(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
データ及びクロック信号とを含む光学的信号から光学的クロック信号を回収する光学的クロックリカバリー回路であって、
前記光学的信号を受信するものであって、前記データ及びクロック信号を含む電気出力信号を生成するための手段を含むフォトディテクタと、
前記フォトディテクタの出力を、選択された自走パルス周波数を有する自己パルス発光半導体レーザダイオード装置の入力に結合して、前記電気出力信号を前記自己パルス発光半導体レーザダイオード装置の入力に供給するための信号結合手段と、
を具備し、
前記電気出力信号は、前記自己パルス発光半導体レーザダイオード装置がそのパルス周波数を前記電気出力信号に含まれる前記クロック信号の周波数に位相ロックすることを引き起こし、これによって、前記自己パルス発光半導体レーザダイオード装置はその出力で前記光学的クロック信号を再生することを特徴とする光学的クロックリカバリー回路。
【請求項２】
前記光学的クロックリカバリー回路は、単一モードコヒーレント波長（ＬＷ）光学的信号を前記自己パルス発光半導体レーザダイオード装置の終端に注入するべく配置された直流駆動のレーザを含むことを特徴とする請求項１記載の光学的クロックリカバリー回路。
【請求項３】
前記光学的クロックリカバリー回路はさらに、前記自己パルス発光半導体レーザダイオード装置によって出力された光学的クロック信号を受信するように配置されたフォトディテクタを含み、前記フォトディテクタは、前記自己パルス発光半導体レーザダイオード装置によって出力された前記光学的クロック信号から電気的クロック信号を生成する手段を含む請求項２記載の光学的クロックリカバリー回路。
【請求項４】
データ及びクロック信号を含む信号のための受信器であって、
前記信号を受信するための入力及び前記受信器の出力に関して前記データ及びクロック信号を含む電気出力信号を出力するための手段と、
前記受信器の出力を、選択された自走パルス周波数を有する自己パルス発光半導体レーザダイオード装置の入力に結合して、前記受信器により出力された前記電気出力信号を前記自己パルス発光半導体レーザダイオード装置の入力に供給するための信号結合手段と、を具備し、
前記受信器によって出力された前記電気出力信号は、前記自己パルス発光半導体レーザダイオード装置がそのパルス周波数の位相及び周波数を前記受信器によって出力された前記電気出力信号に含まれるクロック信号の周波数にロックすることを引き起こすことを特徴とする受信器。
【請求項５】
データ及びクロック信号を含む光学的信号から光学的クロック信号を回収するための方法であって、
前記光学的信号を受信して、前記データ及びクロック信号を含む電気出力信号を生成するためにフォトディテクタを提供する工程と、
前記フォトディテクタの出力からの前記電気出力信号を、選択された自走パルス周波数をもつ自己パルス発光半導体レーザダイオード装置の入力に供給する工程と、
前記自己パルス発光半導体レーザダイオード装置の出力で前記光学的クロック信号を再生する工程と、
を具備し、
前記自己パルス発光半導体レーザダイオード装置に供給された前記電気出力信号は、前記自己パルス発光半導体レーザダイオード装置がそのパルス周波数を前記電気出力信号に含まれるクロック信号の位相又は周波数に位相ロックすることを引き起こし、これによって、前記自己パルス発光半導体レーザダイオード装置が前記光学的クロック信号を再生することを可能にする方法。
【請求項６】
データ及びクロック信号を含む信号からクロック信号を回収する方法であって、
前記受信器の入力で前記信号を受信する工程と、
前記受信器の出力に関して、前記データ及びクロック信号を含む電気出力信号を出力する工程と、
前記電気出力信号を、選択された自走パルス周波数を有する自己パルス発光半導体レーザダイオード装置の入力に供給する工程と、
前記自己パルス発光半導体レーザダイオード装置の出力でクロック信号を含む光学的信号を生成する工程と、を具備し、
前記自己パルス発光半導体レーザダイオード装置に供給された前記電気出力信号は、当該自己パルス発光半導体レーザダイオード装置がそのパルス周波数の前記位相及び周波数を、前記電気出力信号に含まれる前記クロック信号の位相及び周波数にロックすることを引き起こし、これによって、前記自己パルス発光半導体レーザダイオード装置が前記クロック信号を含む前記光学的信号を生成することを可能にする方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、データおよびクロック情報を含むライン信号からの光クロック・リカバリー、すなわち、光クロックの回復または復旧に関する。
【０００２】
【従来の技術】
如何なるディジタルライン送信システムの基本的構成要素は、送信器および送信媒体により接続された受信器から構成されている。このようなシステムの例としては、光ファイバ・ディジタルライン送信システムがあり、それは、送信光源としてレーザを用い、受信器はフォトディテクタ(光検出器)システムであると共に、その送信媒体は光ファイバである。このディジタルライン送信システムは、データとクロック情報との両方を含み、これらの信号はその受信器側で適宜に再構成され得る。これを達成するための方法は、そのデータ信号は従来からの一般のＮＲＺ信号であり、この信号をエンコードすることである。この例は、光送信によく使用される５Ｂ６Ｂのコーディング(符号化)システムか、電気的な伝送によく用いられるＣＭＩコーディングシステムである。このプロセスは、そのラインの送信信号が受信側でリカバーでき得るクロック構成要素(コンポーネント)であることを保証し、そこではデコーディングがもちろんそのデータのリカバーにとって代わる。従来の典型的なディジタルライン送信システムでは、その受信器はフォトディテクタを伴うその送信線に接続し、このディテクタは、そのライン送信信号のディジタルでの電気的なリプレゼンテーション(再表示)を提供するものである。その送信クロックは一般にこの電気的信号から抽出され、フェーズ・ロック・ループ(ＰＬＬ:位相固定ループ)を使って、その信号に含まれるクロックによりローカルなオッシレーターの出力と同調させる。受信側のディテクタの抽出回路によって生成されるこのクロックの効果を向上させるためには、その受信側のディテクタによって生成された電気的信号は、微分(differentiation)および、二乗(square)ローフィルタによってモディファイされてもよく、そのクロック周波数の強化されたパワー構成要素(コンポーネント)を伴うモディファイされた信号が提供される。これを達成するための回路は、別の多くの構成要素を内含するか、または特注のカスタムデバイスから構成されてもよい。両例においても、回路は開発され製造されるに従って高価なものとなる。高い周波数ビットレートで使用するためには、ＰＬＬベースのクロック成分抽出回路を大量に生産することは、その製造行程の最後に行なう製品テストにおいて、そのセットアップにコストが多額に必要とする。それに加えて、各回路は特定のライン送信レートで運用するように明確な設計がなされるべきであり、その結果例えば、６７８Mbit/s の光送信システム用のクロック抽出回路は、１４０Mbit/s ライン送信システムにおいて使用したり稼働するように調整することはできない。ローカル・オッシレータ、および、電気的クロック抽出のためのフェーズ・ロック・ループという、二者択一して使用するものが存在し、その結果、電気信号が増幅でき、高ＱＳＡＷフィルタを用いてフィルタ処理が行えるが、これらのフィルタはビットレートが固有であることの不具合を同様に有している。
【０００３】
検知された光信号クロックからの、全てに電気的なクロック・リカバリーを前述の二者から選択したものにより、光学的または光電気的(すなわち、オプトエレクトリカル)にリカバリーが達成され得る。その際に、自己パルス発光レーザダイオード（ＳＰＬＤ）が使用され、または非リニア・オプティカルアンプ（ＮＬＯＡ）が使用される。このＮＬＯＡは、注入レーザと，ダイオード、例えば埋設ヘトロ構造のレーザダイオードと，から構成され、このダイオードは、上端接続部が２つの部分に分割され、それらの部分には、ゲイン部および自己吸収部が光学的にタンデム(中継)に提供するために、それぞれにパワーが印加されている。
【０００４】
P.E. Barnsley et al, のタイトルは次の如くに付与されている。
【０００５】
’Clock Extraction Using Saturable Absorption in a Semiconductor Nonlinear Optical Amplifier’(IEEE Photonics Technology Letters Vol.3, No.9, Sept. 1991, ヘ゜ーシ゛832-4)。
【０００６】
この文献は、光信号がその入力ファセット(結晶体面)に加えられる時に、その飽和したアブソーバ(吸収体)取付材(contact)からの電気的クロック信号をリカバーするためのデバイスの１つの用例を記述している。この紙面が、特にその図２を参照して説明する事項にはつぎのことがある。すなわち、この取付材から直接得られる信号は、その信号がクロック信号として使用できる以前にフィルタ処理されることが求められている。そしてその結果、このクロック・リカバリーの形態は、前述したと同様に、ビットレートが固有であることに対する何らの実施例も無いという問題に苦悩している。
【０００７】
他に、 P.E. Barnsley et al, があり、そのタイトルは次の如くである。
【０００８】
’All-optical Clock Recovery from 5Gb/s RZ Data using a Self-Pulsating1.56 um Laser Diode’(IEEE Photonics Technology Letters Vol.3, No.10,  Oct. 1991, ヘ゜ーシ゛942-5)、および、  ’A 4x5 Gb/s Transmission System with All-Optical Clock recovery’(lbid.Vol.4, No.1, Jan. 1992, ヘ゜ーシ゛83-86)
ここには、全て光学的なクロック・リカバリーの方法が記述されており、また、電気的フィルタリング処理の必要性が回避される。その理由としては、そのフィルタリングは、ＳＰＬＤデバイスの動作によって光学的に行われる故である。しかしながら、この試みの不具合な点は、クロック・リカバリーが、例えば、一方では信号検知のために可能であった光パワーの２０％にも及ぶ、極めて多くの割合のパワーを取得することを含んでいる。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、受信器で検知されるべき受信される光パワーのすべてを許容するクロック・リカバリーのオプトエレクトロニクス・システムを供給することにある。
【００１０】
また、本発明の更なる目的は、このクロック・リカバリーが、電気的制約においてフィルタリング処理を用いることなく有効に機能するクロック・リカバリーのオプトエレクトロニクス・システムを供給することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明の１つの態様によれば、データ及びクロック信号情報とを含む光学的信号から光学的クロック信号を回収する光学的クロックリカバリー回路であって、前記光学的信号を受信するものであって、前記データ及びクロック信号情報を含む電気出力信号を生成するための手段を含むフォトディテクタと、前記フォトディテクタの出力を、選択された自走パルス周波数を有する自己パルス発光半導体レーザダイオード装置の入力に結合して、前記電気出力信号を前記レーザダイオード装置の入力に供給するための信号結合手段と、を具備し、前記電気出力信号は、前記レーザダイオード装置がそのパルス周波数を前記電気出力信号に含まれる前記クロック信号の周波数に位相ロックすることを引き起こし、これによって、前記レーザダイオード装置はその出力で前記光学的クロック信号を再生する。
【００１２】
また、本発明のもう１つの態様によれば、データ及びクロック信号情報を含む信号のための受信器であって、前記信号を受信するための入力及び前記受信機の出力に関して前記データ及びクロック信号情報を含む電気出力信号を出力するための手段と、前記受信器の出力を、選択された自走パルス周波数を有する自己パルス発光半導体レーザダイオード装置の入力に結合して、前記受信器により出力された前記電気信号を前記レーザダイオード装置の入力に供給するための信号結合手段と、を具備し、前記受信器によって出力された前記電気信号は、前記レーザダイオード装置がそのパルス周波数の位相及び周波数を前記受信器によって出力された前記電気信号に含まれるクロック信号の周波数にロックすることを引き起こす。
【００１３】
更に本発明は、データ及びクロック信号情報を含む光学的信号から光学的クロック信号を回収するための方法であって、前記光学的信号を受信して、前記データ及びクロック信号情報を含む電気出力信号を生成するためにフォトディテクタを提供する工程と、前記フォトディテクタの出力からの前記電気出力信号を、選択された自走パルス周波数をもつ自己パルス半導体発光レーザダイオード装置の入力に供給する工程と、前記レーザダイオード装置の出力で前記光学的クロック信号を再生する工程と、を具備し、前記レーザダイオード装置に供給された前記電気出力信号は、前記レーザダイオード装置がそのパルス周波数を前記電気出力信号に含まれるクロック信号の位相又は周波数に位相ロックすることを引き起こし、これによって、前記レーザダイオード装置が前記光学的クロック信号を再生することを可能にする。
また、本発明は、データ及びクロック信号情報を含む信号からクロック信号を回収する方法であって、前記受信器の入力で前記信号を受信する工程と、前記受信器の出力に関して、前記データ及びクロック信号情報を含む電気信号を出力する工程と、前記電気出力信号を、選択された自走パルス周波数を有する自己パルス発光半導体レーザダイオード装置の入力に供給する工程と、前記レーザダイオード装置の出力でクロック信号を含む光学的信号を生成する工程と、を具備し、前記レーザダイオード装置に供給された前記電気出力信号は、当該レーザダイオード装置がそのパルス周波数の前記位相及び周波数を、前記電気出力信号に含まれる前記クロック信号の位相及び周波数にロックすることを引き起こし、これによって、前記レーザダイオード装置が前記クロック信号を含む前記光学的信号を生成することを可能にする。
【００１４】
【実施例】
以下、添付の図面を参照しながら本発明の一実施例について述べる。すなわち、受信器 1 において、光ファイバ伝送路 2 を経由して受信された光信号10は、データとクロック情報との両方を有し、この受信器 1 は電気信号出力を、データとクロック情報とを共にもつライン12上に生成するためにフォトディテクタ11に指向される。例えば、ＳＢ６Ｂコードを用いて６７８Mbit/s 信号に変換された ＮＲＺ ５６５Mbit/s 信号は、データとクロック情報との両方を含む。ライン12は、増幅された信号を得るために、アンプ13の入力側に接続されており、その一部が自己パルス発光レーザダイオード(self-pulsating laser diode)15 に供給され、その他は受信器の（図示しない）部位に供給され、その再生されたクロックはそのデータを含む信号をリカバーするために採用され、その信号を再形成(リシェープ)し、再びタイミング(retime)がとり直される。この自己パルス発光レーザダイオード15 は、そのゲインに供給される直流(ｄ.ｃ.)バイアス電流を有し、また、６７８MHzのライン伝送ビットレートに近い自走(free running)発光周波数を提供するように選択された値を伴う取付け吸収材(absorption contacts)を有している。ライン14上の信号はこのバイアスが加えられる。その増幅は、パルス発光する周波数に十分大きくなるように調節されるが、しかし、コード化された光データ信号を伴うその通常のパルス発光に代わる程には大きくない。特にある例においては、この信号は、ライン14上の信号が含むクロックに関わるそのパルス発光をフェーズロック(位相固定)するために、そのゲインに適用された。そして、出力の光クロック信号を生成し、電気的ノイズ段階(floor)より約２８dB のパワースペクトルを伴う電気的クロック信号を提供するフォトディテクタ17 に適用される。
【００１５】
当図における改善点は、レーザダイオード18 からの単一モードＣＷ光信号をその自己パルス発光レーザダイオード(15)の終端に注入することによって得られたものであり、モードロックを注入するためにその光出力を生じさせるようにしたものである。ただし、このようなレーザの使用はオプションである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の好適実施例を表わす光クロック・リカバリーの回路とその方法を示すブロック概念図である。記述はこの添付されている回路のブロック概念図を参照している。
１…受信器，２…光ファイバ伝送路，１０…光信号，１１…フォトディテクタ(光検出器)，１２…ライン(配線)，１３…アンプ，１４…ライン(配線)，１５…自己パルス発光レーザダイオード，１６…ライン(配線)，１７…フォトディテクタ(光検出器)，１８…レーザダイオード。
【図１】
0003553628.tif 000002