(57)【要約】【課題】容易な構成で、受光素子の劣化を防止する信頼性の高い受信装置を提供する。【解決手段】受光素子１４の前段に設けられた非線形光部品１２は、入射光レベルが閾値レベルを超えた光信号１０１を入力した場合に、誘導ブリュアン散乱によりレベルを抑制した光信号１０２を出力し、受光素子１４は、入力した光信号１０２を光電変換して電気信号１０３として出力する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力した光信号のレベルが閾値を超える場合に上記入力した光信号を散乱させ減衰させて出力する非線形光部品と、
上記非線形光部品からの光信号を電気信号に光電変換する受光素子と、
上記受光素子から受信した電気信号を処理してデータとして出力する電気信号処理部とを備えた受信装置。
【請求項２】
上記非線形光部品は、長尺の光ファイバからなる光ファイバリールであることを特徴とする請求項１記載の受信装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、光伝送路を介して光信号を受信する受信装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
都市間などの長距離でのデータ伝送には、光ファイバを伝送路として光信号を用いた光通信が利用されている。
一般的に、光通信の受信装置においては、増幅器の過渡特性などにより、一時的に定常値よりも強い光を出力する場合がある。受信装置には、受信素子として例えばフォトダイオードなどの光電変換素子が用いられており、受信素子は、強過ぎる光が入力されると、発熱等により半導体構造が破損され、不可逆な劣化を起こす。そのため、受信装置は、強過ぎる光が入力された場合でも、受信素子に不可逆な劣化を起こさない構成にする必要がある。
【０００３】
例えば、特許文献１には、光入力を２つに分岐し、一方を遅延させて受光素子に与えるとともに、他方の出力光を別の受光素子に与えて出力電圧を監視し、出力電圧が基準値を越えた場合に受光素子のバイアス電圧を低下させて、受光素子に不可逆な劣化を起こさないようにした受信装置が開示されている。特許文献１の受信装置によれば、光入力を分岐する光カプラなどの光分岐手段、二つの受光素子及び受光素子のバイアス電圧を低下させる制御回路を備えている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平１１−０４１１８０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上述した従来の受信装置は、光分岐手段、二つの受光素子及び制御回路を設けなければならず、構成が複雑であると共に、制御回路としての電気回路に障害が発生した場合に受光素子の不可逆な劣化を防止することができなくなり、受信装置としての信頼性が失われるという課題があった。
【０００６】
この発明は、上述した課題を解決するためになされたもので、容易な構成で、受光素子の劣化を防止し、信頼性の高い受信装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この発明に係る受信装置は、入力した光信号のレベルが閾値を超える場合に入力した光信号を散乱させ減衰させて出力する非線形光部品と、非線形光部品からの光信号を電気信号に光電変換する受光素子と、受光素子から受信した電気信号を処理してデータとして出力する電気信号処理部とを備えたものである。
【発明の効果】
【０００８】
この発明に係る受信装置によれば、受光素子の前段に非線形光部品を設け、非線形光部品は、光信号が入力されると、光信号の入射光レベルが閾値レベルを超える場合に誘導ブリュアン散乱によりレベルを抑制した光信号を出力し、受光素子はレベルが抑制された光信号を光電変換するように構成したことにより、電気回路を追加することなく、受動的な動作のみに依存して、強い光信号のレベルを抑制するので、容易な構成で、受光素子の劣化を防止し、信頼性の高い構成にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】この発明の実施の形態１に係る受信装置を用いた光通信システムの構成を示すブロック図である。
【図２】実施の形態１の受信部の構成を示すブロック図である。
【図３】実施の形態１の非線形光部品の入射光と出射光の誘導ブリュアン散乱の特性を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、この発明の実施の形態を、図面を参照しながら詳細に説明する。
実施の形態１．
図１は、この発明の実施の形態１の受信装置を用いた光通信システムの構成を示すブロック図である。
図１に示すように、光通信システムは、受信装置１と送信装置２が伝送路光ファイバ３を介して光通信可能に接続されている。
【００１１】
図１に示すように、受信装置１は、受信部１０及び信号処理部１９から構成され、受信部１０が伝送路光ファイバ３を介して光信号１０１を受信し、光信号１０１を光電変換し、データ１０７及びクロック１０６を抽出して出力する。信号処理部１９は、データ１０７及びクロック１０６をデータ処理する。
【００１２】
送信装置２は、送信部２０を有しており、送信部２０が送信すべきデータを重畳し、強度変調方式などにより変調した光信号を出力して伝送路光ファイバ３へ送出する。
【００１３】
光通信システムの動作について説明する。
図１に示すように、送信装置２の送信部２０は光信号１０１を出力して送信すると、受信装置１の受信部１０は伝送路光ファイバ３を介して光信号１０１を受信する。
【００１４】
受信装置１の受信部１０は、受信した光信号１０１を光電変換してデータ１０７及びクロック１０６を抽出し、信号処理部１９へ出力する。信号処理部１９は、データ１０７及びクロック１０６を入力すると、データ１０７及びクロック１０６に基づいてデータ処理を行う。
【００１５】
次に、受信装置１の受信部１０の構成について説明する。
図２は、この発明の実施の形態１の受信部１０の構成を示すブロック図である。
図２に示すように、受信部１０は、光信号処理部１０ａと電気信号処理部１０ｂで大きく分けられ、光信号処理部１０ａが光ファイバ１１及び光ファイバ１３、非線形光部品１２、受光素子１４で構成され、電気信号処理部１０ｂがプリアンプ１５、メインアンプ１６、クロック抽出部１７、フリップフロップ部１８から構成されている。
【００１６】
光ファイバ１１は、受信装置１の入力端と接続されると共に、非線形光部品１２と接続されており、伝送路光ファイバ３から受信した光信号１０１を受信部１０の内部へ入力すると共に非線形光部品１２へ出力する。
【００１７】
非線形光部品１２は、光ファイバ１１と光ファイバ１３の間に設けられる長尺の光ファイバからなる光ファイバリールであり、強いレベルの光信号が入力されると、後述する誘導ブリュアン散乱の効果により、強いレベルの光信号１０１を散乱させて、大きく減衰させた光信号１０２として出力する。
【００１８】
光ファイバ１３は、非線形光部品１２と受光素子１４の間に設けられ、非線形光部品１２からの光信号１０２を受光素子１４へ出力する。
【００１９】
受光素子１４は、光信号１０２を電気信号１０３に光電変換してプリアンプ１５へ出力しており、例えば、ＰＩＮ−フォトダイオード、アバランシェフォトダイオードなどが用いられている。
【００２０】
プリアンプ１５は、受光素子１４から入力した電気信号１０３を低雑音で増幅する増幅器であり、メインアンプ１６は、プリアンプ１５において低雑音で増幅された電気信号１０４を所定の強度に増幅する増幅器である。
【００２１】
クロック抽出部１７は、プリアンプ１５から入力した電気信号１０４に基づいてクロック１０６を抽出して出力する。
【００２２】
フリップフロップ部１８は、メインアンプ１６から入力した電気信号１０５及びクロック抽出部１７から入力したクロック１０６に基づいて、電気信号１０５をクロック１０６に同期させる機能を有する。
【００２３】
ここで、非線形光部品１２について説明する。
長尺の光ファイバにおいては、数ミリワットの比較的強い光が入力した場合、誘導ブリュアン散乱による効果で光が散乱し、光のレベルが減衰して出力される。そこで、非線形光部品１２は、例えばシングルモードファイバ、分散シフトファイバなどの種類で、長さ２０キロメートル以上を有する光ファイバリールで構成し、誘導ブリュアン散乱を利用している。
【００２４】
ここで、誘導ブリュアン散乱について説明する。
図３は、誘導ブリュアン散乱の特性を示す図である。
図３に示すように、誘導ブリュアン散乱は、長尺の光ファイバにおいて、入力した光信号のレベルがある一定の閾値レベルＡ以内の場合、光信号のレベル損失は少なく、入力した光信号のレベルと略同等の光信号を出力し、入力した光信号のレベルがある一定の閾値レベルＡを超えた場合、光信号が散乱して、光信号のレベル損失が大きくなり、減衰した光信号を出力する現象である。
【００２５】
次に、受信部１０の動作について説明する。
図２に示すように、光ファイバ１１は、光信号１０１が入力されると、光信号１０１を非線形光部品１２へ出力し、非線形光部品１２は、光信号１０１を入力する。
【００２６】
非線形光部品１２は、入力した光信号１０１のレベルが図３に示す閾値レベルＡ以下の場合、光信号１０１に対して非線形光部品１２の静的なレベル損失分のみの減衰がなされた光信号１０２として、光ファイバ１３へ出力する。
【００２７】
一方、非線形光部品１２は、入力した光信号１０１のレベルが図３に示す閾値レベルＡを超える場合、光信号１０１に対して非線形光部品１２による誘導ブリュアン散乱が発生して光透過レベルの抑制が働き、レベルを抑制した光信号１０２を光ファイバ１３へ出力する。
【００２８】
光ファイバ１３は非線形光部品１２からの光信号１０２を受光素子１４へ出力し、受光素子１４は光信号１０２を入力する。
【００２９】
受光素子１４は、入力した光信号１０２を電気信号１０３に光電変換して、電気信号１０３をプリアンプ１５へ出力する。このとき、受光素子１４が入力した光信号１０２は、非線形光部品１２の誘導ブリュアン散乱の効果により、強過ぎる光信号が入力されることなく、受光素子１４の半導体構造を破壊せず、受光素子１４の劣化を防止する。
【００３０】
プリアンプ１５は、受光素子１４から電気信号１０３を受信すると、電気信号１０３を低雑音で増幅し、増幅した電気信号１０４をメインアンプ１６及びクロック抽出部１７へ送信する。
【００３１】
メインアンプ１６は、プリアンプ１５において低雑音で増幅された電気信号１０４を受信すると、電気信号１０４を所定の強度に増幅し、増幅した電気信号１０５をフリップフロップ部１８へ送信する。
【００３２】
クロック抽出部１７は、プリアンプ１５から電気信号１０４を受信すると、受信した電気信号１０４に基づいてクロック１０６を抽出し、フリップフロップ部１８へ送信すると共に信号処理部１９へ送信する。
【００３３】
フリップフロップ部１８は、メインアンプ１６から電気信号１０５を受信すると共に、クロック抽出部１７からクロック１０６を受信すると、電気信号１０５とクロック１０６に基づいて、電気信号１０５をクロック１０６に同期させ、データ１０７として信号処理部１９へ送信する。
【００３４】
以上のように、この発明の実施の形態１によれば、受信装置１は、受光素子１４の前段に設けられ、光ファイバ１１から光信号１０１を入力すると、入力した光信号１０１のレベルが閾値レベル以下の場合に損失レベルが少なく、入力した光信号１０１のレベルと同等の光信号１０２を出力し、入力した光信号１０１のレベルが閾値レベルを超える場合に誘導ブリュアン散乱により光透過レベルを抑制した光信号１０２を出力する非線形光部品１２と、レベルを抑制した光信号１０２を光電変換する受光素子１４とを備えたことにより、電気回路を追加することなく、強い光信号１０１の入射光レベルを抑制し、光信号１０２を受光素子１４へ送信することができるので、容易な構成で、受光素子１４の劣化を防止する信頼性の高い構成にすることができるという効果が得られる。
【符号の説明】
【００３５】
１  受信装置、２  送信装置、３  伝送路光ファイバ、１０  受信部、１０ａ  光信号処理部、１０ｂ  電気信号処理部、１１，１３  光ファイバ、１２  非線形光部品（光ファイバリール）、１４  受光素子、１５  プリアンプ、１６  メインアンプ、１７  クロック抽出部、１８  フリップフロップ部、１９  信号処理部、２０  送信部、１０１，１０２  光信号、１０３，１０４，１０５  電気信号、１０６  クロック、１０７  データ。
【図１】
2010278542.tif 000003
【図２】
2010278542.tif 000004
【図３】
2010278542.tif 000005