(57)【要約】圧縮されたＴＤＭデータパッケージの配信及び復調のための光データ受信機は、複数の光デマルチプレクサ／検波器アレイに選択的に配信するためにデータパッケージが送られる光配信手段を有し、各デマルチプレクサ／検波器アレイは光配信手段から送られる各データパッケージに関して、ビットがパラレルに提示されるデータワードを与える。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧縮されたＴＤＭデータパッケージの配信及び復調のための光データ受信機であって、データパッケージは光配信手段へ送られて複数の光デマルチプレクサ／検波器アレイに選択的に配信され、各デマルチプレクサ／検波器アレイは光配信手段から送られる各データパッケージに関して、ビットがパラレルに提示されるデータワードを与える光データ受信機。
【請求項２】
デマルチプレクサ検波器アレイはアレイ状導波路（ＡＷＧ）より成る請求項１の光データ受信機。
【請求項３】
ＡＷＧは検波器アレイと一体化されている請求項２の光データ受信機。
【請求項４】
光配信手段は各デマルチプレクサ／検波器アレイにつき１つ設けられた複数の光経路選択スイッチより成り、これらのスイッチは、ＴＤＭデータパッケージが適宜選択的にデマルチプレクサ／検波器アレイへ送られるように該デマルチプレクサ／検波器アレイに作動的に関連している請求項３の光データ受信機。
【請求項５】
経路選択スイッチは光変調器より成る請求項４の光データ受信機。
【請求項６】
光変調器はそれぞれ半導体光増幅器（ＳＯＡ）により形成される請求項４の光データ受信機。
【請求項７】
光増幅器はエルビウムをドープした光増幅器（ＥＤＯＡ）より成る請求項５の光データ受信機。
【請求項８】
光データ受信機は電気通信信号ルータの一部を形成し、光バックプレーンからＴＤＭ光データを供給される前記請求項のうち任意の請求項の光データ受信機。
【請求項９】
添付図面に関連して実質的に説明した光データ受信機。
【請求項１０】
前記請求項のうち任意の請求項のデータ受信機を備えた信号ルータ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
本発明は、光データ受信システムに関し、さらに詳細には、ＴＤＭ（時間分割多重化）光データ受信システムに関する。本願における用語「光データ受信システム」は、データが可視スペクトル領域及び／または非可視スペクトル領域にある光により伝送されるシステムを包含する。
【０００２】
ＴＤＭデータ受信用の光データ受信システムは、電気通信信号ルータ及び他の高速光ファイバネットワークで使用される。かかるシステムの１つは、本願が参照する国際出願公報ＷＯ ０１／１０１６５ Ａ１の明細書に記載され、光圧縮データパケットを適切に経路選択し圧縮解除する必要があるシステムである。かかるシステムでは現在、データ取扱い速度を増加すると共に製造コスト、サイズ及び電力消費を減少することが求められている。
【０００３】
本発明の目的は、これらの所望特性が容易に得られるようにする且つ電気通信データルータ及び高速光ファイバネットワークなどへの使用に適した改良型データ受信システムを提供することにある。
【０００４】
本発明によると、圧縮されたＴＤＭデータパッケージの配信及び復調のための光データ受信機は、複数の光デマルチプレクサ／検波器アレイに選択的に配信するためにデータパッケージが送られる光配信手段を有し、各デマルチプレクサ／検波器アレイは光配信手段から送られる各データパッケージに関して、ビットがパラレルに提示されるデータワードを与える。
【０００５】
デマルチプレクサ検波器アレイは、アレイ状導波路（ＡＷＧ）より成る。
【０００６】
光配信手段は、各デマルチプレクサ／検波器アレイにつき１つ設けられた複数の光経路選択スイッチより成り、これらのスイッチは、ＴＤＭデータパッケージが適宜選択的にデマルチプレクサ／検波器アレイへ送られるように該デマルチプレクサ／検波器アレイに作動的に関連している。
【０００７】
経路選択スイッチは光変調器より成る。
【０００８】
光変調器は、それぞれ半導体光増幅器（ＳＯＡ）により形成される。
【０００９】
光増幅器は、エルビウムをドープした光増幅器（ＥＤＯＡ）より成る。
【００１０】
光データ受信機は、電気通信信号ルータの一部を形成し、光バックプレーンからＴＤＭ光データを供給される。
【００１１】
本発明の一実施例を添付図面を参照して説明する。
【００１２】
図１を参照すると、例えば電気通信信号ルータの一部を形成する、光バックプレーン１上を運ばれるＴＤＭ光信号は、光信号配信器２を介して復調ユニット３へ送られるが、この復調ユニットは複数の同様な復調ユニットＡ乃至Ｎより成る。図示を簡略にするため復調ユニットを３つだけ示し、その１つを図２を参照して説明する。図２の拡大図で示すように、各復調ユニットは光セレクタスイッチ４を備え、このスイッチ４にはバックプレーン１から信号配信器２を介してＴＤＭ信号が送られる。各光セレクタスイッチ４の動作は各スイッチに１個設けた制御ライン５を介して制御され、各スイッチは適当な瞬間に開いてＴＤＭ信号のうち選択された１つの信号をそれが作動的に関連するＡＷＧ（アレイ状導波路）６へ送ることにより、線形検波器アレイ８の出力ポート７に、選択されたＴＤＭ信号を構成するデータに対応するデータワードのビットを並列に与える。ＡＷＧの動作モードはよく知られているため、ここでは、ＴＤＭ信号パケットの各データビットが異なるカラーまたは光の周波数で表され、これらのカラーはＡＷＧ６により分離され、経路選択されて、検波器アレイ８で集められ、出力ポート７の異なる出力端子へ送られるという点を除き詳述しない。
【００１３】
ＷＯ ０１／１０１６５ Ａ１公報に記載されるような公知のシステムは、各ＴＤＭパケットを復号するためシリアル方式を用いる。この方式は、データが高速光ダイオード（例えば、１０ギガビット／秒またはそれより高速）によりシリアルフォーマットで受信されるという欠点を有する。このシリアルデータはパラレルフォーマットを発生するように電子処理する必要があるが、このパラレルデータはその後、遅い速度で動作する後続の電子回路で処理される。従って、これが処理速度の制約を与える。上述したパラレル光受信機を用いると、速度が速くなるだけでなく、必要な高速電子コンポーネントの数が減少するため、電力消費及び製造コスト、サイズが減少する。
【００１４】
本明細書に述べる受信機において、各ＴＤＭパケットは、アレイ状導波路によりそのスペクトル成分に事実上分割され、従って並列フォーマットに復号されるため、各スペクトル成分は１ビットの圧縮データを表す。受信したパケットの各スペクトル成分（各ビット）は、検波器アレイ８の別個の要素へ送られる。圧縮された光データパケットは、このようにして多重解除され、並列ワードとして受信されるが、この並列ワードはその後、低速の電子装置（図示せず）と直接インターフェイスすることができる。線形検波器アレイ８はＡＷＧ６の基板に接合可能である。光変調器またはセレクタスイッチ４は、電気吸収又は電気光学効果を利用するデバイスから選択するか、またはシステム条件に応じてゲート光増幅器として構成することができる。現在、変調器はＩｎＰ、ＬｉＮｂＯ3または光ポリマーで実現可能である。光増幅器は光信号を強めるために組み込むことが可能であり、変調器またはセレクタスイッチ４と一体的に形成できる。ＡＷＧ６は、シリコン・オン・インシュレータ、シリカ・オン・シリコンまたは燐化インジウムに基づくプロセスで製造できる。
【００１５】
検波器アレイ８は、従来、電磁スペクトルの赤外部分、特に光ファイバ通信に用いる波長に応答する半導体材料（例えば、ＩｎＧａＡｓ、ＩｎＰ）で製造される。
【００１６】
プリズムまたは回折格子のような他の分散コンポーネントを用いて、パケットの復号及び直列解除を行うことができる。アレイ状導波路を用いる利点は下記の通りである。
【００１７】
コンパクトな平板状コンポーネントである、
電子業界で開発されている既存の製造プロセスにより、シリコン基板上に大量生産可能である、
単一モード光ファイバ及び検知器アレイに対して導波路損及び結合損が小さい、
設計条件（例えば、チャンネル帯域幅、スペクトルプロフィール、損失等化）を満足するためにチャンネルのフィルタ特性を注意深く調整することができる、
ＡＷＧの設計にエルビウムをドープした導波路を組み込むことが可能であるため、光利得により信号レベルを増加させ、検波器アレイ８のＳＮＲ（信号対ノイズ比）を増加することができる、
プロセス技術の進歩により、デバイスをＩｎＰで作られた光集積回路チップ上に集積することが可能であるため、単一の製造プロセス技術によりさらなる小型化及び製造効率の増加を実現できる。この例は、米国特許第５，６８９，１２２号に記載されている。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】光データ受信システムの概略的ブロック図である。
【図２】対応部分に同じ参照番号を付した、図１のシステムの一部を示す概略的ブロック図である。
【国際公開パンフレット】
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2004527951.tif 000004
2004527951.tif 000005
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【国際公開パンフレット（コレクトバージョン）】
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【手続補正書】
【提出日】平成15年3月27日(2003.3.27)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
データ伝送方法であって、
チャープ光キャリアパルスを発生させ、
キャリアパルスをデータワードでシリアルに変調し、
変調済みパルスを圧縮し、
圧縮した変調済みパルスを伝送媒体を介して伝送し、
圧縮された変調済みパルスを受信し、
変調済みパルスを圧縮解除するステップより成り、
さらに、変調済みパルスを波長により復調することにより複数の波長成分を発生させるステップを含み、各波長成分はデータワードの１ビットを表し、データワードは複数の波長成分によりパラレルに表されることを特徴とするデータ伝送方法。
【請求項２】
複数のデータワードは符号化されて、伝送媒体を介して伝送される複数の圧縮された変調済みパルスの時系列に変換され、さらに、
複数の圧縮された変調済みパルスの１つを選択し、
選択された変調済みパルスを圧縮解除し且つ波長により復調して複数の波長成分を発生させるステップを含み、各波長成分はデータワードの１つのビットを表し、データワードは複数の波長成分によりパラレルに表わされる請求項１の方法。
【請求項３】
複数の選択手段にそれぞれ関連の圧縮解除手段と波長復調手段を並列に設け、
複数の圧縮された変調済みパルスの時系列が各選択手段に加えられるようにし、
各選択手段において、複数の圧縮された変調済みパルスの時系列のうちからそれぞれ１つを選択し、
選択されたそれぞれの圧縮及び変調済みパルスを圧縮解除し且つ波長により復調して複数の波長成分を発生させるステップをさらに含み、各波長成分はデータワードの１つのビットを表し、データワードは複数の波長成分によりパラレルに表される請求項２の方法。
【請求項４】
圧縮解除及び波長による復調を行うステップは、圧縮された変調済みパルスをそれぞれ光デマルチプレクサ／検波器アレイに加えることにより実行される前記請求項のうち任意の請求項の方法。
【請求項５】
圧縮された変調パルスをそれぞれ光デマルチプレクサ／検波器アレイに加えるステップは、圧縮された変調済みパルスをそれぞれアレイ状導波路（ＡＷＧ）に加えるステップより成る請求項４の方法。
【請求項６】
検波器アレイはＡＷＧと一体化されて提供される請求項５の方法。
【請求項７】
選択手段は光変調器より成る請求項３または請求項３に従属する任意の請求項の方法。
【請求項８】
光変調器はそれぞれ半導体光増幅器（ＳＯＡ）により形成される請求項７の方法。
【請求項９】
光変調器はエルビウムを変調した光増幅器（ＥＤＯＡ）より成る請求項７の方法。
【請求項１０】
本願に実質的に説明した方法。
【請求項１１】
前記請求項のうち任意の請求項に記載された方法により作動するように構成された信号ルータ。
【国際調査報告】
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