(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
光クロックパルスを発生する光クロックパルス発生光源と、
前記光クロックパルス発生光源より発生した光クロックパルスと光入力信号とに基づいて光電流を出力する第１の光可飽和吸収体と、
前記第１の光可飽和吸収体により出力された光電流に基づいて、前記光クロックパルス発生光源を制御する制御回路と、
前記光クロックパルス発生光源より発生した光クロックパルスと光入力信号とに基づいて光出力信号を出力する第２の光可飽和吸収体と
を備えたことを特徴とする光受信器。
【請求項２】
前記光クロックパルス発生光源は、繰り返し周波数を前記光入力信号ビットレートの１／ｎ（ｎは自然数）とすることを特徴とする請求項１記載の光受信器。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、光可飽和吸収体を用いて、入力された光信号データ列に同期した光クロック信号と、光データ列を再生出力する光受信器に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図４に示す装置は、従来の全光型光受信器の一例である特開２０００−２３６３０２に示される光デジタル再生装置で、電界吸収型光変調器（以下ＥＡ変調器と記す。ＥＡとはElectro-Absorptionの略である）の可飽和吸収特性を利用したものである。一般に、光入力信号と、光パルス発生器で発生させた光クロックパルスを光可飽和吸収体に入力すると、入力信号が光可飽和吸収体の特性に応じた十分な強度を持つとき吸収飽和が起こるため、入力光信号が“１”の時は光パルス発生器で発生させた光パルスが通過し、入力光信号が“０”の時は吸収されて符号化が起こる。この時、再生出力光源となる光クロックパルスと入力信号パルスは、符号化を行う可飽和吸収体の中で最適位相状態で同期していることが必要である。
このため、図４の例では、可飽和吸収体であるＥＡ変調器３６の電極から取り出した光吸収電流から、入力光信号データ列の繰り返し周波数に同期したクロック電気信号を、クロック抽出回路４０、アンプ４２、位相シフタ４４を用いて抽出し、抽出した電気クロック信号でＥＡ変調器５６を駆動して、光入力信号に同期した光クロックパルスを発生させている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上述のように、光可飽和吸収体を用いた光信号による光信号の符号化は、光可飽和吸収体に於ける光信号同士の同期が確立しているとともに常に最適な位相関係が保たれることが必要となる。しかし、図４に示すような従来の光デジタル再生装置では、光信号から一旦同期クロック電気信号を抽出し、そのクロック電気信号を電気/光変換するという過程を経ているため、クロック信号経路の位相変動を本質的に補償することが困難であるという問題があった。またさらに、光信号速度と同等の高速動作が要求される電気回路が必要となるため、コストが高くなるという問題があった。
【０００４】
この発明は上記のような問題点を解決するためになされたもので、精度の高い、低コストな光受信器を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明に係わる光受信器は、光クロックパルスを発生する光クロックパルス発生光源と、前記光クロックパルス発生光源より発生した光クロックパルスと光入力信号とに基づいて光電流を出力する第１の光可飽和吸収体と、前記第１の光可飽和吸収体により出力された光電流に基づいて、前記光クロックパルス発生光源を制御する制御回路と、前記光クロックパルス発生光源より発生した光クロックパルスと光入力信号とに基づいて光出力信号を出力する第２の光可飽和吸収体とを備えるものである。
【０００６】
また、前記光クロックパルス発生光源は、繰り返し周波数を前記光入力信号ビットレートの１／ｎ（ｎは自然数）とするものである。
【０００７】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
図１は、本発明に係わる光受信器の実施の形態１における機能構成図である。
図１において、１は繰り返し周波数を入力電流/電圧で可変できる光クロックパルス発生光源としての光パルス発生器、２は光データ入力端子、３は第１の光可飽和吸収体、４は第２の光可飽和吸収体、５は光帯域通過フィルタ（ＯＢＰＦ）、６ａ、６ｂ、６ｃ、６ｄ、６ｅは光合分波器、７は光パルス発生器１を制御する制御回路としてのループ回路、８は光クロック出力端子、９は光データ出力端子、１０は光遅延線である。
【０００８】
なお、６ａ、６ｂ、６ｃ、６ｄ、６ｅの光合分波器としては光カプラ、平面光導波路、波長多重合分波器等を用いることができる。また、３、４の光可飽和吸収体は、例えばＥＡ変調器や半導体光増幅器などである。また、１の光パルス発生器は、例えば注入電流や印加電圧でパルス繰り返し周波数を可変できるモードロックレーザや、図２に示すようなＶＣＯ１０２と光変調器１０１及び直流発振レーザー１００を組み合わせたものを用いることができる。後者の構成では高速の電気クロック信号を扱う必要があるもののその位相変動を補償する必要は無い。
【０００９】
以下に、図１を用いて光受信器の動作について説明する。図１の光受信器は、第１の光可飽和吸収体３を用いた光クロック出力を信号光入力に同期させる回路と、第２の光可飽和吸収体４を用いた光クロック信号を信号光により符号化する回路という大きく分けて２つの回路から成る。
【００１０】
まず、第１の光可飽和吸収体３を用いた光クロック出力を信号光入力に同期させる回路について説明する。第１の光可飽和吸収体３には、信号光とクロック光（光クロックパルス）の２種類の光信号を同時に入力する。信号光は、光データ入力端子２から入力され、光合分波器６ｃ、６ｄを経由して第１の光可飽和吸収体３に入力される。クロック光は、光パルス発生器１から出力され、光合分波器６ａ、６ｄを経由して第１の光可飽和吸収体３に入力される。そして、これら２種類の光信号を入力した第１の光可飽和吸収体３において、吸収飽和特性による相互変調効果により、２つの光信号の位相差信号を含む光吸収電流（光電流）を第１の光可飽和吸収体３の電極から取り出す。この２つの光信号の位相差信号を含む光吸収電流をループ回路７に入力し、ループ回路７は、信号光とクロック光との２つの光信号が同期するよう光パルス発生器１に対してフィードバック制御を行う。つまり、第１の光可飽和吸収体３を、光信号入力、電気信号出力の位相比較器として動作させている。これにより、繰り返し周波数を電気的に可変できる光パルス発生器１とループ回路７とを組み合わせれば、容易に一般的な電気回路のＰＬＬと同様に光クロック出力を信号光入力に正確に同期させることができる。
【００１１】
さらにここで、第１の光可飽和吸収体３の電極から取り出した光吸収電流の周波数成分のうち、動作に必要なものは２つの光信号の包絡線の差周波数以下で、光信号の速度に比べ低く抑えることができる。このため、ループ回路７の電気回路は、高速で動作が要求される高価な電気回路である必要はなく、低周波数の光吸収電流を処理できる安価な電気回路を用いればよく、コストを抑えることができる。
【００１２】
次に、第２の光可飽和吸収体４を用いた光クロック信号を信号光により符号化する回路について説明する。第２の光可飽和吸収体４には、第１の光可飽和吸収体３の吸収電流を利用して信号光に同期させた光クロック信号に適当な遅延を与えたものと、信号光を同時に入力する。信号光は、光データ入力端子２から入力され、光合分波器６ｃ、６ｅを経由して第２の光可飽和吸収体４に入力される。クロック光については、上述のようにして第１の光可飽和吸収体３の吸収電流を利用して信号光に同期させた光クロック信号が光パルス発生器１から出力され、光合分波器６ａ、６ｂを経由して、光遅延線１０により適当な遅延を与え、さらに光合分波器６ｅを経由し、信号光と最適な位相で同期されて第２の光可飽和吸収体４に入力される。そして、これら２種類の光信号を入力した第２の光可飽和吸収体４において、例えば信号光をクロック光に対して十分強く設定しておけば信号光による吸収飽和効果が支配的となり、光クロック信号が信号光によって符号化される。符号化された光クロック信号は、光帯域通過フィルタ５を経由して、光データ出力信号として光データ出力端子９より出力される。つまり、第２の光可飽和吸収体４は、吸収飽和特性を用いて、信号光に最適な位相で同期した光クロック信号を信号光により符号化しているため、高い精度でデータ信号を処理することができる。
【００１３】
なお、上述のように第１の光可飽和吸収体３を用いた光クロック出力を信号光入力に同期させる回路により、信号光に正確に同期した光クロック信号を生成することができる。ただし、第１の光可飽和吸収体３を用いた光クロック出力を信号光入力に同期させる回路により一定量の位相差が生じる場合があるため、その位相差を補正するために光遅延線１０を配置している。光遅延線１０により適当な遅延を与えることにより、信号光に最適な位相で同期した光クロック信号が第２の光可飽和吸収体４に入力される。
【００１４】
以上説明したように、第１の光可飽和吸収体３を用いて光クロック出力を信号光入力に同期させ、第２の光可飽和吸収体４を用いて信号光に同期した光クロック信号を信号光により符号化するため、高速電気回路を必要としない、精度の高い低コストな全光型光受信器（光３Ｒ受信器）を実現することができる。
【００１５】
実施の形態２．
上記実施の形態１では、光パルス発生器１において繰り返し周波数を信号光ビットレートと同一の場合について説明したが、本実施の形態２では、光クロックパルス発生光源のパルス幅を変えずに繰り返し周波数を信号光ビットレートの１／ｎ（ｎは自然数）とした場合について説明する。
【００１６】
図３は、本発明に係わる光受信器の本実施の形態２における機能構成図である。
図３において、構成は図１と同一である。図３と図１とは、光パルス発生器１による発生パルスが異なり、図３では光クロックパルス発生光源のパルス幅を変えずに繰り返し周波数を信号光ビットレートの１／ｎ（ｎは自然数）としている。この繰り返し周波数を信号光ビットレートの１／ｎとした光クロックを用いて、上記実施の形態１と同様の動作を行う。これにより、分離（ＤＥＭＵＸ）機能を実現することができる。つまり、繰り返し周波数を信号光ビットレートの１／ｎとした光クロックを用いることにより、高速電気回路を用いることなく、入力信号光に同期した分周光クロックパルス再生し、光分離データ再生動作を行い、多重光信号の分離、分周光クロックパルス再生、分離光パルス再生を行う全光型光受信器（光３Ｒ受信器）を実現する。
【００１７】
以上説明したように、繰り返し周波数を信号光ビットレートの１／ｎとした光クロックを用いることにより、高速電気回路を必要とせず、精度が高く、低コストでかつ分離機能を持つ全光型光受信器を実現することができる。
【００１８】
【発明の効果】
以上のように、本発明に係わる光受信器では、光クロックパルスを発生する光クロックパルス発生光源と、前記光クロックパルス発生光源より発生した光クロックパルスと光入力信号とに基づいて光電流を出力する第１の光可飽和吸収体と、前記第１の光可飽和吸収体により出力された光電流に基づいて、前記光クロックパルス発生光源を制御する制御回路と、前記光クロックパルス発生光源より発生した光クロックパルスと光入力信号とに基づいて光出力信号を出力する第２の光可飽和吸収体とを備えることにより、高速電気回路を必要としない、精度の高い低コストな光受信器を実現することができる。
【００１９】
また、前記光クロックパルス発生光源は、繰り返し周波数を前記光入力信号ビットレートの１／ｎ（ｎは自然数）とすることにより、高速電気回路を必要とせず、精度が高く、低コストでかつ分離機能を持つ光受信器を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明に係わる光受信器の実施の形態１における機能構成図
【図２】  光パルス発生器１の具体例を示す説明図
【図３】  本発明に係わる光受信器の本実施の形態２における機能構成図
【図４】  従来の全光型光受信器の機能構成図
【符号の説明】
１  光パルス発生器
２  光データ入力端子
３  第１の光可飽和吸収体
４  第２の光可飽和吸収体
５  光帯域通過フィルタ
６ａ〜６ｅ  光合分波器
７  ループ回路
８  光クロック出力端子
９  光データ出力端子
１０  光遅延線
１００  直流発振レーザー
１０１  光変調器
１０２  ＶＣＯ
１０３  光クロックパルス出力端子
１０４  繰り返し周波数制御端子
１０５  増幅器
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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