(57)【要約】      （修正有）【課題】電気クロストーク信号及び光クロストーク信号の影響を受けずに、受信特性を高めることができる双方向光送受信装置及び双方向光伝送システムを提供する。【解決手段】スペクトル形状が異なる符号形式によって変換された双方の電気信号を光信号に変換して双方向伝送する。具体的には、符号形式の一方をＮＲＺ、他方をＣＭＩまたはマンチェスタ符号とすることは、好ましい態様である。【選択図】図１
2005094049.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
双方の双方向光送受信装置にそれぞれ入力された電気信号を光信号に変換し、前記変換された前記光信号を一本の光ファイバを介して双方向伝送する双方向光伝送システムにおいて、
スペクトル形状が異なる符号形式によって変換された前記双方の前記電気信号を、前記光信号に変換して双方向伝送することを特徴とする双方向光伝送システム。
【請求項２】
双方の双方向光送受信装置にそれぞれ入力された電気信号を光信号に変換し、前記変換された前記光信号を一本の光ファイバを介して双方向伝送する双方向光伝送システムにおいて、
前記双方の前記電気信号のうち、一方を直流成分を含む符号形式によって変換し、他方を直流成分を含まない符号形式によって変換し、それぞれ変換された前記電気信号を前記光信号に変換して双方向伝送することを特徴とする双方向光伝送システム。
【請求項３】
前記符号形式の一方をＮＲＺ符号形式とし、前記符号形式の他方をＣＭＩ符号形式又はマンチェスタ符号形式とすることを特徴とする請求項１に記載の双方向光伝送システム。
【請求項４】
前記直流成分を含む符号形式をＮＲＺ符号形式とし、前記直流成分を含まない符号形式をＣＭＩ符号形式又はマンチェスタ符号形式とすることを特徴とする請求項２に記載の双方向光伝送システム。
【請求項５】
入力された送信電気信号を送信光信号に変換し、前記送信光信号を光ファイバへ出力する光送信部と、前記光ファイバから出力される受信光信号を受信し、受信電気信号に変換する光受信部と、前記光送信部から出力される前記送信光信号を前記光ファイバに結合させ、前記光ファイバから出力される前記受信光信号を前記光受信部に結合させる光合分波部とを備える双方向光送受信装置において、
前記光送信部に入力される前記送信電気信号をＣＭＩ符号に変換するＣＭＩ符号化回路を更に備え、
前記光受信部はＮＲＺ符号に変換された前記受信光信号を前記受信電気信号に変換することを特徴とする双方向光送受信装置。
【請求項６】
入力された送信電気信号を送信光信号に変換し、前記送信光信号を光ファイバへ出力する光送信部と、前記光ファイバから出力される受信光信号を受信し、受信電気信号に変換する光受信部と、前記光送信部から出力される前記送信光信号を前記光ファイバに結合させ、前記光ファイバから出力される前記受信光信号を前記光受信部に結合させる光合分波部とを備える双方向光送受信装置において、
ＣＭＩ符号に変換された前記受信光信号を受信する前記光受信部によって変換された前記受信電気信号を復号するＣＭＩ復号化回路を更に備え、
前記光送信部は前記送信電気信号をＮＲＺ符号に変換し、前記ＮＲＺ符号に変換された前記送信電気信号を前記送信光信号に変換することを特徴とする双方向光送受信装置。
【請求項７】
請求項５に記載の双方向光送受信装置と請求項６に記載の双方向光送受信装置とが光ファイバを介して接続された双方向光伝送システム。
【請求項８】
入力された送信電気信号を送信光信号に変換し、前記送信光信号を光ファイバへ出力する光送信部と、前記光ファイバから出力される受信光信号を受信し、受信電気信号に変換する光受信部と、前記光送信部から出力される前記送信光信号を前記光ファイバに結合させ、前記光ファイバから出力される前記受信光信号を前記光受信部に結合させる光合分波部とを備える双方向光送受信装置において、
前記光送信部に入力される前記送信電気信号をマンチェスタ符号に変換するマンチェスタ符号化回路を更に備え、
前記光受信部はＮＲＺ符号に変換された前記受信光信号を前記受信電気信号に変換することを特徴とする双方向光送受信装置。
【請求項９】
入力された送信電気信号を送信光信号に変換し、前記送信光信号を光ファイバへ出力する光送信部と、前記光ファイバから出力される受信光信号を受信し、受信電気信号に変換する光受信部と、前記光送信部から出力される前記送信光信号を前記光ファイバに結合させ、前記光ファイバから出力される前記受信光信号を前記光受信部に結合させる光合分波部とを備える双方向光送受信装置において、
マンチェスタ符号に変換された前記受信光信号を受信する前記光受信部によって変換された前記受信電気信号を復号するマンチェスタ復号化回路を更に備え、
前記光送信部は前記送信電気信号をＮＲＺ符号に変換し、前記ＮＲＺ符号に変換された前記送信電気信号を前記送信光信号に変換することを特徴とする双方向光送受信装置。
【請求項１０】
請求項８に記載の双方向光送受信装置と請求項９に記載の双方向光送受信装置とが光ファイバを介して接続された双方向光伝送システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、入力された送信電気信号を送信光信号に変換し、伝送用光ファイバを介して伝送するとともに、伝送用光ファイバを介して外部から伝送されてきた受信光信号を受信電気信号に変換する双方向光送受信装置及び双方向光伝送システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から双方向光送受信装置及び双方向光伝送システムとして様々なものが開発されてきた。従来の双方向光送受信装置について図４から図６を用いて説明する。図４は従来の双方向光送受信装置の構成を示すブロック図である。図５は光クロストーク信号の周波数特性を示す図である。図６は電気クロストーク信号の周波数特性を示す図である。図４に示すように、双方向光送受信装置２５は、入力される電気信号（以下、送信電気信号と言う）を送信光信号２６に変換する発光素子１２、伝送用光ファイバ１１から出力される受信光信号２７と発光素子１２から出力される送信光信号２６による光クロストーク信号２８とを受信し、これらを含んだ電気信号（以下、併合電気信号と言う）に変換する受光素子１３、受光素子１３から出力される微弱な併合電気信号を低雑音増幅するプリアンプ１５、発光素子１２から出力される送信光信号２６を伝送用光ファイバ１１へ光学的に結合させ、伝送用光ファイバ１１から出力される受信光信号２７を受光素子１３へ光学的に結合させる波長多重分離素子１４から構成される光モジュール１６と、光モジュール１６を構成する発光素子１２を駆動させるための駆動回路１７と、駆動回路１７に入力される送信電気信号である正相出力及び後述する位相調整回路１９に入力される送信電気信号の逆相である逆相出力を出力するバッファ回路１８、バッファ回路１８の逆相出力の出力振幅を減衰させ調整しプリアンプ１５から出力される併合電気信号に加算を行う振幅調整回路２０及び位相調整回路１９から構成されるクロストーク除去回路２１と、光モジュール１６を構成するプリアンプ１５から出力される併合電気信号からクロストーク除去回路２１によって光クロストーク信号２８が除去された電気信号、すなわち光クロストーク信号２８の影響のない受信光信号２７のみを変換した電気信号（以下、正規電気信号と言う）の振幅を一定に制御して出力するリミッタアンプ２２と、リミッタアンプ２２から出力される正規電気信号からクロック成分を抽出し再生するクロック再生回路２３と、リミッタアンプ２２から出力される正規電気信号及びクロック再生回路２３から出力されるクロック信号を用いて正規電気信号を再生するデータ再生回路２４から構成される。
【０００３】
ここで、クロストーク除去回路２１による光クロストーク信号２８の除去について詳細に説明する。併合電気信号から光クロストーク信号２８を除去して正規電気信号を抽出するために、バッファ回路１８から出力される逆相出力は、光クロストーク信号２８と位相が合うように位相調整回路１９により調整され、振幅調整回路２０により光クロストークレベルと振幅が等しくなるように設定される。これにより、プリアンプ１５から出力される併合電気信号と振幅調整回路２０から出力される逆相出力とが足し合わされると、併合電気信号のうち、光クロストーク信号２８は振幅調整回路２０から出力される逆相出力により打ち消され、正規電気信号のみがリミッタアンプ２２へ出力される。なお、図５に示すように、光クロストーク信号２８の周波数特性は小さいという特徴がある。以上のような双方向光送受信装置２５が下記の特許文献１に開示されている。
【特許文献１】特許第３００６００４号公報（図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に開示されている従来の双方向光送受信装置では、光クロストーク信号２８以外に、発光素子１２に入力される前の送信電気信号がプリアンプ１５や周辺回路に干渉して生じる電気クロストーク信号２９が存在する。電気クロストーク信号２９は、図６に示すように光クロストーク信号２８と違って周波数特性が大きいという特徴がある。そのため、従来の双方向送受信装置では光クロストーク信号２８は除去できても電気クロストーク信号２９は除去できず、受光素子１３の受信特性を劣化させるという問題があった。また、送信光信号２６や受信光信号２７の高速化に伴い、光クロストーク信号２８の影響よりも電気クロストーク信号２９の影響の方が大きくなるが、光クロストーク信号２８の影響も無視することができないという問題もあった。
【０００５】
本発明は、上記問題を解決するためになされたものであり、電気クロストーク信号及び光クロストーク信号の影響を受けずに、受信特性を高めることができる双方向光送受信装置及び双方向光伝送システム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】
【０００６】
上記目的を達成するために、本発明では、スペクトル形状が異なる符号形式によって変換された双方の電気信号を、光信号に変換して双方向伝送する。すなわち、双方の双方向光送受信装置にそれぞれ入力された電気信号を光信号に変換し、前記変換された前記光信号を一本の光ファイバを介して双方向伝送する双方向光伝送システムにおいて、スペクトル形状が異なる符号形式によって変換された前記双方の前記電気信号を、前記光信号に変換して双方向伝送することを特徴とする双方向光伝送システムが提供される。この構成により、電気クロストーク信号及び光クロストーク信号の影響を受けずに、受信特性を高めることができる。
【０００７】
また、本発明によれば、双方の双方向光送受信装置にそれぞれ入力された電気信号を光信号に変換し、前記変換された前記光信号を一本の光ファイバを介して双方向伝送する双方向光伝送システムにおいて、前記双方の前記電気信号のうち、一方を直流成分を含む符号形式によって変換し、他方を直流成分を含まない符号形式によって変換し、それぞれ変換された前記電気信号を前記光信号に変換して双方向伝送することを特徴とする双方向光伝送システムが提供される。この構成により、電気クロストーク信号及び光クロストーク信号の影響を受けずに、受信特性を高めることができる。
【０００８】
また、本発明に係る双方向光伝送システムの前記符号形式の一方をＮＲＺ（Non Return to Zero）符号形式とし、前記符号形式の他方をＣＭＩ（Code Mark Inversion）符号形式又はマンチェスタ符号形式とすることは、本発明の好ましい態様である。この構成により、電気クロストーク信号及び光クロストーク信号の影響を受けずに、受信特性を高めることができる。
【０００９】
また、本発明に係る双方向光伝送システムの前記直流成分を含む符号形式をＮＲＺ符号形式とし、前記直流成分を含まない符号形式をＣＭＩ符号形式又はマンチェスタ符号形式とすることは、本発明の好ましい態様である。この構成により、電気クロストーク信号及び光クロストーク信号の影響を受けずに、受信特性を高めることができる。
【００１０】
また、本発明によれば、入力された送信電気信号を送信光信号に変換し、前記送信光信号を光ファイバへ出力する光送信部と、前記光ファイバから出力される受信光信号を受信し、受信電気信号に変換する光受信部と、前記光送信部から出力される前記送信光信号を前記光ファイバに結合させ、前記光ファイバから出力される前記受信光信号を前記光受信部に結合させる光合分波部とを備える双方向光送受信装置において、前記光送信部に入力される前記送信電気信号をＣＭＩ符号に変換するＣＭＩ符号化回路を更に備え、前記光受信部はＮＲＺ符号に変換された前記受信光信号を前記受信電気信号に変換することを特徴とする双方向光送受信装置が提供される。この構成により、電気クロストーク信号及び光クロストーク信号の影響を受けずに、受信特性を高めることができる。
【００１１】
また、本発明によれば、入力された送信電気信号を送信光信号に変換し、前記送信光信号を光ファイバへ出力する光送信部と、前記光ファイバから出力される受信光信号を受信し、受信電気信号に変換する光受信部と、前記光送信部から出力される前記送信光信号を前記光ファイバに結合させ、前記光ファイバから出力される前記受信光信号を前記光受信部に結合させる光合分波部とを備える双方向光送受信装置において、ＣＭＩ符号に変換された前記受信光信号を受信する前記光受信部によって変換された前記受信電気信号を復号するＣＭＩ復号化回路を更に備え、前記光送信部は前記送信電気信号をＮＲＺ符号に変換し、前記ＮＲＺ符号に変換された前記送信電気信号を前記送信光信号に変換することを特徴とする双方向光送受信装置が提供される。この構成により、電気クロストーク信号及び光クロストーク信号の影響を受けずに、受信特性を高めることができる。
【００１２】
また、本発明によれば、請求項５に記載の双方向光送受信装置と請求項６に記載の双方向光送受信装置とが光ファイバを介して接続された双方向光伝送システムが提供される。この構成により、電気クロストーク信号及び光クロストーク信号の影響を受けずに、受信特性を高めることができる。
【００１３】
また、本発明によれば、入力された送信電気信号を送信光信号に変換し、前記送信光信号を光ファイバへ出力する光送信部と、前記光ファイバから出力される受信光信号を受信し、受信電気信号に変換する光受信部と、前記光送信部から出力される前記送信光信号を前記光ファイバに結合させ、前記光ファイバから出力される前記受信光信号を前記光受信部に結合させる光合分波部とを備える双方向光送受信装置において、前記光送信部に入力される前記送信電気信号をマンチェスタ符号に変換するマンチェスタ符号化回路を更に備え、前記光受信部はＮＲＺ符号に変換された前記受信光信号を前記受信電気信号に変換することを特徴とする双方向光送受信装置が提供される。この構成により、電気クロストーク信号及び光クロストーク信号の影響を受けずに、受信特性を高めることができる。
【００１４】
また、本発明によれば、入力された送信電気信号を送信光信号に変換し、前記送信光信号を光ファイバへ出力する光送信部と、前記光ファイバから出力される受信光信号を受信し、受信電気信号に変換する光受信部と、前記光送信部から出力される前記送信光信号を前記光ファイバに結合させ、前記光ファイバから出力される前記受信光信号を前記光受信部に結合させる光合分波部とを備える双方向光送受信装置において、マンチェスタ符号に変換された前記受信光信号を受信する前記光受信部によって変換された前記受信電気信号を復号するマンチェスタ復号化回路を更に備え、前記光送信部は前記送信電気信号をＮＲＺ符号に変換し、前記ＮＲＺ符号に変換された前記送信電気信号を前記送信光信号に変換することを特徴とする双方向光送受信装置が提供される。この構成により、電気クロストーク信号及び光クロストーク信号の影響を受けずに、受信特性を高めることができる。
【００１５】
また、本発明によれば、請求項８に記載の双方向光送受信装置と請求項９に記載の双方向光送受信装置とが光ファイバを介して接続された双方向光伝送システムが提供される。この構成により、電気クロストーク信号及び光クロストーク信号の影響を受けずに、受信特性を高めることができる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明の双方向光送受信装置及び双方向光伝送システムは、上記構成を有し、電気クロストーク信号及び光クロストーク信号の影響を受けずに、受信特性を高めることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明の実施の形態に係る双方向光送受信装置及び双方向光伝送システムについて図１から図３を用いて説明する。図１は本発明の実施の形態に係る双方向光伝送システムの構成を示すブロック図である。図２は本発明の実施の形態におけるＮＲＺ符号及びＣＭＩ符号のスペクトルを示す図である。図３は本発明の実施の形態における入力される送信電気信号に対するＮＲＺ符号、ＣＭＩ符号、マンチェスタ符号の符号変換規則を示す図である。
【００１８】
まず、本発明の実施の形態に係る双方向光伝送システムについて図１を用いて説明する。図１に示すように、双方向光伝送システム３０は、双方向光送受信装置５、双方向光送受信装置１０、伝送用光ファイバ１１から構成されており、双方向光送受信装置５と双方向光送受信装置１０とが伝送用光ファイバ１１を介して光学的に結合されている。双方向光送受信装置５はＣＭＩ符号に変換された不図示の送信光信号を送信し、ＮＲＺ符号に変換された不図示の受信光信号を受信し、データ信号であるＤＡＴＡ２及びクロック信号であるＣＬＯＣＫ２を出力する。一方、双方向光送受信装置１０はＮＲＺ符号に変換された不図示の送信光信号を送信し、ＣＭＩ符号に変換された不図示の受信光信号を受信し、復号した後にデータ信号であるＤＡＴＡ１及びクロック信号であるＣＬＯＣＫ１を出力する。
【００１９】
ここで、双方向光送受信装置５及び双方向光送受信装置１０の構成について詳しく説明する。双方向光送受信装置５は、入力される送信電気信号をＣＭＩ符号に変換するＣＭＩ符号化回路４と、ＣＭＩ符号化回路４からの出力信号を送信光信号に変換して後述する光合分波素子１へ出力する光送信部２と、光送信部２から出力される送信光信号を伝送用光ファイバ１１へ出力するとともに、伝送用光ファイバ１１から出力されるＮＲＺ符号に変換された受信光信号を後述する光受信部３へ入力する光合分波素子１と、光合分波素子１から入力されるＮＲＺ符号に変換された受信光信号を受信電気信号に変換し、変換された受信電気信号からデータ信号及びクロック信号を再生し、出力する光受信部３とから構成されている。ここで、ＣＭＩ符号化回路４が不図示のマンチェスタ符号化回路であっても実施可能である。
【００２０】
一方、双方向光送受信装置１０は、入力される送信電気信号をＮＲＺ符号に変換し、送信光信号に変換し、後述する光合分波素子６へ出力する光送信部７と、光送信部７から出力される送信光信号を伝送用光ファイバ１１へ出力するとともに、伝送用光ファイバ１１から出力されるＣＭＩ符号に変換された受信光信号を後述する光受信部８へ入力する光合分波素子６と、光合分波素子６から入力されるＣＭＩ符号に変換された受信光信号を受信電気信号に変換し、データ信号とクロック信号を再生する光受信部８と、光受信部８によって変換された受信電気信号を復号するＣＭＩ復号化回路９とから構成されている。ここで、ＣＭＩ復号化回路９が不図示のマンチェスタ復号化回路であっても実施可能である。
【００２１】
次に、本発明の実施の形態に係る双方向光伝送システムにおける受信特性の劣化の抑制について図１及び図２を用いて説明する。まず、双方向光送受信装置５に入力された送信電気信号は、ＣＭＩ符号化回路４によりＣＭＩ符号に変換される。ＣＭＩ符号は、図３に示すように、入力される送信電気信号の１ビットに対して２ビットが割り当てられるもので、入力される送信電気信号が“０”の場合はハイレベルとローレベルになるように、入力される送信電気信号が“１”の場合はハイレベル・ハイレベルとローレベル・ローレベルが交互に現れるように符号化される。このため、伝送レートが２倍に上昇する一方で、ハイレベル連続やローレベル連続が最大で３ビットとなり、図２に示すようにスペクトルの低周波成分が少なくなる。また、ＣＭＩ符号及び上述したマンチェスタ符号は直流成分を含まないため、ハイレベル連続やローレベル連続が少なくなる。これにより、スペクトルの低周波成分は少なくなる。
【００２２】
次に、ＣＭＩ符号化回路４によりＣＭＩ符号に変換された送信電気信号は、光送信部２により送信光信号に変換され、変換された送信光信号は光合分波素子１により伝送用光ファイバ１１へ入力され、双方向光送受信装置１０へ伝送される。このとき、光送信部２から光受信部３へ不図示の電気クロストーク信号及び光クロストーク信号（以下、クロストーク信号とも言う）が生じる。このクロストーク信号により、ＮＲＺ符号に変換された受信光信号を受信する光受信部３は受信妨害を受けるが、図２に示すようにＮＲＺ符号のスペクトル及びＣＭＩ符号のスペクトルの形状が異なり、重なりが少ないためクロストーク信号による受信特性の劣化は緩和される。なお、ＮＲＺ符号とマンチェスタ符号との場合も同様である。これにより受信特性を劣化させずに、光受信部３は受信したＮＲＺ符号に変換された受信光信号を受信電気信号に変換し、変換された受信電気信号からデータ信号及びクロック信号を再生し、出力することができる。
【００２３】
一方、双方向光送受信装置１０の光送信部７に入力された送信電気信号は、光送信部７によってＮＲＺ符号に変換され、送信光信号に変換され、変換された送信光信号は光合分波素子６により伝送用光ファイバ１１へ入力され、双方向光送受信装置５へ伝送される。このときも上述と同様に、光送信部７から光受信部８へクロストーク信号が生じる。このクロストーク信号により、ＣＭＩ符号に変換された受信光信号を受信する光受信部８は受信妨害を受けるが、上記と同様にスペクトルの形状が異なり、重なりが少ないために受信特性の劣化は緩和される。なお、ＮＲＺ符号とマンチェスタ符号との場合も同様である。これにより受信特性を劣化させずに、光受信部８は受信したＣＭＩ符号に変換された受信光信号を受信電気信号に変換し、データ信号とクロック信号を再生することができる。ＣＭＩ復号化回路９は光受信部８によって変換された受信電気信号を復号する。
【００２４】
このように、本発明の実施の形態に係る双方向光送受信装置及び双方向光伝送システムによれば、対向する双方向光送受信装置が送信するそれぞれの送信電気信号の符号形式に、スペクトルの重なりが少ないＮＲＺ符号及びＣＭＩ符号を用いるため、電気クロストーク信号及び光クロストーク信号の影響を受けずに、受信特性を高めることができる。
【産業上の利用可能性】
【００２５】
本発明に係る双方向光送受信装置及び双方向光伝送システムは、電気クロストーク信号及び光クロストーク信号の影響を受けずに、受信特性を高めることができるため、入力された送信電気信号を送信光信号に変換し、伝送用光ファイバを介して伝送するとともに、伝送用光ファイバを介して外部から伝送されてきた受信光信号を受信電気信号に変換する双方向光送受信装置及び双方向光伝送システムなどに有用である。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明の実施の形態に係る双方向光伝送システムの構成を示すブロック図
【図２】本発明の実施の形態におけるＮＲＺ符号及びＣＭＩ符号のスペクトルを示す図
【図３】本発明の実施の形態における入力される送信電気信号に対するＮＲＺ符号、ＣＭＩ符号、マンチェスタ符号の符号変換規則を示す図
【図４】従来の双方向光送受信装置の構成を示すブロック図
【図５】光クロストーク信号の周波数特性を示す図
【図６】電気クロストーク信号の周波数特性を示す図
【符号の説明】
【００２７】
１、６  光合分波素子
２、７  光送信部
３、８  光受信部
４  ＣＭＩ符号化回路
５、１０、２５  双方向光送受信装置
９  ＣＭＩ復号化回路
１１  伝送用光ファイバ
１２  発光素子
１３  受光素子
１４  波長多重分離素子
１５  プリアンプ
１６  光モジュール
１７  駆動回路
１８  バッファ回路
１９  位相調整回路
２０  振幅調整回路
２１  クロストーク除去回路
２２  リミッタアンプ
２３  クロック再生回路
２４  データ再生回路
２６  送信光信号
２７  受信光信号
２８  光クロストーク信号
２９  電気クロストーク信号
３０  双方向光伝送システム
【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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