JPH10163961A - 光pll回路 - Google Patents
光pll回路Info
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- JPH10163961A JPH10163961A JP8337726A JP33772696A JPH10163961A JP H10163961 A JPH10163961 A JP H10163961A JP 8337726 A JP8337726 A JP 8337726A JP 33772696 A JP33772696 A JP 33772696A JP H10163961 A JPH10163961 A JP H10163961A
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- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04B—TRANSMISSION
- H04B10/00—Transmission systems employing electromagnetic waves other than radio-waves, e.g. infrared, visible or ultraviolet light, or employing corpuscular radiation, e.g. quantum communication
- H04B10/60—Receivers
- H04B10/61—Coherent receivers
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- Electromagnetism (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
- Signal Processing (AREA)
- Stabilization Of Oscillater, Synchronisation, Frequency Synthesizers (AREA)
- Optical Communication System (AREA)
- Synchronisation In Digital Transmission Systems (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 構成が簡易で且つ高精度な光PLL回路を提
供する。 【解決手段】 繰り返し周波数N×f0の信号光パルス
でなる受信光信号を、光強度変調回路103において基
準発振器102からのf0+△fの基準信号により変調
しAND処理を行って差周波数情報N×Δfを生成す
る。この信号を受光素子で電気変換し低周波成分N×Δ
fのみを狭帯域フィルタにより抽出し、分周回路により
1/Nに分周して低周波成分△fを得る。一方、前記基
準信号と電圧制御発振器110の出力fとを乗算器10
7に入力して両信号の差周波成分(f0+△f)−fを
生成する。低周波成分△fと差周波成分(f0+△f)
−fとを位相比較回路109で比較し、その位相差が零
になるように前記電圧制御発振器を制御する。
供する。 【解決手段】 繰り返し周波数N×f0の信号光パルス
でなる受信光信号を、光強度変調回路103において基
準発振器102からのf0+△fの基準信号により変調
しAND処理を行って差周波数情報N×Δfを生成す
る。この信号を受光素子で電気変換し低周波成分N×Δ
fのみを狭帯域フィルタにより抽出し、分周回路により
1/Nに分周して低周波成分△fを得る。一方、前記基
準信号と電圧制御発振器110の出力fとを乗算器10
7に入力して両信号の差周波成分(f0+△f)−fを
生成する。低周波成分△fと差周波成分(f0+△f)
−fとを位相比較回路109で比較し、その位相差が零
になるように前記電圧制御発振器を制御する。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、超高速で動作する
光中継装置や光端局装置などの、光信号処理において必
要となる、光強度変調された受信光信号の光強度変調信
号と位相同期したクロツク信号を発生させるための光P
LL回路に関する。
光中継装置や光端局装置などの、光信号処理において必
要となる、光強度変調された受信光信号の光強度変調信
号と位相同期したクロツク信号を発生させるための光P
LL回路に関する。
【0002】
【従来の技術】現在、より高速・大容量の通信手段が求
められているが、現在の方式で伝送速度の高速化を図る
には電気回路の動作速度が限界に達してきており、この
ために伝送速度を上げることが困難になってきている。
各研究機関では、次世代の超高速・大容量光通信の手段
として光信号を光のまま処理する光信号処理技術が研究
されており、光信号処理に重要な光タイミング抽出の手
段としては光PLL回路が頻繁に使用されている。
められているが、現在の方式で伝送速度の高速化を図る
には電気回路の動作速度が限界に達してきており、この
ために伝送速度を上げることが困難になってきている。
各研究機関では、次世代の超高速・大容量光通信の手段
として光信号を光のまま処理する光信号処理技術が研究
されており、光信号処理に重要な光タイミング抽出の手
段としては光PLL回路が頻繁に使用されている。
【0003】従来用いられている光PLL回路(特開平
1-212036号公報)の基本的な構成を図8に示す。この従
来例は、受信光信号の繰り返し周波数とタイミング抽出
したクロック信号との関係においては、本発明のN=1
の場合に相当するものである。
1-212036号公報)の基本的な構成を図8に示す。この従
来例は、受信光信号の繰り返し周波数とタイミング抽出
したクロック信号との関係においては、本発明のN=1
の場合に相当するものである。
【0004】周波数fの電圧制御発振器306の出力と
周波数Δfの低周波発振器307の出力をミキサ308
に入力し、周波数f+△fの周波数成分を生成し、これ
により光増幅器302を制御して信号入力部301から
入力する受信光信号に変調を加える。この光増幅器30
2に繰り返し周波数f0の受信光信号が入力すると、光
増幅器302から出力される光信号にはf+△fとf0
の差周波成分が生じる。これを受光素子303によって
電気信号に変換して出力し、その出力から狭帯域フィル
タ304によって前記低周波成分f+△f−f0のみを
抽出する。この狭帯域フィルタ304の出力を周波数弁
別器305に入力すると、周波数弁別器305は差周波
(f+△f)−f0が△fに等しくなるように電圧制御
発振器306に対して制御電圧を出力する。
周波数Δfの低周波発振器307の出力をミキサ308
に入力し、周波数f+△fの周波数成分を生成し、これ
により光増幅器302を制御して信号入力部301から
入力する受信光信号に変調を加える。この光増幅器30
2に繰り返し周波数f0の受信光信号が入力すると、光
増幅器302から出力される光信号にはf+△fとf0
の差周波成分が生じる。これを受光素子303によって
電気信号に変換して出力し、その出力から狭帯域フィル
タ304によって前記低周波成分f+△f−f0のみを
抽出する。この狭帯域フィルタ304の出力を周波数弁
別器305に入力すると、周波数弁別器305は差周波
(f+△f)−f0が△fに等しくなるように電圧制御
発振器306に対して制御電圧を出力する。
【0005】このようにして電圧制御発振器306に制
御がかかると、f=f0となり、入力した受信光信号と
同じ繰り返し周波数を有し、且つ位相の同期した出力信
号が電圧制御発振器306から出力される。この電圧制
御発振器306の出力を光パルス発生部309に入力
し、繰り返し周波数f0で且つ入力した受信光信号に位
相同期したクロック光パルスが光パルス発生部309か
ら出力される。
御がかかると、f=f0となり、入力した受信光信号と
同じ繰り返し周波数を有し、且つ位相の同期した出力信
号が電圧制御発振器306から出力される。この電圧制
御発振器306の出力を光パルス発生部309に入力
し、繰り返し周波数f0で且つ入力した受信光信号に位
相同期したクロック光パルスが光パルス発生部309か
ら出力される。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】従来の光PLL回路で
は、電圧制御発振器の出力の周波数fと、低周波発振器
の出力の周波数△fとの和周波f+△fを生成するため
の周波数ミキサが必要である。
は、電圧制御発振器の出力の周波数fと、低周波発振器
の出力の周波数△fとの和周波f+△fを生成するため
の周波数ミキサが必要である。
【0007】しかし、通常の強度ミキサではf+△f成
分の他にf−△f成分も発生してしまい、両成分は互い
に低い周波数△fの2倍の狭い周波数間隔のために、f
+△f成分のみを出力する周波数ミキサを実現する手段
は極めて困難であり、回路構成は複雑になってしまい、
また、周波数ミキサの特性により高精度な光PLL回路
の特性を実現することが困難であった。本発明は、簡易
な構成により受信光信号からクロック信号を高精度に生
成する手段を提供するものである。
分の他にf−△f成分も発生してしまい、両成分は互い
に低い周波数△fの2倍の狭い周波数間隔のために、f
+△f成分のみを出力する周波数ミキサを実現する手段
は極めて困難であり、回路構成は複雑になってしまい、
また、周波数ミキサの特性により高精度な光PLL回路
の特性を実現することが困難であった。本発明は、簡易
な構成により受信光信号からクロック信号を高精度に生
成する手段を提供するものである。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明の光PLL回路
は、受信光信号に対し、発振周波数(f0+△f)の基
準発振器を有し、また受信光信号と基準発振器の出力か
らAND処理を行って差周波成分を生成する光学系手段
と、電圧制御発振器と、電圧制御発振器と基準発振器の
差周波成分を生成する乗算器と、受信光信号と基準発振
器の出力との差周波成分と、電圧制御発振器と基準発振
器の出力との差周波成分との差周波成分の位相を比較し
て電圧制御発振器の周波数を制御する位相比較回路とを
有する。
は、受信光信号に対し、発振周波数(f0+△f)の基
準発振器を有し、また受信光信号と基準発振器の出力か
らAND処理を行って差周波成分を生成する光学系手段
と、電圧制御発振器と、電圧制御発振器と基準発振器の
差周波成分を生成する乗算器と、受信光信号と基準発振
器の出力との差周波成分と、電圧制御発振器と基準発振
器の出力との差周波成分との差周波成分の位相を比較し
て電圧制御発振器の周波数を制御する位相比較回路とを
有する。
【0009】前記光学系手段は、前記受信光信号と、光
源の出力光を前記基準信号により強度変調を行って発生
した基準光信号とを合波して、例えば光ファイバ内を伝
搬させ、又は、前記合波した光信号を半導体レーザー増
幅器により増幅することで光AND処理を行うように構
成することができる。更に、前記光学系手段は、前記受
信光信号と、モード同期半導体レーザーを前記基準信号
により強度変調を行って発生した基準光信号とを非線形
ループミラー回路に入力してAND処理を行うように構
成することができる。
源の出力光を前記基準信号により強度変調を行って発生
した基準光信号とを合波して、例えば光ファイバ内を伝
搬させ、又は、前記合波した光信号を半導体レーザー増
幅器により増幅することで光AND処理を行うように構
成することができる。更に、前記光学系手段は、前記受
信光信号と、モード同期半導体レーザーを前記基準信号
により強度変調を行って発生した基準光信号とを非線形
ループミラー回路に入力してAND処理を行うように構
成することができる。
【0010】更に、前記光学系手段は、前記受信光信号
を前記基準信号により強度変調を行ってAND処理を行
うように構成することができる。
を前記基準信号により強度変調を行ってAND処理を行
うように構成することができる。
【0011】(作用)繰り返し周波数(N×f0)の受
信光信号と発振周波数(f0+△f)の基準発振器の出
力を光強度変調回路のような光学系回路において光AN
D処理を行うと、低周波成分(N×△f)を含む光信号
が出力される。これを受光素子で電気信号に変換する
と、電気信号の中には低周波成分(N×△f)が含まれ
ており、この低周波成分のみを狭帯域フィルタにより抽
出する。
信光信号と発振周波数(f0+△f)の基準発振器の出
力を光強度変調回路のような光学系回路において光AN
D処理を行うと、低周波成分(N×△f)を含む光信号
が出力される。これを受光素子で電気信号に変換する
と、電気信号の中には低周波成分(N×△f)が含まれ
ており、この低周波成分のみを狭帯域フィルタにより抽
出する。
【0012】次に、クロック信号を生成するための電圧
制御発振器の出力(f)と基準発振器の出力(f0+Δ
f)を乗算器において乗算すると前記両出力の差周波数
成分(f0+Δf)−fが生成される。
制御発振器の出力(f)と基準発振器の出力(f0+Δ
f)を乗算器において乗算すると前記両出力の差周波数
成分(f0+Δf)−fが生成される。
【0013】位相比較回路において前記2つの低周波N
×△fと(f0+△f)−fの位相を比較し、両者の位
相が一致するように電圧制御発振器の制御電圧を制御す
る。これにより、電圧制御発振器の出力信号の周波数f
はクロック周波数f0に等しくなり、位相も同期する。
×△fと(f0+△f)−fの位相を比較し、両者の位
相が一致するように電圧制御発振器の制御電圧を制御す
る。これにより、電圧制御発振器の出力信号の周波数f
はクロック周波数f0に等しくなり、位相も同期する。
【0014】位相比較回路の特性に応じて、前記低周波
成分N×△fを1/Nに分周するか又は前記差周波数成
分(f0+Δf)−fをN逓倍して両周波数を略同一に
して位相比較を行う。
成分N×△fを1/Nに分周するか又は前記差周波数成
分(f0+Δf)−fをN逓倍して両周波数を略同一に
して位相比較を行う。
【0015】
【発明の実施の形態】次に、本発明について図面を参照
して説明する。図1は、本発明の光PLL回路の基本構
成を示すブロック図である。本発明の光PLL回路で
は、繰り返し周波数(N×f0)の信号で光強度変調さ
れた受信光信号から再生すべきクロック周波数f0に対
して△fだけずれた発振周波数(f0+△f)の基準発
振器102を装備している。
して説明する。図1は、本発明の光PLL回路の基本構
成を示すブロック図である。本発明の光PLL回路で
は、繰り返し周波数(N×f0)の信号で光強度変調さ
れた受信光信号から再生すべきクロック周波数f0に対
して△fだけずれた発振周波数(f0+△f)の基準発
振器102を装備している。
【0016】繰り返し周波数(N×f0)の受信光信号
と発振周波数(f0+△f)の基準発振器102の出力
を光強度変調回路103などのようなAND処理光学系
回路に入力して両者のAND処理を行うと、低周波成分
(N×△f)を含む光信号が出力される。これを受光素
子104で電気信号に変換した後に、狭帯域フィルタ
(BPF)105に入力し低周波成分(N×△f)のみ
を抽出する。この低周波成分を分周回路106に入力し
て周波数△fの低周波信号を得て、位相比較回路109
に入力する。
と発振周波数(f0+△f)の基準発振器102の出力
を光強度変調回路103などのようなAND処理光学系
回路に入力して両者のAND処理を行うと、低周波成分
(N×△f)を含む光信号が出力される。これを受光素
子104で電気信号に変換した後に、狭帯域フィルタ
(BPF)105に入力し低周波成分(N×△f)のみ
を抽出する。この低周波成分を分周回路106に入力し
て周波数△fの低周波信号を得て、位相比較回路109
に入力する。
【0017】一方、発振周波数(f0+△f)の基準発
振器102の出力と発振周波数fの電圧制御発振器11
0の出力とを乗算器107に入力すると、両者の差周波
成分(f0+△f)−fが出力される。乗算器107の
出力を低域通過フィルタ(LPF)108に入力して基
準発振器102と電圧制御発振器110の差周波成分
(f0+△f)−fを抽出し、位相比較回路109に入
力する。
振器102の出力と発振周波数fの電圧制御発振器11
0の出力とを乗算器107に入力すると、両者の差周波
成分(f0+△f)−fが出力される。乗算器107の
出力を低域通過フィルタ(LPF)108に入力して基
準発振器102と電圧制御発振器110の差周波成分
(f0+△f)−fを抽出し、位相比較回路109に入
力する。
【0018】位相比較回路109において、入力された
2つの低周波成分△fと(f0+△f)−fの位相が一
致するように電圧制御発振器110の制御電圧を制御す
ると、電圧制御発振器110の出力信号の周波数fはク
ロック周波数f0に等しくなる。そして、電圧制御発振
器110の出力を分岐し、クロック信号出力部111か
ら、受信光信号に同期した位相を有するクロック信号出
力(クロック周波数f0)を得る。
2つの低周波成分△fと(f0+△f)−fの位相が一
致するように電圧制御発振器110の制御電圧を制御す
ると、電圧制御発振器110の出力信号の周波数fはク
ロック周波数f0に等しくなる。そして、電圧制御発振
器110の出力を分岐し、クロック信号出力部111か
ら、受信光信号に同期した位相を有するクロック信号出
力(クロック周波数f0)を得る。
【0019】図2は、本発明の光PLL回路の第1の実
施の形態のブロック図である。本実施の形態のPLL回
路は、繰り返し周波数(N×f0)の受信光信号に対し
て発振周波数(f0+△f)の基準発振器102を装備
し、光強度変調回路103には、四光波混合(以下、
「FWM」という。)光を発生する光AND回路を使用
している(参考文献:電子情報通信学会秋季大会、T.Sa
ito et.al、Bー923,p4ー164、1993)。
施の形態のブロック図である。本実施の形態のPLL回
路は、繰り返し周波数(N×f0)の受信光信号に対し
て発振周波数(f0+△f)の基準発振器102を装備
し、光強度変調回路103には、四光波混合(以下、
「FWM」という。)光を発生する光AND回路を使用
している(参考文献:電子情報通信学会秋季大会、T.Sa
ito et.al、Bー923,p4ー164、1993)。
【0020】光強度変調回路103の構成は、受信光信
号の波長λ0からΔλだけ波長のずれた光(λ0+Δλ)
を発生する光源201と、光源201の出力光に強度変
調を施すための電解吸収型変調器(Electro Absorption
Modulator:以下、「EA変調器」という。)202
と、EA変調器202を繰り返し周波数(f0+△f)
で駆動するための高速ドライバ(DRV)203と、E
A変調器202の出力光を増幅する光増幅器204と、
光増幅器204の出力光から光源201の波長帯のみを
抽出する光狭帯域フィルタ205と、受信光信号の偏波
状態を調整する偏波コントローラ206と、前記光狭帯
域フィルタ205の出力光の偏波状態を調整する偏波コ
ントローラ207と、偏波コントローラ206及び20
7の出力を合波する光カプラ208と、光カプラ208
によって合波された受信光信号とEA変調器により生成
された周波数f0+△fの信号光とをミキシングして四
光波混合(FWM)光を発生する半導体レーザー増幅器
209と、半導体レーザー増幅器209の出力光からF
WM光のみを抽出するための光狭帯域フィルタ210
と、光狭帯域フィルタ210で抽出したFWM光を増幅
する光増幅器211と、光増幅器211の出力光からF
WM光のみを抽出する光狭帯域通過フィルタ212から
構成される。
号の波長λ0からΔλだけ波長のずれた光(λ0+Δλ)
を発生する光源201と、光源201の出力光に強度変
調を施すための電解吸収型変調器(Electro Absorption
Modulator:以下、「EA変調器」という。)202
と、EA変調器202を繰り返し周波数(f0+△f)
で駆動するための高速ドライバ(DRV)203と、E
A変調器202の出力光を増幅する光増幅器204と、
光増幅器204の出力光から光源201の波長帯のみを
抽出する光狭帯域フィルタ205と、受信光信号の偏波
状態を調整する偏波コントローラ206と、前記光狭帯
域フィルタ205の出力光の偏波状態を調整する偏波コ
ントローラ207と、偏波コントローラ206及び20
7の出力を合波する光カプラ208と、光カプラ208
によって合波された受信光信号とEA変調器により生成
された周波数f0+△fの信号光とをミキシングして四
光波混合(FWM)光を発生する半導体レーザー増幅器
209と、半導体レーザー増幅器209の出力光からF
WM光のみを抽出するための光狭帯域フィルタ210
と、光狭帯域フィルタ210で抽出したFWM光を増幅
する光増幅器211と、光増幅器211の出力光からF
WM光のみを抽出する光狭帯域通過フィルタ212から
構成される。
【0021】光源201は受信光信号の波長λ0からΔ
λだけずれた光(λ0+Δλ)を発生し、EA変調器2
02に入力する。周波数(f0+△f)で発振する基準
発振器102の出力を分岐して高速ドライバ203に入
力する。高速ドライバ203の出力をEA変調器202
に入力すると、光源201の出力光に強度変調が加わ
り、繰り返し周波数(f0+△f)の基準光信号が出力
される。EA変調器202から出力した基準光信号を光
増幅器204で増幅した後に光狭帯域フィルタ(光BP
F)205で不要な雑光を取り除いて、基準光信号のみ
を抽出する。抽出した基準光信号の偏波を偏波コントロ
ーラ207で調整し光カプラ208に入力し、また、受
信光信号は、偏波を偏波コントローラで調整し光カプラ
208に入力する。
λだけずれた光(λ0+Δλ)を発生し、EA変調器2
02に入力する。周波数(f0+△f)で発振する基準
発振器102の出力を分岐して高速ドライバ203に入
力する。高速ドライバ203の出力をEA変調器202
に入力すると、光源201の出力光に強度変調が加わ
り、繰り返し周波数(f0+△f)の基準光信号が出力
される。EA変調器202から出力した基準光信号を光
増幅器204で増幅した後に光狭帯域フィルタ(光BP
F)205で不要な雑光を取り除いて、基準光信号のみ
を抽出する。抽出した基準光信号の偏波を偏波コントロ
ーラ207で調整し光カプラ208に入力し、また、受
信光信号は、偏波を偏波コントローラで調整し光カプラ
208に入力する。
【0022】光カプラ208の出力を半導体レーザー増
幅器(SLA)209に入力し、光カプラ208によっ
て合波された受信光信号とEA変調器202により生成
された周波数f0+△fの基準光信号とをミキシングし
て四光波混合(FWM)光を出力する。光狭帯域フィル
タ210で抽出したFWM光を光増幅器211で増幅し
た後に、更に光狭帯域フィルタ212で不要な雑光を取
り除いてFWM光を抽出する。
幅器(SLA)209に入力し、光カプラ208によっ
て合波された受信光信号とEA変調器202により生成
された周波数f0+△fの基準光信号とをミキシングし
て四光波混合(FWM)光を出力する。光狭帯域フィル
タ210で抽出したFWM光を光増幅器211で増幅し
た後に、更に光狭帯域フィルタ212で不要な雑光を取
り除いてFWM光を抽出する。
【0023】ここで、抽出したFWM光は、受信光信号
と基準光信号とのAND処理結果に等しいものであり、
光強度変調された受信光信号の変調信号と基準光信号と
の差周波数情報が含まれている。抽出したFWM光を受
光素子104に入力して光電気変換を行い電気信号とす
る。
と基準光信号とのAND処理結果に等しいものであり、
光強度変調された受信光信号の変調信号と基準光信号と
の差周波数情報が含まれている。抽出したFWM光を受
光素子104に入力して光電気変換を行い電気信号とす
る。
【0024】図3は、光強度変調回路103における動
作の説明を補足する図である。同図において、繰り返し
周波数(N×f0)の受信光信号(a)と、発振周波数
(f0+△f)の基準発振器の出力(b)が光強度変調
回路103に入力されると信号(c)のようにAND処
理された出力信号光が得られる。受信光素子104で強
度変調された出力信号光の光電気変換を行い、狭帯域フ
ィルタ105で電気信号に含まれている低周波信号N×
Δfを抽出する。抽出された低周波信号を分周回路10
6に入力し、1/N分周して周波数△fの低周波信号を
生成する。生成した低周波信号△fを位相比較回路10
9に入力する。
作の説明を補足する図である。同図において、繰り返し
周波数(N×f0)の受信光信号(a)と、発振周波数
(f0+△f)の基準発振器の出力(b)が光強度変調
回路103に入力されると信号(c)のようにAND処
理された出力信号光が得られる。受信光素子104で強
度変調された出力信号光の光電気変換を行い、狭帯域フ
ィルタ105で電気信号に含まれている低周波信号N×
Δfを抽出する。抽出された低周波信号を分周回路10
6に入力し、1/N分周して周波数△fの低周波信号を
生成する。生成した低周波信号△fを位相比較回路10
9に入力する。
【0025】一方、電圧制御発振器110の出力と基準
発振器102の出力を乗算器107に入力すると、電圧
制御発振器110の出力と基準発振器102の出力の差
周波数成分である低周波(f0+△f)−fを含んだ信
号が乗算器107から出力される。乗算器107の出力
から低域通過フィルタ(LPF)108によって、低周
波(f0+△f)−fのみを抽出して、位相比較回路1
09に入力する。
発振器102の出力を乗算器107に入力すると、電圧
制御発振器110の出力と基準発振器102の出力の差
周波数成分である低周波(f0+△f)−fを含んだ信
号が乗算器107から出力される。乗算器107の出力
から低域通過フィルタ(LPF)108によって、低周
波(f0+△f)−fのみを抽出して、位相比較回路1
09に入力する。
【0026】図4は、位相比較回路における動作を説明
するための図である。位相比較回路109に入力された
前記の2つの信号の低周波△fと(f0+△f)−fの
位相が一致した場合(f=f0)に、電圧制御発振器11
0に制御電圧VOを与える。また、△fの位相が(f0
+△f)−fの位相より遅れた場合(f>f0)には電
圧制御発振器110に発振周波数が小さくなるような制
御電圧V’を与え、△fの位相が(f0+△f)−fの
位相より進んだ場合(f<f0)には電圧制御発振器1
10に発振周波数が大きくなるような制御電圧V”を与
える。
するための図である。位相比較回路109に入力された
前記の2つの信号の低周波△fと(f0+△f)−fの
位相が一致した場合(f=f0)に、電圧制御発振器11
0に制御電圧VOを与える。また、△fの位相が(f0
+△f)−fの位相より遅れた場合(f>f0)には電
圧制御発振器110に発振周波数が小さくなるような制
御電圧V’を与え、△fの位相が(f0+△f)−fの
位相より進んだ場合(f<f0)には電圧制御発振器1
10に発振周波数が大きくなるような制御電圧V”を与
える。
【0027】前述のような位相比較回路109の出力電
圧により、電圧制御発振器110はf=f0となるように
制御されて、周波数f0で位相が同期したクロック信号
を出力する。ここで、電圧制御発振器110の出力を分
岐して、クロック信号出力(周波数f0)を得る。図5
は、本発明による光PLL回路の第2の実施の形態のブ
ロック図である。
圧により、電圧制御発振器110はf=f0となるように
制御されて、周波数f0で位相が同期したクロック信号
を出力する。ここで、電圧制御発振器110の出力を分
岐して、クロック信号出力(周波数f0)を得る。図5
は、本発明による光PLL回路の第2の実施の形態のブ
ロック図である。
【0028】光強度変調回路103には、EA変調器を
用いたAND処理回路を使用している。光強度変調回路
103として、受信光信号に強度変調を加えるためのE
A変調器202と、EA変調器202を繰り返し周波数
(f0+△f)で駆動するための高速ドライバ203、
光増幅器204、光狭帯域フィルタ205から構成す
る。
用いたAND処理回路を使用している。光強度変調回路
103として、受信光信号に強度変調を加えるためのE
A変調器202と、EA変調器202を繰り返し周波数
(f0+△f)で駆動するための高速ドライバ203、
光増幅器204、光狭帯域フィルタ205から構成す
る。
【0029】受信光信号をEA変調器202に直接入力
すると、EA変調器202においてAND処理が行わ
れ、強度変調された出力光が出力される。この出力光を
光増幅器204で増幅し、増幅出力から光狭帯域フィル
タ205で低周波成分を抽出し、受光素子104で光電
気変換を行うことで、低周波成分(N×Δf)の電気信
号を得る。以下は、第1の実施の形態と同様の構成によ
り光PLL回路を実現することができる。図6は、本発
明による光PLL回路の第3の実施の形態のブロック図
である。
すると、EA変調器202においてAND処理が行わ
れ、強度変調された出力光が出力される。この出力光を
光増幅器204で増幅し、増幅出力から光狭帯域フィル
タ205で低周波成分を抽出し、受光素子104で光電
気変換を行うことで、低周波成分(N×Δf)の電気信
号を得る。以下は、第1の実施の形態と同様の構成によ
り光PLL回路を実現することができる。図6は、本発
明による光PLL回路の第3の実施の形態のブロック図
である。
【0030】光強度変調回路103としては、第1及び
第2の実施の形態のどちらの構成を選択してもよい。本
実施の形態では、光強度変調回路103から出力した光
信号を受光素子(PD)104で光電気変換を行い、低
周波成分(N×Δf)のみを狭帯域通過フィルタ(BP
F)105で抽出する。狭帯域通過フィルタ105で抽
出された低周波成分(N×Δf)をそのまま位相比較回
路109に入力する。一方、電圧制御発振器110と基
準発振器102の出力を乗算器107に入力すると両者
の差周波数成分である低周波(f0+△f)−fが生成
される。乗算器107の出力から低周波成分(f0+△
f)−fのみを低域通過フィルタ108により抽出し、
逓倍回路112に入力して、N逓倍する。逓倍回路11
2の出力N×((f0+△f)−f)を位相比較回路1
09に入力する。以下は、第1の実施の形態と同様の構
成により、光PLL回路を実現することができる。
第2の実施の形態のどちらの構成を選択してもよい。本
実施の形態では、光強度変調回路103から出力した光
信号を受光素子(PD)104で光電気変換を行い、低
周波成分(N×Δf)のみを狭帯域通過フィルタ(BP
F)105で抽出する。狭帯域通過フィルタ105で抽
出された低周波成分(N×Δf)をそのまま位相比較回
路109に入力する。一方、電圧制御発振器110と基
準発振器102の出力を乗算器107に入力すると両者
の差周波数成分である低周波(f0+△f)−fが生成
される。乗算器107の出力から低周波成分(f0+△
f)−fのみを低域通過フィルタ108により抽出し、
逓倍回路112に入力して、N逓倍する。逓倍回路11
2の出力N×((f0+△f)−f)を位相比較回路1
09に入力する。以下は、第1の実施の形態と同様の構
成により、光PLL回路を実現することができる。
【0031】図7は、本発明による光PLL回路の第4
の実施の形態のブロック図である。この実施の形態で
は、第1の実施の形態において使用している波長(λ0
+Δλ)の光信号源としてモード同期半導体レーザー
(MLLD)401(参考文献:T.Ono et.al、OFC'95 T
echnical Digest、Thl4,pp288-289)を使用する。また、
光AND処理には非線形ループミラー(NOLM)回路
(参考文献:Y Yano et.OFC'95 Technical Digest、WH4,
pp127-129)を使用する。
の実施の形態のブロック図である。この実施の形態で
は、第1の実施の形態において使用している波長(λ0
+Δλ)の光信号源としてモード同期半導体レーザー
(MLLD)401(参考文献:T.Ono et.al、OFC'95 T
echnical Digest、Thl4,pp288-289)を使用する。また、
光AND処理には非線形ループミラー(NOLM)回路
(参考文献:Y Yano et.OFC'95 Technical Digest、WH4,
pp127-129)を使用する。
【0032】モード同期半導体レーザー401は、周波
数(f0+△f)の基準発振器102の出力を高速ドラ
イバ203を介して入力することで、繰り返し周波数
(f0+△f)の基準光信号を発生する。モード同期半
導体レーザー401から出力される基準光信号の偏波
を、偏波コントローラ207で調整しNOLM回路40
2に入力する。一方、受信光信号の偏波を偏波コントロ
ーラ206で調整し、NOLM回路402では両者のA
ND処理が行われて両者の差周波数情報(N×Δf)を
含む信号光が出力される。以下は、第1の実施の形態と
同じ構成で光PLL回路を実現することができる。
数(f0+△f)の基準発振器102の出力を高速ドラ
イバ203を介して入力することで、繰り返し周波数
(f0+△f)の基準光信号を発生する。モード同期半
導体レーザー401から出力される基準光信号の偏波
を、偏波コントローラ207で調整しNOLM回路40
2に入力する。一方、受信光信号の偏波を偏波コントロ
ーラ206で調整し、NOLM回路402では両者のA
ND処理が行われて両者の差周波数情報(N×Δf)を
含む信号光が出力される。以下は、第1の実施の形態と
同じ構成で光PLL回路を実現することができる。
【0033】上述の第1の実施の形態においては、光学
系手段として半導体レーザー増幅器を使用して四光波混
合(FWM)光を発生してAND処理を行う構成を例に
説明したが、基準光信号を別途発生してこれと合波した
光信号を、例えば長尺の光ファイバを伝搬させるような
通常の光学系の構成を利用することによってもAND処
理を実現することが可能であり、半導体レーザー増幅器
を用いなくても本発明の光PLL回路を構成することが
できる。また、上述の実施の形態において受信光信号と
基準信号との差周波数成分を電気信号として抽出するの
にFWM光を分離するように構成した例を説明したが、
前記差周波数情報は他の受信光信号等の繰り返し周波数
とは周波数差が充分あることから、AND処理後の光電
気変換後の信号から電気回路系において濾波・抽出する
ように構成することも可能である。なお、望ましい実施
の形態として2信号の位相比較を同一周波数として行う
例で説明したが、異なる周波数同士で位相比較を行うこ
ともできることはいうまでもない。
系手段として半導体レーザー増幅器を使用して四光波混
合(FWM)光を発生してAND処理を行う構成を例に
説明したが、基準光信号を別途発生してこれと合波した
光信号を、例えば長尺の光ファイバを伝搬させるような
通常の光学系の構成を利用することによってもAND処
理を実現することが可能であり、半導体レーザー増幅器
を用いなくても本発明の光PLL回路を構成することが
できる。また、上述の実施の形態において受信光信号と
基準信号との差周波数成分を電気信号として抽出するの
にFWM光を分離するように構成した例を説明したが、
前記差周波数情報は他の受信光信号等の繰り返し周波数
とは周波数差が充分あることから、AND処理後の光電
気変換後の信号から電気回路系において濾波・抽出する
ように構成することも可能である。なお、望ましい実施
の形態として2信号の位相比較を同一周波数として行う
例で説明したが、異なる周波数同士で位相比較を行うこ
ともできることはいうまでもない。
【0034】
【発明の効果】本発明によれば、クロック周波数f0の
N倍の繰り返し周波数を有する信号光パルスを受信し、
該信号光パルスからクロック周波数f0に等しい周波数
を有し位相の同期したクロック信号を発生させる光PL
L回路において、基準発振器を用いて直接f0+△fを
発生することができ、従来、実現が難しかった周波数f
と低周波△fの和周波f+△fを生成するミキサを使う
構成を採用する必要がないから、簡易な構成かつ高精度
な光PLL回路を実現することができる。
N倍の繰り返し周波数を有する信号光パルスを受信し、
該信号光パルスからクロック周波数f0に等しい周波数
を有し位相の同期したクロック信号を発生させる光PL
L回路において、基準発振器を用いて直接f0+△fを
発生することができ、従来、実現が難しかった周波数f
と低周波△fの和周波f+△fを生成するミキサを使う
構成を採用する必要がないから、簡易な構成かつ高精度
な光PLL回路を実現することができる。
【図1】本発明の光PLL回路の基本構成を示す図であ
る。
る。
【図2】本発明の光PLL回路の第1の実施の形態を説
明する図である。
明する図である。
【図3】光強度変調回路の動作を説明する図である。
【図4】位相比較回路の動作を説明する図である。
【図5】本発明の光PLL回路の第2の実施の形態を説
明する図である。
明する図である。
【図6】本発明の光PLL回路の第3の実施の形態を説
明する図である。
明する図である。
【図7】本発明の光PLL回路の第4の実施の形態を説
明する図である。
明する図である。
【図8】従来の光PLL回路の基本構成を説明する図で
ある。
ある。
101 光信号入力部 102 基準発振器 103 光強度変調回路 104 受光素子(PD) 105 狭帯域通過フィルタ(BPF) 106 分周回路 107 乗算器 108 低域通過フィルタ(LPF) 109 位相比較回路 110 電圧制御発振器(VCO) 111 クロック信号出力部 112 逓倍回路 201 光源(LD) 202 EA変調器(EA) 203 高速ドライバ(DRV) 204 光増幅器 205 光狭帯域フィルタ(光BPF) 206 偏波コントローラ 207 偏波コントローラ 208 光カプラ 209 半導体レーザー増幅器(SLA) 210 光狭帯域フィルタ(光BPF) 211 光増幅器 212 光狭帯域フィルタ(光BPF) 301 信号入力部 302 光増幅器 303 受光素子 304 狭帯域フィルタ 305 周波数弁別器 306 電圧制御発振器 307 低周波発振器 308 周波数ミキサ 309 光パルス発生部 401 モード同期半導体レーザー(MLLD) 402 非線形ループミラー(NOLM)回路
Claims (7)
- 【請求項1】 クロック周波数f0のN倍(Nは任意の
自然数)の繰り返し周波数の受信光信号を受信し、クロ
ック周波数f0の周波数を有し受信光信号に同期したク
ロック信号を発生させる光PLL回路であって、クロッ
ク周波数f0から周波数Δfだけずれた基準信号(f0+
Δf)を発生する基準発振器と、クロック信号を発生す
る電圧制御発振器と、前記受信光信号と前記基準信号と
をAND処理を行って差周波成分を生成する光学系手段
と、前記差周波成分を電気信号として抽出する光信号検
出手段と、前記基準発振器と前記電圧制御発振器の各出
力信号の差周波成分を生成する乗算器と、前記光信号検
出手段と前記乗算器の各出力信号の位相差を比較する位
相差比較手段と、前記位相差比較手段の出力により前記
電圧制御発振器を制御する手段とを有することを特徴と
する光PLL回路。 - 【請求項2】 前記光学系手段は、前記受信光信号と、
光源の出力光を前記基準信号により強度変調を行って発
生した基準光信号とを合波してAND処理を行うことを
特徴とする請求項1記載の光PLL回路。 - 【請求項3】 前記光学系手段は、前記受信光信号と、
光源の出力光を前記基準信号により強度変調を行って発
生した基準光信号とを合波し半導体レーザー増幅器によ
り増幅することでAND処理を行うことを特徴とする請
求項1記載の光PLL回路。 - 【請求項4】 前記光学系手段は、前記受信光信号を前
記基準信号により強度変調を行ってAND処理を行うこ
とを特徴とする請求項1記載の光PLL回路。 - 【請求項5】 前記光学系手段は、前記受信光信号と、
モード同期半導体レーザーを前記基準信号により強度変
調を行って発生した基準光信号とを非線形ループミラー
回路に入力してAND処理を行うことを特徴とする請求
項1記載の光PLL回路。 - 【請求項6】 クロック周波数f0のN倍(Nは任意の
自然数)の繰り返し周波数を有する受信光信号を受信
し、該受信光信号からクロック周波数f0に等しい周波
数を有し位相の同期したクロック信号を発生させる光P
LL回路であって、 クロック周波数f0から周波数Δfだけずれた基準信号
(f0+Δf)を発生する基準発振器と、受信光信号と
基準発振器の出力信号とのAND処理を行う光強度変調
回路と、光強度変調回路の出力を電気信号に変換する受
光素子と、受光素子から出力される電気信号の低周波成
分(N×Δf)を抽出する狭帯域通過フィルタと、狭帯
域通過フィルタから出力される低周波成分の周波数を1
/Nに分周する分周回路と、クロック信号を生成するた
めの電圧制御発振器と、基準発振器からの出力信号と電
圧制御発振器からの出力信号との差周波成分(f0+Δ
f)−fを生成する乗算器と、乗算器から出力される低
周波数成分を抽出する低域通過フィルタと、分周回路か
ら出力された低周波と低域通過フィルタから出力された
低周波との位相差を検出して位相が一致するように電圧
制御発振器を制御する位相比較回路とを有することを特
徴とする光PLL回路。 - 【請求項7】 クロック周波数f0のN倍(Nは任意の
自然数)の繰り返し周波数を有する受信光信号を受信
し、該受信光信号からクロック周波数f0に等しい周波
数を有し位相の同期したクロック信号を発生させる光P
LL回路であって、 クロック周波数f0から周波数Δfだけずれた基準信号
(f0+Δf)を発生する基準発振器と、受信光信号と
基準発振器の出力信号とのAND処理を行う光強度変調
回路と、光強度変調回路の出力を電気信号に変換する受
光素子と、受光素子から出力される電気信号の低周波成
分(N×Δf)を抽出する狭帯域通過フィルタと、クロ
ック信号を生成するための電圧制御発振器と、基準発振
器からの出力信号と電圧制御発振器からの出力信号との
差周波成分(f0+Δf)−fを生成する乗算器と、乗
算器から出力される低周波数成分を抽出する低域通過フ
ィルタと、低域通過フィルタから出力される低周波成分
の周波数をN倍に逓倍する逓倍回路と、狭帯域フィルタ
から出力された低周波と逓倍回路から出力された低周波
との位相差を検出して位相が一致するように電圧制御発
振器を制御する位相比較回路とを有することを特徴とす
る光PLL回路。
Priority Applications (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP8337726A JP2985804B2 (ja) | 1996-12-04 | 1996-12-04 | 光pll回路 |
US08/985,066 US5894247A (en) | 1996-12-04 | 1997-12-04 | Optical PLL circuit and method of controlling the same |
FR9715305A FR2756688A1 (fr) | 1996-12-04 | 1997-12-04 | Circuit optique de pll et procede pour son controle |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP8337726A JP2985804B2 (ja) | 1996-12-04 | 1996-12-04 | 光pll回路 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH10163961A true JPH10163961A (ja) | 1998-06-19 |
JP2985804B2 JP2985804B2 (ja) | 1999-12-06 |
Family
ID=18311395
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP8337726A Expired - Fee Related JP2985804B2 (ja) | 1996-12-04 | 1996-12-04 | 光pll回路 |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US5894247A (ja) |
JP (1) | JP2985804B2 (ja) |
FR (1) | FR2756688A1 (ja) |
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JP2010252142A (ja) * | 2009-04-17 | 2010-11-04 | Furukawa Electric Co Ltd:The | 位相同期回路及び位相同期方法 |
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KR100515259B1 (ko) * | 2002-05-03 | 2005-09-15 | 한국과학기술원 | 파장 가변 광원 구현 방법 및 장치와 이 광원을 이용한 파장분할 다중방식 광전송 장치 |
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WO2004034621A2 (en) * | 2002-10-07 | 2004-04-22 | Novera Optics, Inc. | A wavelenght-division-multiplexing passive optical network utilizing fiber fault detectors and/or wavelenght tracking components |
KR100473520B1 (ko) * | 2002-12-24 | 2005-03-10 | 한국과학기술원 | 외부 비간섭성 광원을 주입하여 파장 고정된 페브리-페롯레이저를 이용한 광 가입자 망 |
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KR100955129B1 (ko) * | 2003-05-30 | 2010-04-28 | 정보통신연구진흥원 | 비간섭성 광대역 광원을 이용한 파장분할다중방식 수동형 광 네트워크 구현 방법 |
ITTO20030708A1 (it) * | 2003-09-16 | 2005-03-17 | Istituto Superiore Mario Boella Sul Le Tecnologie | Oscillatore ottico controllato in tensione per un anello |
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KR100698766B1 (ko) * | 2005-09-07 | 2007-03-23 | 한국과학기술원 | 파장분할 다중방식 수동형 광 가입자 망 시스템에 사용되는장애 위치 감시 장치 및 이를 구비한 파장분할 다중방식수동형 광 가입자 망 시스템 |
KR100785436B1 (ko) | 2005-09-20 | 2007-12-13 | 한국과학기술원 | 방송 서비스와 통신 서비스를 융합한 파장분할 다중방식수동형 광 가입자망 |
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