(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力端を介して入力された圧縮信号のパルス列が時間差をおいて繰り返して出力されるように、反射した前記パルス列を循環させる循環手段と、
前記循環手段から出力された圧縮信号のパルス列が前記循環手段に反射するように、前記パルス列をループミラーの両方向に進行させるカップラーと、
前記カップラーを介して両方向に進行される前記パルス列が順次に逆圧縮され、出力端を介して出力されるように前記パルスの位相を変化させる位相変化手段と、を備えて構成されることを特徴とする信号逆圧縮器。
【請求項２】
前記循環手段は前記カップラーを介して反射した、逆圧縮されてない前記圧縮信号のパルス列を循環させ、再び前記カップラーに出力するサーキュレータと、
前記サーキュレータを介して循環する信号のパワー損失を補償するための増幅器と、を備えて構成されることを特徴とする請求項１記載の信号逆圧縮器。
【請求項３】
前記増幅器はＥＤＦＡ（Ｅｒｂｉｕｍ  Ｄｏｐｅｄ  Ｆｉｂｅｒ  Ａｍｐｌｉｆｉｅｒ）で構成されることを特徴とする請求項２記載の信号逆圧縮器。
【請求項４】
前記カップラーは前記循環手段で出力された前記圧縮信号のパルス列が前記ループミラーの両方向に進行し、前記位相変化手段を経た後の両方向の位相変化状態に応じて、前記循環手段のサーキュレータに反射するか、または前記出力端に出力されるようにする２×２の３ｄＢ結合器で構成されることを特徴とする請求項１記載の信号逆圧縮器。
【請求項５】
前記位相変化手段は前記ループミラーを介して進行する前記圧縮信号のパルス列のうち任意のパルスが位相変化を起こし、前記ループミラーの出力ポートで干渉の結果逆圧縮され、前記出力端を介して出力されるように、前記任意のパルスを制御同期信号に従って位相変化させる光増幅器で構成されることを特徴とする請求項１記載の信号逆圧縮器。
【請求項６】
前記光増幅器は前記圧縮信号のうち外部から入力される前記制御同期信号と同期の合っている前記任意のパルスのみを位相変化させるＳＯＡ（Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ  Ｏｐｔｉｃａｌ  Ａｍｐｌｉｆｉｅｒ）で構成されることを特徴とする請求項５記載の信号逆圧縮器。
【請求項７】
前記ＳＯＡは入力信号に対して一定の利得を有するＧａｉｎ−ｔｒａｎｓｐａｒｅｎｔＳＯＡから構成されることを特徴とする請求項６記載の信号逆圧縮器。
【請求項８】
前記信号逆圧縮器は前記ＳＯＡの偏光依存性を補償できるように前記ループミラー内に挿入した偏光調節器を更に備えて構成されることを特徴とする請求項６記載の信号逆圧縮器。
【請求項９】
前記ＳＯＡは前記圧縮信号となる信号間の時間間隔がＴｃである場合、前記圧縮信号が前記ループミラーの入力から前記ＳＯＡまで時計方向と反時計方向に進行時に所要となる時間差がＴｃ／２となるよう、前記ループミラーの中央と所定の距離をおいて位置するように構成されることを特徴とする請求項６記載の信号逆圧縮器。
【請求項１０】
前記信号逆圧縮器は前記圧縮信号となる信号間の時間間隔がＴｃであり、逆圧縮した信号間の時間間隔がＴＤである場合、前記信号逆圧縮器の入力端を介して入力された前記圧縮信号のパルス列が前記ループミラーを介して反射し、前記循環手段を介して循環した後、再び前記カップラーを介して前記ループミラーへ入力されるまでＴＤ−ＴＣだけ遅延となるように構成されることを特徴とする請求項１記載の信号逆圧縮器。
【請求項１１】
入力信号をループミラーの両方向に進行させるカップラーへ圧縮信号が入力される第１段階と、
前記第１段階で前記ループミラーの両方向に進行する圧縮信号のうち、任意のパルスが逆圧縮される第２段階と、
前記第２段階で逆圧縮されてない圧縮信号のパルス列が前記カップラーへ再入力され、前記第２段階が繰り返して行われることにより、圧縮信号のパルス列が順次に逆圧縮される第３段階と、を備えてなることを特徴とする信号逆圧縮方法。
【請求項１２】
前記第２段階は、前記ループミラー上で進行する圧縮信号パルス列のうち外部から入力される制御同期信号に従って、任意の圧縮パルスを選択するパルス選択段階と、
前記パルス選択段階で選択したパルスを位相変化させる位相変化段階と、前記位相変化段階を通じて位相変化したパルスが前記ループミラーの出力ポートで干渉の結果逆圧縮される逆圧縮段階と、を備えてなることを特徴とする請求項１１記載の信号逆圧縮方法。
【請求項１３】
前記パルス選択段階で前記制御同期信号と同期の合っているパルスが選択されることを特徴とする請求項１２記載の信号逆圧縮方法。
【請求項１４】
前記第３段階で前記圧縮信号となる信号間の時間間隔がＴｃであり、逆圧縮した信号間の時間間隔がＴＤである場合、前記ループミラーを進行する圧縮信号パルス列のうち、位相変化が起こらないパルス列はＴＤ−ＴＣだけ遅延し、前記カップラーを介して前記ループミラーへ再入力されることを特徴とする請求項１１記載の信号逆圧縮方法。
【請求項１５】
入力端を介して入力された圧縮信号のパルス列が時間差をおいて繰り返して出力されるように、反射した前記パルス列を循環させる循環手段と、前記循環手段から出力された圧縮信号のパルス列が前記循環手段に反射するように、前記パルス列をループミラーの両方向に進行させるカップラーと、前記カップラーを介して両方向に進行する前記パルス列が順次に逆圧縮され、出力端を介して出力されるように前記パルスの位相を変化させる位相変化手段と、を備えて構成されることを特徴とする信号逆圧縮器において、
前記入力端へ圧縮信号が入力される第１段階と、前記入力端を介して入力された圧縮信号のパルス列が前記カップラーを介して前記ループミラーの両方向に進行する第２段階と、前記第２段階で前記ループミラーの両方向に進行する圧縮信号パルス列のうち、任意のパルスが前記位相変化手段によって位相変化する第３段階と、前記第３段階で位相変化した任意のパルスが前記ループミラーの出力ポートで干渉の結果逆圧縮され、前記出力端を介して出力される第４段階と、前記第３段階で前記位相変化手段から位相変化されてないパルス列が前記循環手段に反射し、その循環手段によって前記カップラーへ再入力され、前記第２、３、４段階が繰り返して行われることにより、前記圧縮信号のパルス列が前記出力端で順次に逆圧縮される第５段階と、を備えてなることを特徴とする信号逆圧縮方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は信号逆圧縮器（ｄｅｃｏｍｐｒｅｓｓｏｒ）及び信号逆圧縮方法に係り、特に、帰還アルゴリズムを用いて従来逆圧縮器において所要となっていたハードウェアの数を著しく減らせるようにした信号逆圧縮器及びその方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
時間分割方式の概念からなる超高速且つ大容量の光ＡＴＭ交換器で、光セル圧縮器及び逆圧縮器はシステム実現のために必ず必要であり、その代表的な圧縮器及び逆圧縮器の構造として、図１に示すようなＵＬＰＨＡ構造が挙げられる。
【０００３】
特に、前記のようなＵＬＰＨＡ構造の圧縮器及び逆圧縮器は１×２スイッチ１、二つの光ファイバ遅延線２ａ，２ｂ、２×１結合器３から構成されたＰＩＣ（Ｐｕｌｓｅ  Ｉｎｔｅｒｖａｌ  Ｃｏｍｐｒｅｓｓｏｒ；１−１〜１−ｎ）が連続的に連結して構成されることを特徴とする。
【０００４】
前記のように構成される従来の逆圧縮器の動作を以下に説明する。
【０００５】
まず、圧縮した信号が第１ＰＩＥ１０−１の１×２スイッチ１へ入力される。
【０００６】
このとき、前記１×２スイッチ１は圧縮信号の周波数の１／２に半減された分周機４−１の制御信号により動作を行う。従って、入力した圧縮信号の信号列は交互に二股に分けられ、前記二つの光ファイバ遅延線２ａ，２ｂに沿って進行する。
【０００７】
ここで、前記圧縮信号となる信号間の時間間隔をＴｃとし、逆圧縮した信号間の時間間隔をＴＤとする場合、前記光ファイバ遅延線２ａ，２ｂに沿って進行する圧縮信号のうち一つの信号はＴＤ−ＴＣだけ更に遅延され、第２ＰＩＥ１０−２に進行しなければならないので、前記光ファイバ遅延線２ｂは前記２ａ光ファイバ遅延線２ａより更に長く形成される。
【０００８】
前記のように、光ファイバ遅延線２ｂを介して遅延された信号と、第１ＰＩＥ１０−１の出力ポートに直接連結された光ファイバ遅延線２ａを介して進行した信号は、前記２×１結合器３によって再び一つの信号に合わせられ、次の第２ＰＩＥ１０−２入力ポートに入力される。
【０００９】
前記のように動作する従来の逆圧縮器に対するセル逆圧縮の過程及び制御信号に関するグラフは図２に示す通りである。
【００１０】
しかし、かかる構造を有する従来の逆圧縮器で、２ｎ  ｂｉｔ  圧縮した信号からなるセルを逆圧縮するためには、ｎ個のＰＩＥ端が直列に連結されなければならない。  即ち、１６ｂｉｔ  圧縮したセルを逆圧縮させるためには４つのＰＩＥ端が要求される。従って、圧縮率の高い圧縮信号を逆圧縮するためには、その分多数のハードウェアが必要になるという問題がある。
【００１１】
また、前記それぞれのＰＩＥ端の入力ポートには１×２スイッチが設けられ、このスイッチの動作のためには、現在ＰＩＥ端に入力される圧縮セルのデータ速度の１／２に半減した分周機の制御信号を必要とするから、制御信号が複雑となるという不具合があった。
【００１２】
また、結合器の特性上、２×１結合器では入力したデータに対して最大１／２（−３ｄＢ）のパワーしか出力できない。従って、１６ｂｉｔ  圧縮したセルを逆圧縮させるためには４つのＰＩＥ端が要求されるので、逆圧縮した信号は最初のＰＩＥ端の入力ポートへ入力された信号に対して最小−１２ｄＢが減少するような問題がある。
【００１３】
尚、このようなパワー減少の問題点を解決するために、現在常用中である全光増幅器の増幅率を考慮すると、圧縮されたｂｉｔの数が一定値以上であれば、前記パワー減少の信号を増幅するための増幅器の数もまた増加する。
【００１４】
即ち、従来の逆圧縮器は前方進行型の構造を有しているため、光セルの大きさが大きくなる場合は、同一の構造を直列に連結しなければならないので、ハードウェアが著しく増加することになる。また、逆圧縮器能を行うための制御信号が複雑であり、複数の端が直列的に連結された場合、２×１結合器の特性上、信号パワーの損失は過多となる。
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明はかかる従来技術の問題点を解決するためのもので、その目的は圧縮信号をなすパルス列が循環することで、前記パルス列が時間差をおいて再入力され、順次に逆圧縮されるようにする帰還アルゴリズムが適用された信号逆圧縮器及びその方法を提供することにある。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するための本発明による信号逆圧縮器は、入力端を介して入力された圧縮信号のパルス列が時間差をおいて繰り返して出力されるように、反射した前記パルス列を循環させる循環手段と、前記循環手段から出力された圧縮信号のパルス列が前記循環手段に反射するように、前記パルス列をループミラーの両方向に進行させるカップラーと、前記カップラーを介して両方向に進行される前記パルス列が順次に逆圧縮され、出力端を介して出力されるように前記パルスの位相を変化させる位相変化手段とから構成されている。
【００１７】
また、上記課題を解決するための本発明による信号逆圧縮方法によれば、入力信号をループミラーの両方向に進行させるカップラーへ圧縮信号が入力される第１段階と、前記第１段階で前記ループミラーの両方向に進行する圧縮信号のうち、任意のパルスが逆圧縮される第２段階と、前記第２段階で逆圧縮されてない圧縮信号のパルス列が前記カップラーへ再入力され、前記第２段階が繰り返して行われることにより、圧縮信号のパルス列が順次に逆圧縮される第３段階とからなっている。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好ましい実施形態を添付の図面を参照して詳細に説明する。
【００１９】
本発明の実施形態の信号逆圧縮器は、図３に示すように、入力端２１を介して入力された圧縮信号のパルス列が時間差をおいて繰り返して出力されるように、反射した前記パルス列を循環させる循環手段２０と、前記循環手段２０から出力された圧縮信号のパルス列が前記循環手段２０に反射するように、前記パルス列をループミラー３５の両方向に進行させるカップラー３０と、前記カップラー３０を介して両方向に進行する前記パルス列が順次に逆圧縮され、出力端４１を介して出力されるように前記パルスの位相を変化させる位相変化手段４０とから構成される。
【００２０】
ここで、前記循環手段２０は前記カップラー３０を介して反射した逆圧縮されてない前記圧縮信号のパルス列を循環させ、再び前記カップラー３０に出力するサーキュレータ２２と、前記サーキュレータを介して循環する信号のパワー損失を補償するための増幅器２３とからなり、特に、前記増幅器２３はＥＤＦＡ（Ｅｒｂｉｕｍ  Ｄｏｐｅｄ  Ｆｉｂｅｒ  Ａｍｐｌｉｆｉｅｒ）で構成されている。
【００２１】
また、前記カップラー３０は、前記循環手段２０で出力された前記圧縮信号のパルス列が前記ループミラー３５の両方向に進行し、前記位相変化手段４０を経た後の両方向の位相変化状態に応じて、前記循環手段２０のサーキュレータ２２に反射するか、または前記出力端４１に出力されるようにする２×２の３ｄＢ結合器で構成されている。
【００２２】
その他、前記位相変化手段４０は、前記ループミラー３５を介して進行する前記圧縮信号のパルス列のうち任意のパルスが位相変化を起こし、前記ループミラー３５の出力ポートで干渉の結果逆圧縮され、前記出力端４１を介して出力されるように、前記任意のパルスを制御同期信号に従って位相変化させる光増幅器で構成されており、特に、前記光増幅器は前記圧縮信号のうち外部から入力される前記制御同期信号と同期の合っている前記任意のパルスのみを位相変化させるｇａｉｎ−ｔｒａｎｓｐａｒｅｎｔＳＯＡ（Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ  Ｏｐｔｉｃａｌ  Ａｍｐｌｉｆｉｅｒ、半導体光増幅器）からなっている。
【００２３】
また、本実施形態の信号逆圧縮器は、位相変化手段４０としてＳＯＡが使用されることにより、前記ＳＯＡの偏光依存性を補償できるように前記ループミラー３５内に挿入した偏光調節器（ＰＣ；Ｐｏｌａｒｉｚａｔｉｏｎ  Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ）４２を更に備えている。
【００２４】
ここで、前記ＳＯＡからなる位相変化手段４０は、前記圧縮信号となる信号間の時間間隔がＴｃである場合、前記圧縮信号が前記ループミラー３５の入力から前記ＳＯＡまで時計方向と反時計方向に進行時に所要となる時間差がＴｃ／２となるように、前記ループミラー３５の中央と所定の距離（Δｘ）をおいて位置する。
【００２５】
また、本発明による信号逆圧縮器は、逆圧縮した信号間の時間間隔がＴＤである場合、前記信号逆圧縮器の入力端２１を介して入力された前記圧縮信号のパルス列が前記ループミラー３５を介して反射し、前記循環手段２０を介して循環した後、再び前記カップラー３０を介して前記ループミラー３５へ入力されるまで前記循環手段２０の光ファイバ遅延線２５を介してＴＤ−ＴＣだけ遅延となるように構成される。
【００２６】
例えば、圧縮ビットＮ個のパルスから構成された圧縮セルの大きさをＴとする場合、セル間の間隔は（Ｎ−１）×Ｔとなる。従って、前記入力した圧縮信号のパルス列がループミラー３５から反射されサーキュレータ２２を介して帰還してから、再びループミラー３５へ入力されるまで（Ｎ−１）／Ｎ×Ｔだけの光学的な遅延の時間が必要となる。
【００２７】
上記のように構成された本発明の動作を以下に説明する。
【００２８】
まず、１５５０ｎｍの圧縮したパルス列からなる圧縮信号が入力端を介して前記循環手段２０のサーキュレータ２２へ入力される。前記サーキュレータ２２へ入力された圧縮信号は、前記２×２の３ｄＢ結合器からなるカップラー３０を通過して前記ループミラー３５の両方向に進行する。
【００２９】
もし、１５５０ｎｍの圧縮信号に対して一定の利得を有するｇａｉｎ−ｔｒａｎｓｐａｒｅｎｔ１３００ｎｍ  帯域のＳＯＡに制御同期信号が印加されないと、前記ループミラー３５で時計方向と反時計方向にそれぞれ進行する前記圧縮信号のパルスは、同様な位相変化を起こすだろう。従って、前記出力端を介して出力される信号の位相差は、全く２×２の３ｄＢ結合器からなるカップラー３０によってのみ影響を受けることになる。結局、前記２×２の３ｄＢ結合器からなるカップラー３０に印加されたパルスは前記出力端側では相殺干渉を、そして、前記サーキュレータ２２側では補償干渉を受けるので、前記入力されたパルスは前記ループミラー３５から前記サーキュレータ２２に全て反射することと同様な現象を現す。
【００３０】
一方、１３００ｎｍ  帯域のＳＯＡに制御同期信号の１３００ｎｍの光信号が印加されると、前記ＳＯＡ内では屈折率の変化が引き起こされる。この際、前記ＳＯＡを通る１５５０ｎｍ  帯域の信号は位相変化が起こるものの、前記ＳＯＡと波長帯域が異なっているため、前記ＳＯＡ内での利得とは関係はない。
【００３１】
かかる位相変化が前記ループミラー３５内で時計方向に進行する前記圧縮信号のパルス列のうち特定のパルスにのみ行われるよう前記制御同期信号を調整することにより、前記入力した圧縮信号のパルス列それぞれのビットの透過及び反射特性を調節することができる。即ち、このような特性を用いて、前記制御同期信号と同期の合っている１５５０ｎｍ  帯域のパルスのみ透過されるようにし、残りの残余パルスからなるパルス列はループミラー３５から反射しされ前記サーキュレータ２２へ再入力される。
【００３２】
前記サーキュレータ２２へ再入力されたパルス列は前記ループミラー３５で進行時に発生したパワー損失だけパワーが補償され、逆圧縮過程を経るまで再びループミラー３５へ入力される反復過程を経る。ここで、ＥＤＦＡは前記ループミラー３５及び光ファイバ遅延線バンドル内での前記圧縮信号のパワー損失を補償するために挿入される。
【００３３】
また、前記ループミラー３５内に挿入された偏光調節器はＳＯＡの偏光依存性を補償させる。ここで、前記入力端を介して入力された圧縮信号のパルス列が前記ループミラー３５から反射され、前記サーキュレータ２２を介して循環する間に進行する光学的長さは、ｎ−ｂｉｔ  圧縮したセルからなる圧縮信号の場合、ＴＤ−ＴＣだけの時間遅延が起こる程度の長さである。また、前記  ｇａｉｎ−ｔｒａｎｓｐａｒｅｎｔＳＯＡは前記ループミラー３５の中央からΔｘだけ非対称にして位置する。
【００３４】
上記のように構成され動作する本実施形態の信号逆圧縮器は、光帰還型構造を有するので、圧縮信号パルス列セル内の圧縮ビット数が増えても基本的に光帰還長さのＴＤ−ＴＣを調整するし、また、前記ループミラー３５の入力から前記  ｇａｉｎ−ｔｒａｎｓｐａｒｅｎｔＳＯＡまで時計方向と反時計方向に信号が進行する時に所要する時間差がＴｃ／２になるように、前記  ｇａｉｎ−ｔｒａｎｓｐａｒｅｎｔＳＯＡを前記ループミラー３５内に非対称に位置させれば良い。また、約３〜６ｄＢのパワー損失を補償する増幅器を使用することにより、一つの増幅器からでも本発明による信号逆圧縮器へ入力された圧縮信号と同等なパワー或いはそれ以上のパワーを有する逆圧縮信号が出力されるようにしている。
【００３５】
図４は本発明による信号逆圧縮器へ入力された圧縮信号が逆圧縮される過程と、その過程で現れる波形を示している。図４（ａ）は本発明による信号逆圧縮器へ入力される圧縮信号を示し、図４（ｂ）はＳＯＡへ入力される制御同期信号を示し、図４（ｃ）は前記ＳＯＡへ信号逆圧縮過程で入力される時計方向圧縮信号のパルス列を示し、図４（ｄ）は出力端を介して出力される本発明による信号逆圧縮器の逆圧縮信号を示している。
【００３６】
【発明の効果】
以上のように構成される本発明の信号逆圧縮器はループミラー内に一定の利得を有するＳＯＡ（Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ  Ｏｐｔｉｃａｌ  Ａｍｐｌｉｆｉｅｒ）と偏光調節器を設け、圧縮信号のうち任意のパルスを選択できるような高速のスイッチとして作動させると共に、逆圧縮されてない圧縮信号パルス列の帰還且つ増幅のためにサーキュレータ及び増幅器を使用することにより、入力端を介して入力された圧縮信号のパルス列が１ビットずつ順次にループミラーの前記ＳＯＡを経つつ、位相変化を起こすようにして、前記ループミラー出力ポートで干渉の結果逆圧縮され、信号逆圧縮器の出力端を介して出力されるようにする。そして、逆圧縮されてないビットからなる圧縮信号のパルス列は前記サーキュレータと増幅器を経て前記ループミラーへ再入力されるように構成し、ＲＺパターンの高速の圧縮パルスからなる圧縮信号を制御同期信号を用いて簡単に逆圧縮できるようにすると共に、圧縮信号の圧縮ビットの数が増えても簡単に光帰還の長さ及びＳＯＡの位置を調節することにより、増幅素子などハードウェアを更に使用することなく、圧縮信号を逆圧縮できるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来の光セル逆圧縮器の構成を示すブロック図である。
【図２】従来の光セル逆圧縮器の信号逆圧縮過程及び、その過程で発生する波形を示すタイミング図である。
【図３】本発明による信号逆圧縮器の構成を示すブロック図である。
【図４】本発明による信号逆圧縮器の信号逆圧縮過程及び、その過程で発生する波形を示すタイミング図である。
【符号の説明】
２０  循環手段、２１  入力端、２２  サーキューレータ、２３  増幅器、３０  カップラー、３５  ループミラー、４０  位相変化手段、４１  出力端、４２  偏光調節器。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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