(57)【要約】【課題】複数の周波数の光信号に対応可能で、長距離伝送による光雑音成分を除去可能な受光回路、中継装置及び光信号の受光方法を提供する。【解決手段】受光回路２０は、光伝送路を介して伝送された光信号を受信して電気信号に変換する光／電気変換回路２１と、電気信号の所定の帯域幅の成分のみを通過させる電気フィルタ回路２２と、電気フィルタ回路２２から出力された電気信号からクロック成分及びデータ成分を抽出するクロック・データ抽出回路２３と、クロック成分に基づいて、光信号の周波数を検出する周波数モニタ回路２５とを有し、周波数モニタ回路２５の検出結果に基づいて、電気フィルタ回路２２の通過帯域幅を変化させる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光伝送路を介して伝送された光信号を受信して電気信号に変換する光電変換手段と、
該電気信号のうち、所定の帯域幅の成分のみを通過させるフィルタ手段と、
前記フィルタ手段から出力された電気信号からクロック成分及びデータ成分を抽出する手段と、
前記クロック成分に基づいて、前記光信号の周波数を検出する周波数モニタ手段とを有し、
前記周波数モニタ手段の検出結果に基づいて、前記フィルタ手段の通過帯域幅を変化させることを特徴とする受光回路。
【請求項２】
前記フィルタ手段は、フィルタ回路を構成する任意の回路要素が、複数の回路素子群で形成されており、該回路素子を前記周波数モニタ手段の検出結果に基づいて選択的に用いることにより、通過帯域幅を段階的に変更可能であることを特徴とする請求項１記載の受光回路。
【請求項３】
前記フィルタ手段は、フィルタ回路を構成する任意の回路要素が、物性値が可変の回路素子で形成されており、該回路素子の物性値を前記周波数モニタ手段の検出結果に基づいて変化させることにより、通過帯域幅を連続的に変更可能であることを特徴とする請求項１記載の受光回路。
【請求項４】
前記クロック成分に基づいて、前記データ成分を所定の波長及び信号強度の光信号に変換する電光変換手段を有することを特徴とする請求項１から３のいずれか１項記載の受光回路。
【請求項５】
請求項４記載の受光回路を備えた中継装置であって、
前記電光変換手段によって光信号に変換された前記データ成分を光通信装置に出力することを特徴とする中継装置。
【請求項６】
前記光通信装置から入力される光信号を、光伝送路を介して他の光通信装置へ出力する手段を有することを特徴とする中継装置。
【請求項７】
光伝送路を介して伝送された光信号を受信して電気信号に変換し、
該電気信号を、所定の通過帯域幅を持つフィルタを通過させ、
前記フィルタを通過した電気信号からクロック成分を抽出し、
前記クロック成分に基づいて、前記光信号の周波数を検出し、
前記光信号の周波数に基づいて、前記フィルタの通過帯域幅を変化させることを特徴とする光信号の受光方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、長距離伝送による光雑音成分を除去するフィルタを備えた受光回路、中継装置及び光信号の受光方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
長距離光伝送においては、伝送路の途中で光アンプを用いて光を増幅することで、長距離伝送を可能にしている。
【０００３】
しかし、光アンプを用いて光信号を増幅させる伝送方式では、送信した光信号とは別の余分な光成分をも増幅させてしまうことが知られており、増幅された余分な光成分は「光雑音」と呼ばれている。
【０００４】
この光雑音は、長距離光伝送において伝送特性を劣化させる原因となる。
【０００５】
光雑音成分を排除するために、受信機の光電気変換回路において、伝送信号の帯域に合わせた電気フィルタで雑音成分を除去する方法が採用されていた。
【０００６】
しかしながら、電気フィルタの周波数は固定されているため、複数の伝送信号を伝送可能な長距離光伝送装置の場合には光雑音を最適に除去することができなかった。すなわち、光伝送における光雑音耐力特性が最適化されず、長距離伝送の障害となっていた。
【０００７】
長距離光伝送における光雑音を除去することに関連する技術として、特許文献１に開示される「可変分散等化装置、それを用いた光伝送システム、光受信器および分散制御方法」がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００２−３７４２０８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
特許文献１に開示される発明は、抽出したクロックの振幅を基に制御をかけている。この制御方式は、一定の周波数信号のみに対応可能ではあるが、複数の種類の周波数には対応できない。
【００１０】
このように、複数の周波数の光信号に対応可能で、長距離伝送による光雑音成分を除去可能な受光回路、中継装置及び光信号の受光方法は提供されていなかった。
【００１１】
本発明はかかる問題に鑑みてなされたものであり、複数の周波数の光信号に対応可能で、長距離伝送による光雑音成分を除去可能な受光回路、中継装置及び光信号の受光方法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】
【００１２】
上記目的を達成するため、本発明は、第１の態様として、光伝送路を介して伝送された光信号を受信して電気信号に変換する光電変換手段と、該電気信号のうち、所定の帯域幅の成分のみを通過させるフィルタ手段と、フィルタ手段から出力された電気信号からクロック成分及びデータ成分を抽出する手段と、クロック成分に基づいて、光信号の周波数を検出する周波数モニタ手段とを有し、周波数モニタ手段の検出結果に基づいて、フィルタ手段の通過帯域幅を変化させることを特徴とする受光回路を提供するものである。
【００１３】
また、上記目的を達成するため、本発明は、第２の態様として、上記本発明の第１の態様に係り、クロック成分に基づいてデータ成分を所定の波長及び信号強度の光信号に変換する電光変換手段を有する受光回路を用いた中継装置であって、電光変換手段によって光信号に変換されたデータ成分を光通信装置に出力することを特徴とする中継装置を提供するものである。
【００１４】
また、上記目的を達成するため、本発明は、第３の態様として、光伝送路を介して伝送された光信号を受信して電気信号に変換し、該電気信号を、所定の通過帯域幅を持つフィルタを通過させ、フィルタを通過した電気信号からクロック成分を抽出し、クロック成分に基づいて、光信号の周波数を検出し、光信号の周波数に基づいて、フィルタの通過帯域幅を変化させることを特徴とする光信号の受光方法を提供するものである。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、複数の周波数の光信号に対応可能で、長距離伝送による光雑音成分を除去可能な受光回路、中継装置及び光信号の受光方法を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明に係る受光回路の構成を示す図である。
【図２】本発明の好適な実施の形態に係る光通信システムの構成を示す図である。
【図３】本発明の好適な実施の形態に係る長距離光伝送送信／受信機の受信部の構成を示す図である。
【図４】電気フィルタ回路で用いられるフィルタの帯域特性の一例を示す図である。
【図５】伝送前の周波数ｆ１の光信号を電気信号に変換した際のスペクトラム、及び周波数ｆ１の光信号のアイパターンを示す図である。
【図６】長距離伝送後の周波数ｆ１の光信号の電気信号に変換した際のスペクトラム、及びアイパターンを示す図である。
【図７】長距離伝送後の周波数ｆ１の光信号を電気信号に変換し第１のフィルタを通した際のスペクトラム及びアイパターンを示す図である。
【図８】伝送前の周波数ｆ２の光信号を電気信号に変換した際のスペクトラム、及び周波数ｆ２の光信号のアイパターンを示す図である。
【図９】長距離伝送後の周波数ｆ２の光信号の電気信号に変換した際のスペクトラム、及びアイパターンを示す図である。
【図１０】長距離伝送後の周波数ｆ２の光信号を電気信号に変換し第２のフィルタを通した際のスペクトラム及びアイパターンを示す図である。
【図１１】長距離伝送後の周波数ｆ１の光信号を電気信号に変換し第２のフィルタを通した際のスペクトラム及びアイパターンを示す図である。
【図１２】長距離伝送後の周波数ｆ２の光信号を電気信号に変換し第１のフィルタを通した際のスペクトラムを示す図である。
【図１３】本発明の好適な実施の形態に係る別の光通信システムの構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
図１に示すように、本発明に係る受光回路２０は、光伝送路を介して伝送された光信号を受信して電気信号に変換する光／電気変換回路２１と、電気信号の所定の帯域幅の成分のみを通過させる電気フィルタ回路２２と、電気フィルタ回路２２から出力された電気信号からクロック成分及びデータ成分を抽出するクロック・データ抽出回路２３と、クロック成分に基づいて、光信号の周波数を検出する周波数モニタ回路２５とを有し、周波数モニタ回路２５の検出結果に基づいて、電気フィルタ回路２２の通過帯域幅を変化させることを特徴とする。
このような構成とすることにより、伝送路を介して伝送されてきた光信号の周波数に応じた最適な条件で光雑音成分の除去を自動的に行える。
【００１８】
以下、本発明の好適な実施の形態について説明する。
【００１９】
図２に、本発明の好適な実施の形態に係る光通信システムの構成を示す。この光通信システムは、光伝送装置送受信機１１、１２、長距離光伝送送信／受信機１０１、１０３、光伝送路１０２、１０４を有する。
長距離光伝送送信／受信機１０１は、光伝送装置送受信機１１からの信号を、長距離光通信用に所要の波長及び光出力に変換し、光伝送路１０２へ出力する。光伝送路１０２内を通った光信号は長距離光伝送送信／受信機１０３にて受信され、光伝送装置送受信機１２の規格に適合した光出力及び波長で、光伝送装置送受信機１２へ出力される。
【００２０】
光伝送装置送受信機１２から光伝送装置送受信機１１への信号は、上記と同様の手順で光伝送路１０４介して伝送される。
【００２１】
光伝送装置送受信機１１と光伝送装置送受信機１２との間に長距離光伝送送信／受信機１０１、光伝送路１０２、１０４及び長距離光伝送装置送信／受信機１０３を設けることで、長距離の離れた区間での通信が可能となっている。
【００２２】
図３（ａ）に、長距離光伝送送信／受信機１０３の構成を示す。長距離光伝送送信／受信機１０３は受信部１０３ａと送信部１０３ｂとを有する。
送信部１０３ｂは公知構成を適用可能であるため詳しい説明は割愛し、受信部１０３ａの構成について説明する。図３（ｂ）に受信部１０３ａの構成を示す。受信部は、光／電気変換回路１、電気フィルタ回路２、クロック・データ抽出回路３、電気／光変換回路４及び周波数モニタ回路５を有する。なお、受信部１０３ａは図１における受光回路２０に相当するものであり、光／電気変換回路１、電気フィルタ回路２、クロック・データ抽出回路３、及び周波数モニタ回路５は、図１における光／電気変換回路２１、電気フィルタ回路２２、クロック・データ抽出回路２３、及び周波数モニタ回路２５にそれぞれ相当する。
【００２３】
光伝送路１０２からの信号は、光／電気変換回路１において光信号から電気信号に変換される。光／電気変換回路１から出力された電気信号は、電気フィルタ回路２に入力され、光雑音成分が除去される。光雑音成分が除去された電気信号は、クロック・データ抽出回路３に入力され、信号のクロック成分とデータ成分とが抽出される。
【００２４】
クロック・データ抽出回路３において抽出されたクロック成分は、周波数モニタ回路５に入力される。周波数モニタ回路５は、入力されたクロック成分に基づいて光信号の周波数を検出する。そして、周波数モニタ回路５は、検出した周波数に応じて、電気フィルタ回路２の周波数通過帯域を調整することにより最適化を図る。
【００２５】
データ成分は、クロック・データ抽出回路３から電気／光変換回路４に送られ、光伝送装置送受信機１２の規格に適合した光出力及び波長で、光伝送装置送受信機１２へ出力される。
【００２６】
長距離光伝送送信／受信機１０１の受信部の構成も同様であるため、説明は省略する。
【００２７】
図４に、電気フィルタ回路２で用いられるフィルタの帯域特性の一例を示す。図４（ａ）は、ある周波数ｆ０を中心として、帯域幅Ｆ１において通過特性を示すフィルタである。図４（ｂ）は、周波数ｆ０を中心として、帯域幅Ｆ２において通過特性を示すフィルタである。以下の説明において、図４（ａ）に示した通過帯域幅Ｆ１のフィルタを第１のフィルタ、図４（ｂ）に示した通過帯域幅Ｆ２のフィルタを第２のフィルタと表記する。
【００２８】
まず、周波数ｆ１の光信号を受信する場合の動作について説明する。
図５（ａ）に、伝送前の周波数ｆ１の光信号を電気信号に変換した際のスペクトラムを示す。また、図５（ｂ）に、周波数ｆ１の光信号のアイパターンを示す。周波数ｆ１の光信号は、電気信号に変換するとスペクトラム幅がＦ１’となっている。
図６（ａ）に、長距離伝送後の周波数ｆ１の光信号を電気信号に変換した際のスペクトラムを示す。長距離伝送後の信号には光雑音成分が付加されている。図６（ｂ）に示すように、長距離伝送後の光信号の波形にも光雑音成分が重畳された形で現れている。
【００２９】
図７（ａ）に、長距離伝送後の周波数ｆ１の光信号を電気信号に変換し第１のフィルタを通した際のスペクトラムを示す。また、図７（ｂ）に、第１のフィルタを通した電気信号を光信号に変換した際のアイパターンを示す。周波数ｆ１の信号のスペクトラム幅Ｆ１’とほぼ同じ通過帯域幅Ｆ１を有する第１のフィルタを通すことにより、光雑音成分の大部分が除去されて、波形が伝送前の信号に近い形状となっている。従って、長距離伝送後でも信号の波形劣化が少ない。
【００３０】
次に、周波数ｆ２の信号を受信する場合の動作について説明する。
図８（ａ）に、伝送前の周波数ｆ２の光信号を電気信号に変換した際のスペクトラムを示す。また、図８（ｂ）に、周波数ｆ２の信号のアイパターンを示す。周波数ｆ２の光信号は、電気信号に変換するとスペクトラム幅がＦ２’となっている。
図９（ａ）に、長距離伝送後の周波数ｆ２の光信号を電気信号に変換した際のスペクトラムを示す。長距離伝送後の信号には光雑音成分が付加されている。図９（ｂ）に示すように、長距離伝送後の光信号の波形にも光雑音成分が重畳された形で現れている。
【００３１】
図１０（ａ）に、長距離伝送後の周波数ｆ２の光信号を電気信号に変換し第２のフィルタを通した際のスペクトラムを示す。また、図１０（ｂ）に、第２のフィルタを通した電気信号を光信号に変換した際のアイパターンを示す。周波数ｆ２の信号のスペクトラム幅Ｆ２’とほぼ同じ通過帯域幅Ｆ２を有する第２のフィルタを通すことにより、光雑音成分の大部分が除去されて、波形が伝送前の信号に近い形状となっている。従って、長距離伝送後でも信号の波形劣化が少ない。
【００３２】
このように、ある周波数の信号を、そのスペクトラム幅とほぼ同じ通過帯域幅を有する特性を持つフィルタを通過させることにより、光雑音成分の大部分を除去し、長距離伝送後の信号の波形の劣化を抑えることができる。
【００３３】
次に、ある周波数の信号を、そのスペクトラム幅とは異なる通過帯域幅を有する特性を持つフィルタを通過させる場合について説明する。
図１１（ａ）に、長距離伝送後に第２のフィルタを通した周波数ｆ１の光信号を電気信号に変換した場合のスペクトラムを示す。周波数ｆ１の光信号から変換した電気信号を第２のフィルタに通した場合、光雑音成分の一部分が除去されずに残る。したがって、図１１（ｂ）に示すように、第２のフィルタを通した場合には、長距離伝送後の信号の波形は、第１のフィルタを通した場合と比較してより多くの光雑音成分が重畳した形となる。
【００３４】
図１２に、第１の長距離伝送後の周波数ｆ２の信号を電気信号に変換し、第１のフィルタを通した際のスペクトラムを示す。周波数ｆ２の信号を、第１のフィルタに通した場合、光雑音成分のみならず信号成分までもが除去されてしまうため、信号波形は劣化してしまう。
【００３５】
このように、ある周波数の信号を、スペクトラム幅に対して広すぎる通過帯域特性を有するフィルタや、狭すぎる通過帯域特性を有するフィルタを通してしまうと、光雑音成分を十分に除去できなかったり、信号成分をも除去してしまうという不具合が発生する。
【００３６】
従って、電気フィルタ回路２におけるフィルタの通過帯域幅を、周波数モニタ回路５における周波数検出結果に基づいて段階的又は連続的に変更することにより、いずれの周波数の信号に関しても、適切な通過特性を有するフィルタを通過させることで、光雑音成分の大部分を除去できる。
【００３７】
通過帯域幅を段階的に変更可能な電気フィルタ回路は、公知の回路構成（例えば、直列ＬＣ共振回路）のフィルタの回路素子（インダクタ、キャパシタ、抵抗など）を、選択的に使用可能な構成（例えば、周波数モニタ回路５からの指示に応じてスイッチを切り替えることにより、容量の異なる複数のコンデンサを選択的に使用したり、複数のコイルの中で使用する数を変更したりする構成）とすることによって実現可能である。また、通過帯域幅を連続的に変更可能な電気フィルタ回路は、公知の回路構成のフィルタを、可変コイルや可変コンデンサなどの物性値を連続的に変更可能な回路素子を用いて形成し、周波数モニタ回路５からの指示に応じて物性値を変化させることによって実現可能である。
回路構成そのものは公知構成を適用可能であるため、詳細な説明は割愛する。
【００３８】
このように、本実施形態に係る長距離光通信装置の受信機は、伝送信号の周波数に応じた最適な条件で光雑音成分の除去を自動的に行える。
【００３９】
なお、上記実施形態は本発明の好適な実施の一例であり、本発明はこれに限定されることは無い。
例えば、上記実施形態においては、光伝送装置送受信機１１、１２の間で双方向の光通信を行う構成の光通信システムを例としたが、一方向の光通信を行う光通信システムに本発明を適用することも可能である。具体的には、図１３（ａ）に示すように、光伝送装置送信機３１と光伝送装置受信機３２との間に長距離光伝送送信機１１１、光伝送路１１２及び長距離光伝送受信機１１３を配置した構成の光通信システムにも適用可能である。
もなく様々な変形が可能である。この場合、長距離光伝送受信機１１３は受信部１１３ａのみを備えた構成となる。受信部１１３ａの構成は図３（ｂ）と同様となる。
このように、本発明は様々な変形が可能である。
【符号の説明】
【００４０】
１、２１    光／電気信号変換回路
２、２２    電気フィルタ回路
３、２３    クロック・データ抽出回路
４    電気／光信号変換回路
５、２５    周波数モニタ回路
１１、１２    光伝送装置送受信機
２０    受光回路
３１    光伝送装置送信機
３２    光伝送装置受信機
１０１、１０３    長距離光伝送送信／受信機
１０３ａ、１１３ａ    受信部
１０３ｂ    送信部
１１１    長距離光伝送送信機
１１３    長距離光伝送受信機
１０２、１０４、１１２    光伝送路
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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