(57)【要約】【課題】被多重化光信号の先頭に付加したチャンネル識別信号を用いてチャンネルを識別することにより、装置構成の簡単化や低価格化を図る。【解決手段】バッファ１１０−１〜１１０−４は、電圧信号列Ｖ１〜Ｖ４を、クロック生成器１５０が与えたタイミングで出力する。識別信号付与回路１２０−１〜１２０−４は、対応する電圧信号列Ｖ１〜Ｖ４の先頭に、複数ビットの信号パターンからなるチャンネル識別信号を連続的に二組以上付与する。ドライバ１３０−１〜１３０−４は、識別信号付与回路１２０−１〜１２０−４が出力した電圧信号列を、電流信号に変換する。光多重器１４０は、これらの電流信号に基づいて、被時分割多重光信号列Ｐ０を生成する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ｎ（ｎは２以上の自然数）系統の信号列を１ビットずつ順次時分割多重することによって、被時分割多重信号を生成する光時分割多重装置であって、
対応する前記信号列の先頭に、複数ビットの信号パターンからなるチャンネル識別信号を連続的に二組以上付与するｎ個の識別信号付与器と、
前記ｎ個の識別信号付与器が出力した前記信号列に基づいて被時分割多重光信号列を生成する光多重器と、
を備えることを特徴とする光時分割多重装置。
【請求項２】
前記ｎ個の識別信号付与器によって前記信号列にそれぞれ付与される前記チャンネル識別信号が、互いに同一の信号パターンを有することを特徴とする請求項１に記載の光時分割多重装置。
【請求項３】
複数ビットの信号パターンからなるチャンネル識別信号が連続的に二組以上先頭に付与されたｎ（ｎは２以上の自然数）系統の信号列を１ビットずつ順次時分割多重してなる被時分割多重信号を、該ｎ系統の信号列に分離する光時分割分離装置であって、
前記被時分割多重信号から信号ビットを所定の周期で順次抽出することにより、対応する前記信号列を当該被時分割多重信号から分離するｎ個の時分割光ゲートと、
対応する前記時分割光ゲートから入力した前記チャンネル識別信号を、予め内部に記憶した当該チャンネル識別信号と比較する、ｎ個の符号識別器と、
入力した前記チャンネル識別信号と予め記憶された当該チャンネル識別信号とが一致していないと前記符号識別器のいずれかが判断した場合に、前記ｎ個の時分割光ゲートが前記信号ビットを抽出するタイミングをシフトさせる可変遅延器と、
を備えることを特徴とする光時分割分離装置。
【請求項４】
前記信号列毎に付与された前記チャンネル識別信号が、互いに同一の信号パターンを有することを特徴とする請求項３に記載の光時分割分離装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、光時分割多重(Optical Time Division Multiplexing;OTDM) 方式を用いて多重化を行う光時分割多重装置と、当該光時分割多重装置で多重化された光信号を分離する光時分割分離装置とに関する。
【背景技術】
【０００２】
光信号列の多重化技術として、光時分割多重方式が知られている。光時分割多重方式とは、一定時間毎（例えば１ビット毎）に通信チャンネルを切り換えることによって、複数チャンネルの光信号列を多重化する方式である。送信側の多重化装置で時分割多重化された光信号は、受信側の分離装置で時分割分離されて、元の光信号列に戻される。
【０００３】
光時分割多重方式においては、多重化前の各通信チャンネルと分離後の各通信チャンネルとの対応関係を識別する必要がある。例えば、２チャンネルの光信号列を多重化して送信した場合、受信側では、分離された各光信号列のどちらが第１チャンネルでどちらが第２チャンネルかを、識別しなければならない。
【０００４】
時分割多重光信号のチャンネル識別技術としては、例えば下記特許文献１で開示された技術が知られている。特許文献１の技術では、光信号列の時分割多重化後に低周波の強度変調を付加することにより、チャンネル識別を可能にしている。
【０００５】
しかしながら、光信号列の強度変調には、複雑な光回路が必要になる。このため、特許文献１の技術は、装置の大規模化や高価格化を招くという欠点があった。
【特許文献１】特開２０００−２０１１０６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
この発明の課題は、簡単な構成で、安価に、時分割多重光信号のチャンネル識別を行う技術を提供する点にある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
（１）第１の発明は、ｎ（ｎは２以上の自然数）系統の信号列を１ビットずつ順次時分割多重することによって被時分割多重光信号を生成する光時分割多重装置に関する。
【０００８】
そして、対応する光信号列の先頭に複数ビットの光信号パターンからなるチャンネル識別信号を連続的に二組以上付与するｎ個の識別信号付与器と、ｎ個の識別信号付与器が出力した信号列に基づいて被時分割多重光信号列を生成する光多重器とを備える。
【０００９】
（２）第２の発明は、複数ビットの光信号パターンからなるチャンネル識別信号が連続的に二組以上先頭に付与されたｎ（ｎは２以上の自然数）系統の光信号列を１ビットずつ順次時分割多重してなる被時分割多重光信号を、ｎ系統の信号列に分離する光時分割分離装置に関する。
【００１０】
そして、被時分割多重光信号から信号ビットを所定の周期で順次抽出することにより対応する信号列を被時分割多重光信号から分離するｎ個の時分割光ゲートと、対応する時分割光ゲートから入力したチャンネル識別信号を予め内部に記憶したチャンネル識別信号と比較するｎ個の符号識別器と、入力したチャンネル識別信号と予め記憶されたチャンネル識別信号とが一致していないと符号識別器のいずれかが判断した場合にｎ個の時分割光ゲートが信号ビットを抽出するタイミングをシフトさせる可変遅延器とを備える。
【発明の効果】
【００１１】
この発明によれば、多重化前に、複数ビットの光信号パターンからなるチャンネル識別信号を連続的に二組以上光信号列の先頭に付与し、これらのチャンネル識別信号を用いて分離後にチャンネル識別を行うこととした。これにより、簡単な構成で、安価に、時分割多重光信号のチャンネル識別を行うことが可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、この発明の実施の形態について、図１〜図６を用いて説明する。なお、図中、各構成成分の大きさ、形状および配置関係は、この発明が理解できる程度に概略的に示してあるにすぎず、また、以下に説明する数値的条件は単なる例示にすぎない。
【００１３】
図１は、この実施形態に係る光時分割多重装置の構成を概略的に示すブロック図である。図１に示したように、この実施形態の光時分割多重装置１００は、バッファ１１０−１〜１１０−４と、識別信号付与回路１２０−１〜１２０−４と、ドライバ１３０−１〜１３０−４と、光多重器１４０と、クロック生成器１５０とを備えている。
【００１４】
バッファ１１０−１〜１１０−４は、外部から入力された電圧信号列Ｖ１〜Ｖ４を一時的に保存し、クロック生成器１５０が与えたタイミングにしたがって出力する。
【００１５】
識別信号付与回路１２０−１〜１２０−４は、対応するバッファ１１０−１〜１１０−４から入力された電圧信号列Ｖ１〜Ｖ４の先頭に、複数ビットの信号パターンからなるチャンネル識別信号を、連続的に、二組以上付与する。チャンネル識別信号を付与するタイミングは、クロック生成器１５０によって与えられる。付与される信号パターンの詳細については、後述する。
【００１６】
ドライバ１３０−１〜１３０−４は、対応する識別信号付与回路１２０−１〜１２０−４が出力した電圧信号を、光多重器１４０内の光源（図示せず）を駆動するための電流信号に変換する。
【００１７】
光多重器１４０は、ドライバ１３０−１〜１３０−４から入力した電流信号を、時分割多重化された光信号列Ｐ０に変換し、クロック生成器１５０に与えられたタイミングで出力する。
【００１８】
クロック生成器１５０は、上述のように、外部から入力された基準クロック（図示せず）に基づいて、バッファ１１０−１〜１１０−４、識別信号付与回路１２０−１〜１２０−４および光多重器１４０の信号出力タイミングを制御する。
【００１９】
図２は、この実施形態に係る光時分割分離装置の構成を概略的に示すブロック図である。図２に示したように、この実施形態の光時分割分離装置２００は、時分割光ゲート２１０−１〜２１０−４と、符号識別回路２２０−１〜２２０−４と、可変遅延器２３０と、クロック抽出器２４０とを備えている。
【００２０】
時分割光ゲート２１０−１〜２１０−４は、それぞれ、外部から、時分割多重化された光信号列Ｐ０を入力する。そして、時分割光ゲート２１０−１〜２１０−４は、可変遅延器２３０から与えられた周期にしたがって、対応するビットの光信号を光信号列Ｐ０から分離する。
【００２１】
符号識別回路２２０−１〜２２０−４は、対応する時分割光ゲート２１０−１〜２１０−４から入力したチャンネル識別信号を、予め内部メモリ（図示せず）に記憶したチャンネル識別信号と比較する。そして、これらのチャンネル識別信号が一致しない場合には、当該不一致を示す制御信号Ｃ１〜Ｃ４を、可変遅延器２３０に送る。
【００２２】
可変遅延器２３０は、クロック抽出器２４０から供給された基準クロックに基づいて、各時分割光ゲート２１０−１〜２１０−４が信号を分離する周期およびタイミングを制御する。そして、可変遅延器２３０は、符号識別回路２２０−１〜２２０−４から制御信号Ｃ１〜Ｃ４を受け取った場合に、入力したチャンネル識別信号と内部に記憶されたチャンネル識別信号とがすべての符号識別回路２２０−１〜２２０−４で一致するように、各時分割光ゲート２１０−１〜２１０−４が光信号ビットを抽出するタイミングをシフトさせる（後述）。
【００２３】
クロック抽出器２４０は、入力された被時分割多重光信号列に同期したタイミングに基づいて、符号識別回路２２０−１〜２２０−４および可変遅延器２３０を制御する。
【００２４】
次に、光時分割多重装置１００（図１参照）の動作について、図３および図４を用いて説明する。
【００２５】
図３は、光時分割多重装置１００の動作を説明するための概念的なタイミングチャートであり、（Ａ）は多重化前、（Ｂ）は多重化後を示している。また、図４は、チャンネル識別信号の構成を示す概念図であり、（Ａ）は多重化前、（Ｂ）は多重化後を示している。
【００２６】
図３（Ｂ）に示したように、光時分割多重装置１００は、多重化処理を行っていないとき、‘１’（光強度大）と‘０’（光強度小）の連続信号からなる同期信号Ｐ１を出力している。高速大容量（例えば１６０Ｇｂｉｔ／秒）の光伝送システムでは、信号速度が非常に速いために、非送信時にも送信装置・受信装置間の同期を取り続けることが望ましいからである。
【００２７】
多重化処理では、まず、識別信号付与回路１２０−１〜１２０−４が、チャンネル識別信号Ｉ１〜Ｉ４を生成・出力する。
【００２８】
図４（Ａ）に示したように、各チャンネル識別信号Ｉ１〜Ｉ４は、それぞれ２ビットの信号パターン（ａ１，ｂ１）、（ａ２，ｂ２）、（ａ３，ｂ３）、（ａ４，ｂ４）から構成される。この実施形態では、ａ１，ａ２，ａ３，ａ４は‘１’であり、ｂ１，ｂ２，ｂ３，ｂ４は‘０’である。これらのチャンネル識別信号Ｉ１〜Ｉ４は、連続的に二組が生成・出力される。
【００２９】
図３（Ａ）に示したように、まず、識別信号付与回路１２０−１が、信号ａ１を出力する。次に、信号ａ１の出力から１／４ビット周期遅れて、識別信号付与回路１２０−２が、信号ａ２を出力する。続いて、信号ａ２の出力から１／４ビット周期遅れて識別信号付与回路１２０−３が信号ａ３を出力し、さらに１／４ビット周期遅れて識別信号付与回路１２０−４が信号ａ４を出力する。以下、同様にして、識別信号付与回路１２０−１〜１２０−４は、１／４ビット周期ずつ遅れて、信号ｂ１〜ｂ４，ａ１〜ａ４，ｂ１〜ｂ４を順次出力する。上述のように、各識別信号付与回路１２０−１〜１２０−４の信号出力タイミングは、クロック生成器１５０によって制御される。
【００３０】
ドライバ１３０−１〜１３０−４は、上述のように、入力した電圧信号を電流信号に変換して、光多重器１４０に送る。さらに、光多重器１４０は、入力した４系統の信号列（チャンネル識別信号Ｉ１〜Ｉ４）を、そのまま重畳して、光信号に変換する。これにより、図３（Ｂ）および図４（Ｂ）に示したような、時分割多重化されたチャンネル識別信号Ｐ２を得ることができる。
【００３１】
続いて、バッファ１１０−１〜１１０−４に一時的に蓄積された信号（すなわち電圧信号列Ｖ１〜Ｖ４を構成する各ビット信号）が、順次、識別信号付与回路１２０−１〜１２０−４に送られる。これらのビット信号は、チャンネル識別信号Ｉ１〜Ｉ４の場合（図４参照）と同様、１／４ビット周期ずつ遅れて、順次、バッファ１１０−１〜１１０−４から出力される。識別信号付与回路１２０−１〜１２０−４は、これらの信号を、タイミングを変更することなく、そのままドライバ１３０−１〜１３０−４に送る。光多重器１４０は、バッファ１１０−１〜１１０−４から入力した電圧信号列Ｖ１〜Ｖ４を、そのまま重畳して、光信号に変換する。これにより、電圧信号列Ｖ１〜Ｖ４を、時分割多重化された光信号列Ｐ３に変換することができる。
【００３２】
時分割多重化されたチャンネル識別信号および送信データは、被時分割多重光信号列Ｐ０として、光時分割分離装置２００に送られる。
【００３３】
次に、光時分割分離装置２００（図２参照）の動作について、図５および図６を用いて説明する。図５（Ａ）、（Ｂ）は、光時分割分離装置２００の動作を説明するための概念的なタイミングチャートである。図５（Ａ）、（Ｂ）において、符号Ｇ１〜Ｇ４は、時分割光ゲート２１０−１〜２１０−４が光ビットを抽出するタイミング示しており、Ｇ１は時分割光ゲート２１０−１、Ｇ２は時分割光ゲート２１０−２、Ｇ３は時分割光ゲート２１０−３、Ｇ４は時分割光ゲート２１０−４に対応する。また、図６（Ａ）、（Ｂ）はチャンネル識別信号の構成を示す概念図である。
【００３４】
多重化処理を行っていないとき、光時分割分離装置２００は、同期信号Ｐ１（図３（Ｂ）参照）を受信している。同期信号Ｐ１は、クロック抽出器２４０に入力される。クロック抽出器２４０は、同期信号Ｐ１を常に監視し、光時分割分離装置２００内の基準クロックを当該同期信号Ｐ１に同期させている。これにより、光時分割分離装置２００と光時分割多重装置１００との正確な同期が図られている。
【００３５】
可変遅延器２３０は、クロック抽出器２４０から与えられた周期にしたがって、時分割光ゲート２１０−１〜２１０−４が信号を分離するタイミングを制御する。図５（Ａ）に示したように、同期信号Ｐ１のビット値‘１’（光強度大）は時分割光ゲート２１０−１，２１０−３の信号分離タイミングを交互に与え（図５（Ａ）のＧ１，Ｇ３参照）、且つ、ビット値‘０’（光強度小）は時分割光ゲート２１０−２，２１０−４の信号分離タイミングを交互に与える（図５（Ａ）のＧ２，Ｇ４参照）。これにより、上述の同期が正確であれば、時分割光ゲート２１０−１〜２１０−４は、それぞれ、被時分割多重光信号列Ｐ０から、自己に対応する光信号ビットを抽出することができる。したがって、光時分割分離装置２００に被時分割多重チャンネル識別信号Ｐ２が入力されると、時分割光ゲート２１０−１は信号ａ１，ｂ１，ａ１，ｂ１を、時分割光ゲート２１０−２は信号ａ２，ｂ２，ａ２，ｂ２を、時分割光ゲート２１０−３は信号ａ３，ｂ３，ａ３，ｂ３を、時分割光ゲート２１０−４は信号ａ４，ｂ４，ａ４，ｂ４を、それぞれ抽出する（いずれも、図５（Ａ）の例では１，０，１，０）。これにより、図６（Ａ）に示したような、チャンネル識別信号Ｊ１〜Ｊ４を復元することができる。図６（Ａ）から解るように、時分割光ゲート２１０−１〜２１０−４で分離されたチャンネル識別信号Ｊ１〜Ｊ４の値は、光時分割多重装置１００で多重化される前のチャンネル識別信号Ｉ１〜Ｉ４（図４（Ａ）参照）の値と一致する。
【００３６】
符号識別回路２２０−１〜２２０−４は、対応するチャンネル識別信号を時分割光ゲート２１０−１〜２１０−４から入力し、予め内部メモリ（図示せず）に記憶したチャンネル識別信号と比較する。ここでは、これらのチャンネル識別信号が一致するので、符号識別回路２２０−１〜２２０−４は、不一致を示す制御信号Ｃ１〜Ｃ４を出力しない。
【００３７】
その後、光時分割分離装置２００は、被時分割多重データ信号Ｐ３を受信する。各時分割光ゲート２１０−１〜２１０−４は、それぞれ、被時分割多重チャンネル識別信号Ｐ２のときと同じタイミングで、対応する光信号ビットを適宜分離する。これにより、時分割光ゲート２１０−１〜２１０−４で分離された信号列Ｄ１〜Ｄ４は、それぞれ、光時分割多重装置１００で多重化される前の信号列Ｖ１〜Ｖ４と同じ値になる。符号識別回路２２０−１〜２２０−４は、かかる信号列Ｄ１〜Ｄ４を、後段の回路（図示せず）にそのまま送信する。
【００３８】
ここで、光伝送システムの伝送路に設けられた中継器（図示せず）の不具合等により、同期信号Ｐ１が不連続になる場合がある。上述のように、同期信号Ｐ１のビット値‘１’は時分割光ゲート２１０−１，２１０−３の信号分離タイミングを交互に与える。このため、同期信号Ｐ１が不連続になった場合には、図５（Ｂ）に符号αで示したように、時分割光ゲート２１０−１，２１０−３の信号分離タイミングが逆転して、各時分割光ゲート２１０−１〜２１０−４の同期タイミングが１／２周期ずれてしまう場合がある。そして、同期タイミングが１／２周期ずれた場合、光時分割分離装置２００は、例えば図５（Ｂ）に符号βで示した光信号ビットを、被分割多重チャンネル識別信号Ｐ２の開始ビットであると誤判断してしまう。このため、図６（Ｂ）に示したように、時分割光ゲート２１０−１は信号ａ３，ｂ３，ａ３，ｂ３（すなわち、１，０，１，０）を、時分割光ゲート２１０−２は信号ａ４，ｂ４，ａ４，ｂ４（すなわち、１，０，１，０）を、時分割光ゲート２１０−３は信号ｂ１，ａ１，ｂ１（すなわち、０，１，０）を、時分割光ゲート２１０−４は信号ｂ２，ａ２，ｂ２（すなわち、０，１，０）を、それぞれ抽出することになる。したがって、時分割光ゲート２１０−１，２１０−２が分離したチャンネル識別信号は符号識別回路２２０−１，２２０−２の内部に保存されたチャンネル識別信号と一致するが、時分割光ゲート２１０−３，２１０−４が分離したチャンネル識別信号は符号識別回路２２０−３，２２０−４の内部に保存されたチャンネル識別信号と一致しないことになる（図４（Ａ）参照）。このため、符号識別回路２２０−３，２２０−４は、不一致を示す制御信号Ｃ３，Ｃ４を出力する。
【００３９】
可変遅延器２３０は、制御信号Ｃ３，Ｃ４を受信すると、同期タイミングが１／２周期ずれていることを認識して、同期の補正を行う（図５（Ｂ）の符号γ参照）。これにより、光時分割多重装置１００と光時分割分離装置２００とが、正しく同期することになる。
【００４０】
その後、光時分割分離装置２００は、被時分割多重データ信号Ｐ３を受信する。各時分割光ゲート２１０−１〜２１０−４は、それぞれ、同期補正後のタイミングで、対応する光信号ビットを適宜分離する。これにより、時分割光ゲート２１０−１〜２１０−４で分離された信号列Ｄ１〜Ｄ４は、光時分割多重装置１００で多重化される前の信号列Ｖ１〜Ｖ４と同じ値になる。符号識別回路２２０−１〜２２０−４は、かかる信号列Ｄ１〜Ｄ４を、後段の回路（図示せず）にそのまま送信する。
【００４１】
以上説明したように、この実施形態に係る光時分割多重装置１００および光時分割分離装置２００によれば、被多重化光信号の先頭に付加されたチャンネル識別信号を用いてチャンネルを識別することができる。したがって、この実施形態によれば、簡単な構成で、安価に、時分割多重光信号のチャンネル識別を行うことができる。
【００４２】
なお、この実施形態では、信号列Ｖ１〜Ｖ４の先頭に２ビットのチャンネル識別信号を二組連続的に付加することとしたが、チャンネル識別信号は３ビット以上であってもよく、さらには３組以上連続的に付加してもよい。
【００４３】
また、この実施形態では、チャンネル識別信号Ｉ１〜Ｉ４をすべて同一の信号パターンとしたが、チャンネルの識別を行うことさえできれば必ずしも同一である必要はない。
【００４４】
加えて、この実施形態では、四系統の信号列Ｖ１〜Ｖ４を光時分割多重する場合を例に採って説明したが、２系統以上の光時分割多重を行う場合であれば、この発明を適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】この発明の一実施形態に係る光時分割多重装置の構成を概略的に示すブロック図である。
【図２】この発明の一実施形態に係る光時分割分離装置の構成を概略的に示すブロック図である。
【図３】図１に示した光時分割多重装置の動作を説明するための概念図である。
【図４】図１に示した光時分割多重装置の動作を説明するための概念図である。
【図５】図２に示した光時分割分離装置の動作を説明するための概念図である。
【図６】図２に示した光時分割分離装置の動作を説明するための概念図である。
【符号の説明】
【００４６】
１００  光時分割多重装置
１１０−１〜１１０−４  バッファ
１２０−１〜１２０−４  識別信号付与回路
１３０−１〜１３０−４  ドライバ
１４０  光多重器
１５０  クロック生成器
２００  光時分割分離装置
２１０−１〜２１０−４  時分割光ゲート
２２０−１〜２２０−４  符号識別回路
２３０  可変遅延器
２４０  クロック抽出器
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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