光源と外部変調器を用いて構成することができる。また、光検波器605,608は、第3の実施の形態のように、光検波器の代わりに差動受信型光検波器を用いて構成することができる。
The modulated
第5の実施の形態における動作原理は、クロック位相同期回路の動作が第1の実施の形態の場合と同様であり、光時分割多重信号の多重分離動作が従来技術の場合と同様である。 第5の実施の形態のような構成とすることにより、クロック位相同期動作と光時分割多重信号の多重分離動作を、信号速度に比べ比較的低周波な部品を用いて、同時に実現することが可能となる。 The operation principle in the fifth embodiment is the same as that of the first embodiment in the operation of the clock phase synchronization circuit, and the demultiplexing operation of the optical time division multiplexed signal is the same as in the case of the prior art. By adopting the configuration as in the fifth embodiment, the clock phase synchronization operation and the demultiplexing operation of the optical time division multiplexed signal can be realized at the same time by using relatively low frequency components compared to the signal speed. It becomes possible.
また、信号発生器502、変調光源503及び光結合器504をクロック位相同期動作と光時分割多重信号の多重分離動作で共用して行うことが可能となるため、経済的な構成により光受信器を構成することができる。
Further, since the
さらに、光検波器を複数配置することで、光検波器の特性を信号の多重分離動作とクロック位相同期動作に個別に最適化することが可能となり、より受信特性の高い光受信器を構成することが可能となる。 Furthermore, by arranging a plurality of optical detectors, it is possible to individually optimize the characteristics of the optical detectors for the signal demultiplexing operation and the clock phase synchronization operation, thereby configuring an optical receiver with higher reception characteristics. It becomes possible.
図7は、本発明の第6の実施の形態に係わる光受信器の構成を示す図である。第6の実施形態に係わる光受信器701は、図7に示すように、光受信器701から入力された光時分割多重信号を分岐する第1の光分岐手段としての光分岐器702と、信号発生手段としての信号発生器703と、信号発生器703の出力により周波数偏移変調又は位相偏移変調された光信号を出力する光信号出力手段としての変調光源704と、変調光源704の出力光信号を分岐する第2の光信号分岐手段としての光分岐器705と、光分岐器705の出力光信号に光遅延を与える光遅延手段としての複数の光遅延器706−2〜706−4と、光分岐器702の出力光信号と光分岐器705の出力光信号とを合波する第1の光合波手段としての光結合器707−1と、光分岐器702の出力光信号と光遅延器706−2〜706−4のそれぞれの出力光信号とを合波する第2の光合波手段としての光結合器707−2〜707−4と、光結合器707−1〜707−4の出力を受信し、信号を復調する復調手段としての光受信部708−1〜708−4と、光結合器707−1〜707−4の出力のいずれかを受信し、位相制御信号を抽出する位相制御信号抽出手段としての位相制御部709とを具える。
FIG. 7 is a diagram showing a configuration of an optical receiver according to the sixth embodiment of the present invention. As shown in FIG. 7, an optical receiver 701 according to the sixth embodiment includes an
第6の実施の形態では、位相制御部709の出力によって信号発生器703の出力信号の位相を制御し、信号発生器703を、例えば発振器と電気増幅器を用いて構成することができる。
In the sixth embodiment, the phase of the output signal of the
また、変調光源704は、第1〜第3の実施の形態のように、直接変調光源又は連続光源と外部変調器を用いて構成することができる。また、光受信部708−1〜708−4は、第4又は第5の実施例のように、光検波器と電気バンドパスフィルタと中間周波信号復調器又は差動受信型光検波器と電気バンドパスフィルタと中間周波信号復調器を用いて構成することができ、位相制御部709は、第1〜第5の実施例のように、光検波器と電気バンドパスフィルタと強度検波器又は差動受信型光検波器と電気バンドパスフィルタと強度検波器を用いて構成することができる。 The modulated light source 704 can be configured using a direct modulation light source or a continuous light source and an external modulator as in the first to third embodiments. In addition, as in the fourth or fifth embodiment, the optical receivers 708-1 to 708-4 include an optical detector, an electric bandpass filter, an intermediate frequency signal demodulator, a differential reception type optical detector, and an electric detector. The phase control unit 709 can be configured by using a bandpass filter and an intermediate frequency signal demodulator, and the phase control unit 709 can be configured by using an optical detector, an electric bandpass filter, an intensity detector, or a difference as in the first to fifth embodiments. It can be configured using a dynamic reception type optical detector, an electric bandpass filter, and an intensity detector.
また、図7においては、光結合器707−4の出力に位相制御部709を接続しているが、光結合器707−1〜707−3のいずれに接続しても同様の効果が得られる。 In FIG. 7, the phase control unit 709 is connected to the output of the optical coupler 707-4, but the same effect can be obtained by connecting to any of the optical couplers 707-1 to 707-3. .
さらに、第5の実施例のように、光検波器を光受信部708と位相制御部709で共有することもできる。この場合、第6の実施の形態における動作原理は、クロック位相同期回路の動作は第1の実施の形態の場合と同様であり、光時分割多重信号の多重分離動作は従来技術の場合と同様である。 Further, as in the fifth embodiment, the optical detector can be shared by the optical receiver 708 and the phase controller 709. In this case, the operation principle of the sixth embodiment is that the operation of the clock phase synchronization circuit is the same as that of the first embodiment, and the demultiplexing operation of the optical time division multiplexed signal is the same as that of the prior art. It is.
光信号を受信する際に、複数の受信部に信号を分岐し、光遅延器706−2〜706−4を用いて受信したい信号チャネルに局部発振光の周波数変動のタイミングを一致させることで、複数の信号チャネルを同時に受信することが可能であり、さらに、クロック位相同期回路部は、全ての信号チャネルの受信部で一つのみ用意すればよいため、クロック位相同期回路部を共有可能であり、経済的な光受信器を構成することができる。 When receiving an optical signal, the signal is branched to a plurality of receiving units, and the timing of frequency fluctuation of the local oscillation light is made to coincide with the signal channel to be received using the optical delay units 706-2 to 706-4. Multiple signal channels can be received at the same time. Furthermore, only one clock phase synchronization circuit unit needs to be prepared for all signal channel reception units, so the clock phase synchronization circuit unit can be shared. An economical optical receiver can be constructed.
上述のように、本発明は、光時分割多重信号受信時におけるクロック位相同期回路を、光領域と電気領域の信号処理を両方用いることで、部品点数の削減を可能とし、さらに、光時分割多重信号の多重分離回路と部品を共有することも可能であるため、クロック位相同期回路を含む光受信器を経済的な構成により実現することができる。 As described above, the present invention makes it possible to reduce the number of parts by using both the optical domain and electrical domain signal processing in the clock phase synchronization circuit at the time of optical time division multiplexed signal reception. Since it is possible to share parts with the demultiplexing circuit of the multiplexed signal, the optical receiver including the clock phase synchronization circuit can be realized with an economical configuration.
上記第1〜第3の実施の形態のクロック位相同期回路又は上記第4〜第7の実施の形態の光受信器において、図2B(c)、図2C(c)に示すように、クロック位相同期回路に含まれる電気バンドパスフィルタの透過帯域を、fS−fLO±fB/2の周波数成分を透過するように設定する。 In the clock phase synchronization circuit of the first to third embodiments or the optical receiver of the fourth to seventh embodiments, as shown in FIGS. 2B (c) and 2C (c), the clock phase The transmission band of the electric bandpass filter included in the synchronization circuit is set so as to transmit the frequency component of f S −f LO ± f B / 2.
ここで、多重分離動作が可能な場合、つまり、図2Bにあるように、光時分割多重信号の目的の信号チャネルと局部発振光の周波数変動が+Δfになるタイミングが一致した場合には、fS−fLO±fB/2の周波数成分が他の周波数成分よりも大きく出力され、多重分離動作が不可能な場合、つまり、光時分割多重信号の目的の信号チャネルと局部発振光の周波数変動が+Δfになるタイミングが時間的にfB/2ずれている場合には、fS−fLO±fB/2の周波数成分が他の周波数成分よりも小さく出力される。 Here, when the demultiplexing operation is possible, that is, as shown in FIG. 2B, when the target signal channel of the optical time division multiplexed signal and the timing at which the frequency fluctuation of the local oscillation light becomes + Δf coincide, When the frequency component of S −f LO ± f B / 2 is output larger than the other frequency components and demultiplexing operation is impossible, that is, the target signal channel of the optical time division multiplexed signal and the frequency of the local oscillation light when the timing change is + Delta] f it is temporally shifted f B / 2 is, f S -f LO ± f B / 2 of the frequency components are smaller output than the other frequency components.
そのため、fS−fLO±fB/2の周波数成分を電気バンドパスフィルタで透過することで、多重分離動作が可能となる場合と不可能となる場合の位相誤差信号の強度差を、他の周波数成分を透過する場合と比較し大きくとることができることから、高感度なクロック位相同期回路を実現することが可能となる。 Therefore, by transmitting the frequency component of f S −f LO ± f B / 2 with an electric bandpass filter, the difference in intensity of the phase error signal between when the demultiplexing operation is possible and when it is impossible can be obtained. Therefore, it is possible to realize a highly sensitive clock phase synchronization circuit.
101,501,601,701 光受信器
102,202,303,402,502,602,703 信号発生器
103,203,403 直接変調光源
104,204,305,404,504,604,707−1,707−2,707−3,707−4 光結合器
105,205,306,405,505,605,608 光検波器
106,206,307,406,506,508,606,609 電気バンドパスフィルタ
107,507,607 中間周波信号復調器
201,301,401 クロック位相同期回路
207,308,407,509,610 強度検波器
302 光源
304 外部変調器
503,603,704 変調光源
702,705 光分岐器
706−2,706−3,706−4 光遅延器
708−1,708−2,708−3,708−4 光受信部
709 位相制御部
101, 501, 601, 701
Claims (8)
前記クロック位相同期回路で位相同期される信号を発生する信号発生手段と、
前記信号発生手段により直接周波数偏移変調された光信号を出力する光信号出力手段と、
前記光時分割多重信号と前記光信号出力手段から出力された直接周波数偏移変調信号とを合波する光合波手段と、
前記光合波手段で合波された光時分割多重信号と直接周波数偏移変調信号を光ヘテロダイン受信する光受信手段と、
前記光受信手段から出力された信号のうち前記光時分割多重信号の中心周波数と光信号出力手段が出力する光信号の中心周波数の差から前記光時分割多重信号の信号速度の1/2だけずれた電気周波数の信号を透過する透過手段と、
前記透過手段の出力を強度検波する強度検波手段とを具え、
前記強度検波手段の出力により、前記透過手段が透過する、前記光時分割多重信号の中心周波数と光信号出力手段が出力する光信号の中心周波数の差から前記光時分割多重信号の信号速度の1/2だけずれた電気周波数の信号が最大となるように前記信号発生手段の出力信号の位相を制御することを特徴とするクロック位相同期回路。 In the clock phase synchronization circuit used when demultiplexing and receiving optical time division multiplexed signals,
Signal generating means for generating a signal phase-synchronized by the clock phase synchronization circuit;
An optical signal output means for outputting an optical signal directly frequency shift modulated by the signal generating means;
Optical multiplexing means for multiplexing the optical time division multiplexed signal and the direct frequency shift keying signal output from the optical signal output means;
Optical receiving means for optical heterodyne reception of the optical time division multiplexed signal and direct frequency shift keying signal combined by the optical multiplexing means;
Of the signals output from the optical receiving means, the difference between the center frequency of the optical time division multiplexed signal and the center frequency of the optical signal output from the optical signal output means is only ½ of the signal speed of the optical time division multiplexed signal. Transmission means for transmitting signals of shifted electrical frequencies;
Comprising intensity detection means for intensity detection of the output of the transmission means,
Based on the difference between the center frequency of the optical time division multiplexed signal transmitted by the transmission means and the center frequency of the optical signal output by the optical signal output means, the signal speed of the optical time division multiplexed signal is transmitted by the output of the intensity detection means. A clock phase synchronization circuit, wherein the phase of an output signal of the signal generating means is controlled so that a signal having an electrical frequency shifted by ½ is maximized.
連続光を出力する光出力手段と、
前記クロック位相同期回路で位相同期される信号を発生する信号発生手段と、
前記信号発生手段の出力により、前記光出力手段から出力された連続光を周波数偏移変調又は位相偏移変調する光変調手段と、
前記光時分割多重信号と前記光変調手段から出力された周波数偏移変調信号又は位相偏移変調信号とを合波する光合波手段と、
前記光合波手段で合波された光時分割多重信号と周波数偏移変調信号又は位相偏移変調信号を光ヘテロダイン受信する光受信手段と、
前記光受信手段から出力された信号のうち前記光時分割多重信号の中心周波数と光出力手段が出力する光信号の中心周波数の差から前記光時分割多重信号の信号速度の1/2だけずれた電気周波数の信号を透過する透過手段と、
前記透過手段の出力を強度検波する強度検波手段とを具え、
前記強度検波手段の出力により、前記透過手段が透過する、前記光時分割多重信号の中心周波数と光出力手段が出力する光信号の中心周波数の差から前記光時分割多重信号の信号速度の1/2だけずれた電気周波数の信号が最大となるように前記信号発生手段の出力信号の位相を制御することを特徴とするクロック位相同期回路。 In the clock phase synchronization circuit used when demultiplexing and receiving optical time division multiplexed signals,
Light output means for outputting continuous light;
Signal generating means for generating a signal phase-synchronized by the clock phase synchronization circuit;
Light modulation means for frequency shift modulation or phase shift modulation of the continuous light output from the light output means by the output of the signal generation means;
Optical multiplexing means for multiplexing the optical time division multiplexed signal and the frequency shift modulation signal or phase shift modulation signal output from the optical modulation means;
Optical receiving means for optical heterodyne reception of the optical time division multiplexed signal combined with the optical multiplexing means and the frequency shift modulation signal or phase shift modulation signal;
Of the signals output from the optical receiving means, the difference between the center frequency of the optical time division multiplexed signal and the center frequency of the optical signal output from the optical output means is shifted by 1/2 of the signal speed of the optical time division multiplexed signal. Transmitting means for transmitting a signal of electrical frequency,
Comprising intensity detection means for intensity detection of the output of the transmission means,
Based on the difference between the center frequency of the optical time division multiplexed signal transmitted by the transmission means and the center frequency of the optical signal output by the optical output means, the signal speed of the optical time division multiplexed signal is 1 by the output of the intensity detection means. A clock phase synchronization circuit, wherein the phase of the output signal of the signal generating means is controlled so that a signal having an electrical frequency shifted by / 2 is maximized.
前記光受信器で位相同期される信号を発生する信号発生手段と、
前記信号発生手段の出力により周波数偏移変調又は位相偏移変調された光信号を出力する光信号出力手段と、
前記光時分割多重信号と前記光信号出力手段から出力された周波数偏移変調信号又は位相偏移変調信号とを合波する光合波手段と、
前記光合波手段で合波された光時分割多重信号と周波数偏移変調信号又は位相偏移変調信号を光ヘテロダイン受信する光受信手段と、
前記光受信手段から出力された中間周波信号のうち多重分離しようとする信号に相当する周波数の信号を透過する第1の透過手段と、
前記第1の透過手段の出力を復調する復調手段と、
前記光受信手段から出力された信号のうち前記光時分割多重信号の中心周波数と前記光信号出力手段が出力する光信号の中心周波数の差から前記光時分割多重信号の信号速度の1/2だけずれた電気周波数の信号を透過する第2の透過手段と、
前記第2の透過手段の出力を強度検波する強度検波手段とを具え、
前記強度検波手段の出力により、前記第2の透過手段が透過する、前記光時分割多重信号の中心周波数と前記光信号出力手段が出力する光信号の中心周波数の差から前記光時分割多重信号の信号速度の1/2だけずれた電気周波数の信号が最大となるように前記信号発生手段の出力信号の位相を制御することを特徴とする光受信器。 In an optical receiver for demultiplexing and receiving optical time division multiplexed signals,
Signal generating means for generating a signal synchronized in phase with the optical receiver;
An optical signal output means for outputting an optical signal subjected to frequency shift keying or phase shift keying by the output of the signal generating means;
Optical multiplexing means for multiplexing the optical time division multiplexed signal and the frequency shift keying signal or phase shift keying signal output from the optical signal output means;
Optical receiving means for optical heterodyne reception of the optical time division multiplexed signal combined with the optical multiplexing means and the frequency shift modulation signal or phase shift modulation signal;
First transmission means for transmitting a signal having a frequency corresponding to a signal to be demultiplexed among the intermediate frequency signals output from the optical reception means;
Demodulation means for demodulating the output of the first transmission means;
1/2 from the difference between the center frequency of the optical signal output from the central frequency and the optical signal output means of the optical time division multiplex signal out of the signal output from the light receiving means of the signal speed of the optical time division multiplex signal A second transmission means for transmitting a signal having an electrical frequency shifted by
Comprising intensity detecting means for intensity detecting the output of the second transmitting means,
The optical time division multiplex signal is obtained from the difference between the center frequency of the optical time division multiplex signal transmitted by the second transmission means and the center frequency of the optical signal output from the optical signal output means by the output of the intensity detection means. An optical receiver characterized in that the phase of the output signal of the signal generating means is controlled so that a signal with an electrical frequency shifted by ½ of the signal speed is maximized.
前記光受信器で位相同期される信号を発生する信号発生手段と、
前記信号発生手段の出力により周波数偏移変調又は位相偏移変調された光信号を出力する光信号出力手段と、
前記光時分割多重信号と前記光信号出力手段から出力された周波数偏移変調信号又は位相偏移変調信号とを合波する光合波手段と、
前記光合波手段で合波された光時分割多重信号と周波数偏移変調信号又は位相偏移変調信号の一部を光ヘテロダイン受信する第1の光受信手段と、
前記第1の光受信手段から出力された中間周波信号のうち多重分離しようとする信号に相当する周波数の信号を透過する第1の透過手段と、
前記第1の透過手段の出力を復調する復調手段と、
前記光合波手段で合波された光時分割多重信号と周波数偏移変調信号又は位相偏移変調信号の一部を光ヘテロダイン受信する第2の光受信手段と、
前記第2の光受信手段から出力された信号のうち前記光時分割多重信号の中心周波数と前記光信号出力手段が出力する光信号の中心周波数の差から前記光時分割多重信号の信号速度の1/2だけずれた電気周波数の信号を透過する第2の透過手段と、
前記第2の透過手段の出力を強度検波する強度検波手段とを具え、
前記強度検波手段の出力により、前記第2の透過手段が透過する、前記光時分割多重信号の中心周波数と前記光信号出力手段が出力する光信号の中心周波数の差から前記光時分割多重信号の信号速度の1/2だけずれた電気周波数の信号が最大となるように前記信号発生手段の出力信号の位相を制御することを特徴とする光受信器。 In an optical receiver for demultiplexing and receiving optical time division multiplexed signals,
Signal generating means for generating a signal synchronized in phase with the optical receiver;
An optical signal output means for outputting an optical signal subjected to frequency shift keying or phase shift keying by the output of the signal generating means;
Optical multiplexing means for multiplexing the optical time division multiplexed signal and the frequency shift keying signal or phase shift keying signal output from the optical signal output means;
First optical receiving means for optical heterodyne reception of the optical time division multiplexed signal combined with the optical multiplexing means and a part of the frequency shift keying signal or phase shift keying signal;
First transmission means for transmitting a signal having a frequency corresponding to a signal to be demultiplexed among the intermediate frequency signals output from the first optical reception means;
Demodulation means for demodulating the output of the first transmission means;
Second optical receiving means for optically heterodyne receiving a part of the optical time division multiplexed signal combined with the optical multiplexing means and the frequency shift keying signal or phase shift keying signal;
From the difference between the center frequency of the optical signal output from the central frequency and the optical signal output means of the optical time division multiplex signal of the signal output from the second light receiving means of the signal speed of the optical time division multiplex signal A second transmission means for transmitting a signal having an electrical frequency shifted by ½,
Comprising intensity detecting means for intensity detecting the output of the second transmitting means,
The optical time division multiplex signal is obtained from the difference between the center frequency of the optical time division multiplex signal transmitted by the second transmission means and the center frequency of the optical signal output from the optical signal output means by the output of the intensity detection means. An optical receiver characterized in that the phase of the output signal of the signal generating means is controlled so that a signal with an electrical frequency shifted by ½ of the signal speed is maximized.
前記光時分割多重信号を分岐する第1の光分岐手段と、
前記光受信器で位相同期される信号を発生する信号発生手段と、
前記信号発生手段の出力により周波数偏移変調又は位相偏移変調された光信号を出力する光信号出力手段と、
前記光信号出力手段の出力光信号を分岐する第2の光分岐手段と、
前記第2の光分岐手段の出力光信号に光遅延を与える少なくとも1つの光遅延手段と、
前記第2の光分岐手段の出力光信号と、前記第1の光分岐手段の出力光信号とを合波する第1の光結合手段と、
前記光遅延手段に対応して設けられ、前記光遅延手段の出力光信号と、前記第1の光分岐手段の出力光信号とを合波する少なくとも1つの第2の光結合手段と、
前記第1および第2の光結合手段に対応して設けられ、前記第1および第2の光結合手段で合波された出力光信号を光ヘテロダイン受信する複数の光受信手段と、
前記複数の光受信手段に対応して設けられ、前記光受信手段から出力された中間周波信号のうち多重分離しようとする信号に相当する周波数の信号を用いて復調する複数の復調手段と、
前記複数の光受信手段のいずれか1つに接続され、前記光受信手段から出力された信号のうち前記光時分割多重信号の中心周波数と前記光信号出力手段が出力する光信号の中心周波数の差から前記光時分割多重信号の信号速度の1/2だけずれた電気周波数の信号を用いて位相制御信号を抽出する位相制御信号抽出手段とを具え、
前記位相制御信号抽出手段が出力する前記位相制御信号により、前記光時分割多重信号の中心周波数と前記光信号出力手段が出力する光信号の中心周波数の差から前記光時分割多重信号の信号速度の1/2だけずれた電気周波数の信号が最大となるように前記信号発生手段の出力信号の位相を制御することを特徴とする光受信器。 In an optical receiver for demultiplexing and receiving optical time division multiplexed signals,
First optical branching means for branching the optical time division multiplexed signal;
Signal generating means for generating a signal synchronized in phase with the optical receiver;
An optical signal output means for outputting an optical signal subjected to frequency shift keying or phase shift keying by the output of the signal generating means;
Second optical branching means for branching the output optical signal of the optical signal output means;
At least one optical delay means for providing an optical delay to the output optical signal of the second optical branching means;
First optical coupling means for combining the output optical signal of the second optical branching means and the output optical signal of the first optical branching means;
Provided corresponding to the optical delay means, and at least one second optical coupling means for multiplexing the output optical signal of the optical delay means and the output optical signal of the first optical branching means;
A plurality of optical receiving means provided corresponding to the first and second optical coupling means, for optically heterodyne-receiving the output optical signal combined by the first and second optical coupling means;
A plurality of demodulation means that are provided corresponding to the plurality of optical receiving means and demodulate using a signal of a frequency corresponding to a signal to be demultiplexed among the intermediate frequency signals output from the optical receiving means;
Is connected to one of said plurality of light receiving means, the center frequency of the optical signal output from the central frequency and the optical signal output means of the optical time division multiplex signal of the signal output from the light receiving means Phase control signal extraction means for extracting a phase control signal using a signal having an electrical frequency shifted from the difference by 1/2 of the signal speed of the optical time division multiplexed signal,
Due to the phase control signal output from the phase control signal extraction means, the signal speed of the optical time division multiplexed signal is calculated from the difference between the center frequency of the optical time division multiplexed signal and the center frequency of the optical signal output from the optical signal output means. The phase of the output signal of the signal generating means is controlled so that the signal of the electrical frequency shifted by ½ is maximized.
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