(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
伝送速度の異なる光信号を送信する光送信器と、該光送信器からの送信光を受信してデータの識別処理を行う光受信器と、を有する光通信システムにおいて、
前記光送信器が、送信光の伝送速度に対応しかつ前記伝送速度とは異なる伝送速度の重畳信号を発生して、該重畳信号を前記送信光に載せる重畳信号発生手段を含み、
前記光受信器が、受信光に含まれる前記重畳信号に基づいて伝送速度を検出する速度検出手段と、該速度検出手段で検出された伝送速度に応じて、前記受信光のデータ識別処理を行うデータ処理手段と、を含んで構成されたことを特徴とする光通信システム。
【請求項２】
請求項１に記載の光通信システムであって、
前記データ処理手段が、前記光送信器からの送信光を受光して電気信号に変換する光−電気変換部と、
該光−電気変換部からの出力信号を線形増幅する等化増幅部と、
前記速度検出手段で検出された伝送速度に応じて動作設定が切り替えられる位相同期ループ回路を用いて、前記光−電気変換部からの出力信号を基にクロック信号を再生するクロック再生部と、
該クロック再生部で再生されたクロック信号を用いて、前記等化増幅部からの出力信号のデータ識別処理を行う識別処理部と、を備えたことを特徴とする光通信システム。
【請求項３】
請求項２に記載の光通信システムであって、
前記クロック再生部の位相同期ループ回路が、複数の伝送速度にそれぞれ対応した複数の制御型発振器を有し、該複数の制御型発振器のうちのいずれか１つが、前記速度検出手段で検出された伝送速度に応じて駆動されることを特徴とする光通信システム。
【請求項４】
請求項２に記載の光通信システムであって、
前記クロック再生部の位相同期ループ回路が、１つの制御型発振器および該制御型発振器から出力される発振信号の周波数を変換する周波数変換器を含み、該周波数変換器の変換比率が前記速度検出手段で検出された伝送速度に応じて設定されることを特徴とする光通信システム。
【請求項５】
請求項２に記載の光通信システムであって、
前記等化増幅部が、可変の等化帯域を有し、該等化帯域が前記速度検出手段で検出された伝送速度に応じて制御されることを特徴とする光通信システム。
【請求項６】
伝送速度の異なる光信号を受信してデータの識別処理を行う光受信器において、
受信光に含まれる、光信号の伝送速度に対応しかつ前記伝送速度とは異なる伝送速度の重畳信号に基づいて、前記受信光の伝送速度を検出する速度検出手段と、
該速度検出手段で検出された伝送速度に応じて、前記受信光のデータ識別処理を行うデータ処理手段と、を含んで構成されたことを特徴とする光受信器。
【請求項７】
請求項６に記載の光受信器であって、
前記データ処理手段が、受信光を電気信号に変換する光−電気変換部と、
該光−電気変換部からの出力信号を線形増幅する等化増幅部と、
前記速度検出手段で検出された伝送速度に応じて動作設定が切り替えられる位相同期ループ回路を用いて、前記光−電気変換部からの出力信号を基にクロック信号を再生するクロック再生部と、
該クロック再生部で再生されたクロック信号を用いて、前記等化増幅部からの出力信号のデータ識別処理を行う識別処理部と、を備えたことを特徴とする光受信器。
【請求項８】
請求項７に記載の光受信器であって、
前記クロック再生部の位相同期ループ回路が、複数の伝送速度にそれぞれ対応した複数の制御型発振器を有し、該複数の制御型発振器のうちのいずれか１つが、前記速度検出手段で検出された伝送速度に応じて駆動されることを特徴とする光受信器。
【請求項９】
請求項７に記載の光受信器であって、
前記クロック再生部の位相同期ループ回路が、１つの制御型発振器および該制御型発振器から出力される発振信号の周波数を変換する周波数変換器を含み、該周波数変換器の変換比率が前記速度検出手段で検出された伝送速度に応じて設定されることを特徴とする光受信器。
【請求項１０】
請求項７に記載の光受信器であって、
前記等化増幅部が、可変の等化帯域を有し、該等化帯域が前記速度検出手段で検出された伝送速度に応じて制御されることを特徴とする光受信器。
【請求項１１】
入力される光信号を波長の異なる光信号に変換して出力する波長変換器において、
入力光に含まれる、光信号の伝送速度に対応しかつ前記伝送速度とは異なる伝送速度の重畳信号に基づいて、前記入力光の伝送速度を検出する速度検出手段と、
該速度検出手段で検出された伝送速度に応じて、前記入力光のデータ識別処理を行うデータ処理手段と、
前記入力光の波長とは異なる波長を有し、前記データ処理手段の処理結果を示すデータ信号に従って変調された出力光を発生する出力光発生手段と、
前記速度検出手段で検出された伝送速度に対応した重畳信号を発生して、該重畳信号を前記出力光に載せる重畳信号発生手段と、を含んで構成されたことを特徴とする波長変換器。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
技術分野
本発明は、伝送速度の異なる光信号を処理可能な光通信システム、光受信器および波長変換器に関する。
【０００２】
背景技術
例えば、近年の幹線系光通信システム等では、長距離化および大容量伝送を目指した高速化に伴い、それに対応できる各種の光変調器や電子回路が開発されている。しかし、伝送速度が１０Ｇｂ／ｓ以上の領域になると、高速に動作する電子回路等の実現が非常に難しくなる。このため、例えば波長多重技術によって大容量化を目指す方式などの研究開発が活発になっている。このような背景のもと、光通信装置には多数の光送信器や光受信器が搭載されるようになり、また、伝送速度の異なる光信号が１本の光ファイバ内を伝送されるようなシステムも提案されている。
【０００３】
ここで、従来の光受信器について簡単に説明する。
一般的な光受信器では、光伝送路を介して送られてくる光信号が受光素子によって光―電気変換される。そして、該変換されたデータ信号は２分岐され、一方が等化増幅されて識別回路に入力され、他方が識別タイミングをとるためのクロック再生部に送られる。クロック再生部は、一般に、ＥＸＯＲ回路や微分回路＋全波整流回路と、ＳＡＷフィルタや誘電体フィルタなどのフィルタとを用いて構成され、再生したクロック信号を前述の識別回路に送る。そして、このクロック信号のタイミングに従って識別回路によりデータの識別が実行される。
【０００４】
また、上記のクロック再生部として位相同期ループ（ＰＬＬ）回路が用いられる場合も多い。この場合、上記と同様にして２分岐されたデータ信号の一方は識別回路に入力され、他方はＰＬＬ回路を構成する電圧制御型発振器（ＶＣＯ）の出力との位相を比較する位相比較器に入力される。そして、位相比較器の出力をＶＣＯの制御信号とするループ構成により、データ信号とＶＣＯの同期が取られ、ＶＣＯの出力がクロック信号として出力される。
【０００５】
しかしながら、上述したような従来の光受信器では、クロック再生部に用いられるフィルタの帯域やＶＣＯの制御範囲などの制約により、再生可能なクロック信号の周波数が固定されるために、単一の伝送速度の光信号しか受信できないという欠点がある。また、データ識別側で行われる等化増幅の帯域によっても、受信可能な光信号の伝送速度に制約が生じる場合がある。したがって、上述したように伝送速度の異なる光信号が１本の光ファイバ内を伝送される場合には、各伝送速度ごとに専用の光受信器を用意する必要があり、光通信システムの構成を複雑なものとしていた。
【０００６】
本発明は上記の点に着目してなされたもので、伝送速度の異なる光信号を受信処理できる簡略な構成の光通信システムおよび光受信器を提供することを目的とする。さらに、本発明による光受信器と光送信器を組み合わせることで、複数の伝送速度に対応可能な波長変換器を提供することを目的とする。
【０００７】
なお、本出願人は、先願において伝送速度の異なる光信号を１つの装置内で受信処理する光受信器を提案している（特願平１０−６９６９４号参照）。しかし、本発明は、受信した光信号の伝送速度の検出方式に関して、先願発明とは異なるものである。
【０００８】
発明の開示
このため、本発明の光通信システムは、伝送速度の異なる光信号を送信する光送信器と、該光送信器からの送信光を受信してデータの識別処理を行う光受信器と、を有する光通信システムにおいて、光送信器が、送信光の伝送速度に対応しかつ前記伝送速度とは異なる伝送速度の重畳信号を発生して、該重畳信号を送信光に載せる重畳信号発生手段を含み、光受信器が、受信光に含まれる重畳信号に基づいて伝送速度を検出する速度検出手段と、該速度検出手段で検出された伝送速度に応じて、受信光のデータ識別処理を行うデータ処理手段と、を含んで構成されるものである。
【０００９】
かかる構成の光通信システムでは、光送信器から出力される送信光が、その伝送速度に対応しかつ前記伝送速度とは異なる伝送速度の重畳信号を含むようになり、該送信光を受信した光受信器では、受信光に含まれる重畳信号を基にその伝送速度が検出されて、受信光の伝送速度に応じたデータ識別処理が実行されるようになる。これにより、伝送速度の異なる光信号が光送受信器間で伝送される場合でも、１つの光受信器により各伝送速度の光信号を受信処理できるようになるため、構成の簡略な光通信システムを提供できる。
【００１０】
また、本発明の光受信器は、伝送速度の異なる光信号を受信してデータの識別処理を行う光受信器において、受信光に含まれる、光信号の伝送速度に対応しかつ前記伝送速度とは異なる伝送速度の重畳信号に基づいて、受信光の伝送速度を検出する速度検出手段と、該速度検出手段で検出された伝送速度に応じて、受信光のデータ識別処理を行うデータ処理手段と、を含んで構成されるものである。
【００１１】
かかる構成の光受信器では、受信光に含まれる重畳信号を基にその伝送速度が検出されて、受信光の伝送速度に応じたデータ識別処理が実行されるようになる。これにより、伝送速度の異なる光信号を１つの光受信器で処理できるようになる。
【００１２】
上述した光受信器については、データ処理手段が、受信した光信号を電気信号に変換する光−電気変換部と、該光−電気変換部からの出力信号を線形増幅する等化増幅部と、速度検出手段で検出された伝送速度に応じて動作設定が切り替えられる位相同期ループ回路を用いて、光−電気変換部からの出力信号を基にクロック信号を再生するクロック再生部と、該クロック再生部で再生されたクロック信号を用いて、等化増幅部からの出力信号のデータ識別処理を行う識別処理部と、を備えるようにしてもよい。
【００１３】
かかる構成によれば、クロック再生部の位相同期ループ回路の動作設定が、速度検出手段で検出された伝送速度に適した設定に切り替えられるようになるため、受信光の伝送速度が変化しても確実にクロック信号を再生でき、このクロック信号を用いてデータの識別処理を行うことで、伝送速度の異なる光信号の受信処理を正確に行うことが可能になる。
【００１４】
また、上記のクロック再生部の具体的な構成としては、位相同期ループ回路が、複数の伝送速度にそれぞれ対応した複数の制御型発振器を有し、該複数の制御型発振器のうちのいずれか１つが、速度検出手段で検出された伝送速度に応じて駆動されるようにしてもよい。または、位相同期ループ回路が、１つの制御型発振器および該制御型発振器から出力される発振信号の周波数を変換する周波数変換器を含み、該周波数変換器の変換比率が速度検出手段で検出された伝送速度に応じて設定されるようにしても構わない。
【００１５】
さらに、上述したデータ処理手段については、等化増幅部が可変の等化帯域を有し、該等化帯域が速度検出手段で検出された伝送速度に応じて制御されるようにしてもよい。
かかる構成とすることにより、受信光の伝送速度に対応して、クロック再生部の動作設定および等化増幅部の等化帯域が最適なものに制御されるようになるため、伝送速度の異なる光信号の受信処理をより正確に行うことが可能になる。
【００１６】
本発明の波長変換器は、入力される光信号を波長の異なる光信号に変換して出力する波長変換器において、入力光に含まれる、光信号の伝送速度に対応しかつ前記伝送速度とは異なる伝送速度の重畳信号に基づいて、入力光の伝送速度を検出する速度検出手段と、該速度検出手段で検出された伝送速度に応じて、入力光のデータ識別処理を行うデータ処理手段と、入力光の波長とは異なる波長を有し、データ処理手段の処理結果を示すデータ信号に従って変調された出力光を発生する出力光発生手段と、速度検出手段で検出された伝送速度に対応した重畳信号を発生して、該重畳信号を出力光に載せる重畳信号発生手段と、を含んで構成されるものである。
【００１７】
かかる構成の波長変換器は、上述した光通信システムで用いられる光受信器の出力段に光送信器を組み合わせたものと考えることができ、伝送速度の異なる入力光についても波長変換が実現されるようになる。
【００１８】
発明を実施するための最良の形態
以下に、本発明の実施形態を添付図面に基づいて説明する。
図１は、本発明による光通信システムの第１の実施形態における基本構成を示すブロック図である。
図１において、本光通信システムは、伝送速度の異なる光信号を送信可能な光送信器１と、該光送信器１から光伝送路Ｌを介して送られてくる光信号を受信処理する光受信器２と、を備えて構成される。なお、ここでは光送信器１および光受信器２の間を１本の光伝送路Ｌで接続する構成を示したが、光送信器１および光受信器２の間に、例えば光増幅等を行う中継器などが設けられる構成であっても構わない。
【００１９】
光送信器１は、電気−光変換部１０と、重畳信号発生手段としての重畳信号発生部１１とを有する。電気−光変換部１０は、外部等から与えられるデータ信号に従って変調されると共に重畳信号発生部１１から出力される信号が重畳された光信号を発生し、該光信号を光伝送路Ｌに送出する。上記のデータ信号は、光受信器２への送信情報が所要の伝送速度で表された電気信号であって、その伝送速度が適宜に変化するものとする。重畳信号発生部１１は、データ信号の伝送速度と１対１に対応した重畳信号を発生する。この重畳信号を載せた光信号が光送信器１から送信されることによって、送信情報に伴って速度情報も光受信器２に伝達されるようになる。
【００２０】
図２は、光送信器１の具体的な構成の一例を示すブロック図である。
図２の構成例は外部変調方式の場合を示していて、具体的には、半導体レーザ（ＬＤ）１０Ａ、光変調器１０Ｂ、駆動回路１０Ｃおよび発振器１１Ａからなる。ＬＤ１０Ａは、連続発振するレーザ光を発生する一般的な発光素子である。光変調器１０Ｂは、駆動回路１０Ｃおよび発振器１１Ａから出力される信号に従ってＬＤ１０Ａから出射されるレーザ光を外部変調するものであって、例えば、電気光学効果または音響光学効果などにより屈折率等の物理的な特性が変化する光デバイスが利用される。駆動回路１０Ｃは、データ信号に従って変化する変調信号を発生して光変調器１０Ｂに送る。発振器１１Ａは、駆動回路１０Ｃに入力されるデータ信号の伝送速度に対応した周波数で発振して重畳信号を生成し、該重畳信号を駆動回路１０Ｃから出力される変調信号に載せる。データ信号の伝送速度情報は、ここでは外部から発振器１１Ａに与えられるものとしたが、これ以外にも、例えばデータ信号を基にその伝送速度を検出する機能を光送信器１が備えるようにして、伝送速度が光送信器１内で判断される構成としても構わない。
【００２１】
なお、ニオブ酸リチウム（ＬｉＮｂＯ3）を用いたＬＮ変調器等を外部変調器として使用した既存の光送信器では、ドリフトによる動作点変動を押さえるために、ＬＮ変調器を駆動する変調信号に重畳信号を載せ、ＬＮ変調器の出力光を受光器で受けて動作点の安定化を図るループ制御が実施されることが知られている。このような既存の光送信器を利用する場合には、上記の重畳信号の周波数等を各伝送速度に対応させて変化させる機能を付加させるだけで、本発明の光送信器１を容易に実現できるという利点がある。
【００２２】
図３は、光送信器１の他の具体的な構成の一例を示すブロック図である。
図３の構成例は直接変調方式の場合を示していて、具体的には、ＬＤ１０Ｄ、ＬＤ駆動回路１０Ｅおよび発振器１１Ｂからなる。ＬＤ１０Ｄは、ＬＤ駆動回路１０Ｅからの駆動電流によりレーザ光を発生する一般的な発光素子である。ＬＤ駆動回路１０Ｅは、データ信号および発振器１１Ｂからの重畳信号に従って電流値が変化する駆動電流を発生しＬＤ１０Ｄに供給する。発振器１１Ｂは、データ信号の伝送速度に対応した周波数で発振して重畳信号を生成し、該重畳信号をＬＤ駆動回路１０Ｅに与える。ここでも、伝送速度情報が外部から発振器１１Ｂに与えられるものとしたが、光送信器１がデータ信号の伝送速度を検出する機能を備えるようにしてもよい。
【００２３】
ここで、上述したような外部変調方式または直接変調方式の光送信器１に対する具体的な設定例を挙げておく。データ信号の伝送速度としては、例えば、ＳＤＨ（Synchronous Digital Hierarchy）に準拠した、９．９５３２８Ｇｂｉｔ／ｓ（以下、１０Ｇｂｉｔ／ｓとする）、２．４８８３２Ｇｂｉｔ／ｓ（以下、２．５Ｇｂｉｔ／ｓとする）、６２２．０８Ｍｂｉｔ／ｓ（以下、６２２Ｍｂｉｔ／ｓとする）、１５５．５２Ｍｂｉｔ／ｓ（以下、１５６Ｍｂｉｔ／ｓとする）のビットレートなどを設定することができる。また、上記のような伝送速度に対応した重畳信号の周波数としては、例えば、伝送速度が１０Ｇｂｉｔ／ｓに対して１ＫＨｚ、２．５Ｇｂｉｔ／ｓに対して４ＫＨｚ、６２２Ｍｂｉｔ／ｓに対して７ＫＨｚなどのように設定すればよい。この重畳信号の周波数およびその変調度は、データ信号に影響を及ぼさない程度とすることが必要であり、具体的には、上記のようなビットレートに対して周波数を数ＫＨｚ程度に設定し、変調度を１〜２％程度に設定するのが好ましい。ただし、本発明は上記の設定例に限定されるものではない。
【００２４】
光受信器２は、図１に示したように、光−電気変換部２０と、等化増幅部２１と、識別処理部２２と、速度検出手段としての速度検出部２３と、クロック再生部２４とを有する。光−電気変換部２０は、光伝送路Ｌを伝搬した光送信器１からの光信号を受光し、該光信号のパワーに応じた電気信号を発生する。具体的には、例えばＰＩＮフォトダイオードやアバランシェフォトダイオード等の受光素子と、該受光素子で発生する電流を電圧信号に変換する変換回路とを備え、また、受信した光信号に基づく電気信号が後段の処理に対して十分なレベルに達していない場合には、前置増幅器（プリアンプ）等を適宜に設けてもよい。等化増幅部２１は、光−電気変換部２０からの出力信号を線形増幅する一般的な電気増幅器であって、ここでは、受信される光信号の各伝送速度に対応した十分に広い等化帯域を有するものとする。識別処理部２２は、クロック再生部２４からのクロック信号を用いて、等化増幅部２１から出力される受信信号のデータ識別処理を実行する。該識別結果は、データ信号として光受信器２から外部等に出力される。
【００２５】
速度検出部２３は、光−電気変換部２０からの出力信号を用いて、該出力信号に含まれる重畳信号を基に、受信した光信号の伝送速度を検出し、該検出結果に応じた信号をクロック再生部２４に出力する。クロック再生部２４は、速度検出部２３から出力される信号に従い、光−電気変換部２０からの出力信号を用いて、受信した光信号に対応したクロック信号を再生し、該クロック信号を識別処理部２２および光受信器２の外部等に出力する。
【００２６】
ここで、速度検出部２３およびクロック再生部２４について具体的に説明する。図４は、速度検出部２３およびクロック再生部２４の構成例を示すブロックである。
速度検出部２３は、例えば図４の上段に示すように、重畳信号検出回路２３Ａおよび切り替え器２３Ｂから構成される。重畳信号検出回路２３Ａは、光−電気変換部２０からの出力信号に含まれる重畳信号を抽出し、該重畳信号の周波数を基に受信光の伝送速度に対応した信号を切り替え器２３Ｂに出力する。切り替え器２３Ｂは、重畳信号検出回路２３Ａからの信号に従って、クロック再生部２４の動作設定を切り替える制御信号を発生する。
【００２７】
図５は、上記のような重畳信号検出回路２３Ａの機能を実現させる好ましい構成の一例を示した回路図である。ただし、ここでは受信光の伝送速度として３つの伝送速度Ｖａ，Ｖｂ，Ｖｃを想定した回路構成を示すものとする。
【００２８】
図５の重畳信号検出回路２３Ａでは、各伝送速度Ｖａ〜Ｖｃに対応させて、バンドパスフィルタ（ＢＰＦ）３０ａ，３０ｂ，３０ｃ、増幅器３１ａ，３１ｂ，３１ｃおよび比較器３２ａ，３２ｂ，３２ｃがそれぞれ設けられる。各ＢＰＦ３０ａ〜３０ｃは、光−電気変換部２０から出力される信号がそれぞれ入力され、各々の通過帯域の中心周波数が各伝送速度Ｖａ〜Ｖｃに対応した重畳信号の周波数に略一致するように設定されている。各増幅器３１ａ〜３１ｃは、入力端子に接続された各ＢＰＦ３０ａ〜３０ｃからの出力信号を一定の増幅率で増幅して、出力端子に接続された各比較器３２ａ〜３２ｃの一方の入力端子に上記の増幅信号を出力する。各比較器３２ａ〜３２ｃは、予め設定した基準電圧Ｖrefが他方の入力端子に印加され、各増幅器３１ａ〜３１ｃからの出力信号の電圧レベルについて基準電圧Ｖrefに対する大小比較を行い、例えば、出力信号レベルが基準電圧Ｖref以上の場合にハイレベルの出力を発生し、基準電圧Ｖrefよりも小さい場合にはローレベルの出力を発生するものとする。なお、基準電圧Ｖrefは、光信号の受信がある場合における当該伝送速度に対応した増幅器３１ａ〜３１ｃの出力電圧レベルと、光信号の受信が無い場合の出力電圧レベル（雑音レベル）との中間付近に設定すればよい。各比較器３２ａ〜３２ｃから出力される信号は、それぞれ切り替え器２３Ｂに送られる。
【００２９】
クロック再生部２４は、例えば図４の下段に示すように、いわゆる位相同期ループ（ＰＬＬ）の回路構成を有し、具体的には、位相比較回路２４ＡおよびＶＣＯ回路２４Ｂから構成される。位相比較回路２４Ａは、光−電気変換部２０からの出力信号が一方の入力端子に入力され、他方の入力端子にはＶＣＯ回路２４Ｂの出力信号が入力されて、各信号の位相差に比例した誤差信号をＶＣＯ回路２４Ｂに出力する。なお、位相比較回路２４Ａは、上記誤差信号の中から必要な信号成分を取り出すための図示しないループフィルタ等を備えるようにしても構わない。ＶＣＯ回路２４Ｂは、例えば、前述の各伝送速度Ｖａ〜Ｖｃに対応した３つの電圧制御型発振器（ＶＣＯ）を有し、各ＶＣＯには位相比較回路２４Ａからの誤差信号および速度検出部２３からの制御信号がそれぞれ入力される。各ＶＣＯは、初期動作時にそれぞれ固有の発振周波数の発振出力を発生し、位相比較回路２４Ａからの誤差信号が入力されると、その誤差信号に応じて発振出力の周波数が変化する一般的な電圧制御型の発振器である。これら３つのＶＣＯは、速度検出部２３からの制御信号に従って、受信された光信号の伝送速度に対応したいずれか１つが選択的に駆動され、該選択されたＶＣＯで発生する発振出力がクロック信号として識別処理部２２および光受信器２の外部等に出力される。
【００３０】
なお、重畳信号検出回路２３Ａの各比較器３２ａ〜３２ｃが、各ＶＣＯの電源電圧とＧＮＤレベルに対応した２種類の出力電圧を発生できるものであれば、各比較器３２ａ〜３２ｃの出力を、切り替え器２３Ｂを介さずに各々のＶＣＯに直接印加して、ＶＣＯの電源のＯＮ、ＯＦＦにより所望の１つを選択することも可能である。
【００３１】
次に、上記のような構成を有する光通信システムの動作について説明する。
本光通信システムでは、データ信号および該データ信号の伝送速度情報が光送信器１に入力されると、データ信号に従って変調され、かつ、その伝送速度に対応した周波数を持つ重畳信号成分を含んだ光信号が、光送信器１から光伝送路Ｌに出力される。そして、この光信号は光伝送路Ｌを伝搬して光受信器２に送られる。
【００３２】
光受信器２では、光伝送路Ｌを伝搬した光信号が光−電気変換部２０に入力されて、受信光のパワーに応じた電気信号が、等化増幅部２１、速度検出部２３およびクロック再生部２４にそれぞれ送られる。等化増幅部２１では、光−電気変換部２０からの電気信号が所要のレベルまで等化増幅された後、識別処理部２２に出力される。
【００３３】
速度検出部２３では、上記の等化増幅処理と並行して、光−電気変換部２０からの信号が重畳信号検出回路２３Ａに送られ、該信号に含まれる重畳信号成分がＢＰＦ３０ａ〜３０ｃのいずれかによって抽出される。例えば、ＢＰＦ３０ａによって重畳信号成分が抽出されたとすると、その重畳信号は、増幅器３１ａを介して比較器３２ａに入力され、比較器３２ａの出力信号がハイレベルとなる。なお、このとき他の比較器３２ｂ，３２ｃについては、入力信号のレベルが各増幅器３１ｂ，３１ｃの雑音レベル程度となるため、各々の出力信号はローレベルとなる。比較器３２ａからのハイレベルの出力信号を受けた切り替え器２３Ｂでは、各比較器３２ａ〜３２ｃと伝送速度との対応関係を基に、受信光の伝送速度が判定され、該判定された伝送速度に対応するＶＣＯを選択する制御信号がクロック再生部２４のＶＣＯ回路２４Ｂに出力される。
【００３４】
クロック再生部２４では、切り替え器２３Ｂからの制御信号に従って、受信光の伝送速度に対応したＶＣＯが選択的に駆動され、該ＶＣＯの発振出力の一部が位相比較回路２４Ａに入力される。この位相比較回路２４Ａには、光−電気変換部２０の出力信号が入力されていて、ＶＣＯ回路２４Ｂからのクロック信号との位相差を示す誤差信号が生成される。この誤差信号がＶＣＯ回路２４Ｂに送られて、位相差が減少するようにＶＣＯの発振周波数が逐次制御される。これにより、選択されたＶＣＯの発振出力が一定の周波数に引き込まれ、受信光の伝送速度と同期したクロック信号が生成されて、識別処理部２２および光受信器２の外部等に出力される。
【００３５】
そして、識別処理部２２では、等化増幅部２１から出力される受信信号のデータ識別処理がクロック再生部２４からのクロック信号を用いて実行され、該識別結果がデータ信号として光受信器２から外部等に出力される。
【００３６】
上述したように本実施形態の光通信システムによれば、光送信器１においてデータ信号の伝送速度に対応した重畳信号を送信光に載せ、光受信器２においては受信光に含まれる重畳信号を基にデータの伝送速度を検出し、該検出結果に応じてクロック再生部２４のＶＣＯを切り替えクロック信号を再生するようにしたことで、１つの光受信器により伝送速度の異なる光信号を受信処理できるようになるため、複数の伝送速度に対応した簡略な構成の光通信システムを提供できる。また、このことは、光通信システムに用いられる光受信器の少品種化が可能であるという効果も有する。
【００３７】
次に、本発明による光通信システムの第２の実施形態について説明する。
ここでは、上述した第１の実施形態で用いた光受信器２について、クロック再生部に関する変形例を取り上げる。なお、第２の実施形態における、光通信システム全体の基本構成、並びに光送信器の構成および動作については、第１の実施形態の場合と同様である（図１〜３参照）。
【００３８】
図６は、本実施形態に用いる光受信器の速度検出部およびクロック再生部の構成例を示すブロックである。ただし、第１の実施形態における構成と同一の部分には同じ符号が付してあり、以下同様とする。
図６において、本実施形態に用いられる光受信器２は、上述の図４に示したクロック再生部２４に代えて、位相比較器２４Ａ、電圧制御型発振器（ＶＣＯ）２４Ｃおよび周波数変換器２４Ｄからなるクロック再生部２４’を設けたことを特徴とする。このクロック再生部２４’以外の他の光受信器２の構成は、第１の実施形態の場合と同様である（図１、５参照）。
【００３９】
位相比較器２４Ａは、クロック再生部２４に用いられていたものと同一である。単一のＶＣＯ２４Ｃは、位相比較回路２４Ａからの誤差信号が入力され、初期動作時に固有の発振周波数の発振出力を発生し、入力された誤差信号に応じて発振出力の周波数が変化する一般的な電圧制御型の発振器である。周波数変換器２４Ｄは、ＶＣＯ２４Ｃから出力される発振信号の周波数を逓倍または分周して出力する公知の周波数変換器であって、その変換比率（逓倍比または分周比）が速度検出部２３から送られてくる制御信号に応じて制御可能としたものである。この周波数変換器２４Ｄの出力信号が、位相比較器２４Ａに入力されると共にクロック信号として識別処理部２２等に送られる。
【００４０】
上記のような構成のクロック再生部２４’を有する光受信器２では、第１の実施形態の場合における動作と同様に、光伝送路Ｌを伝搬した光信号が光−電気変換部２０に入力されると、受信光のパワーに応じた電気信号が、等化増幅部２１、速度検出部２３およびクロック再生部２４’にそれぞれ送られる。そして、等化増幅部２１における等化増幅処理と並行して、速度検出部２３における重畳信号に基づく伝送速度の検出処理が実行される。さらに、速度検出部２３では、検出した伝送速度に応じてクロック再生部２４’の周波数変換器２４Ｄの変換比率を調整する制御信号が切り替え器２３Ｂで生成され、該制御信号が周波数変換器２４Ｄに伝えられる。
【００４１】
クロック再生部２４’では、速度検出部２３からの制御信号に従って、周波数変換器２４Ｄの変換比率が受信光の伝送速度に対応した値に設定され、また、位相比較回路２４Ａには、光−電気変換部２０からの出力信号が入力される。これにより、受信光の伝送速度に対応したＰＬＬ回路が形成され、周波数変換器２４Ｄの出力信号がクロック信号として識別処理部２２等に送られて、受信信号のデータ識別処理が実行されるようになる。
【００４２】
このように第２の実施形態によれば、クロック再生部のＶＣＯを単一化して周波数変換器２４Ｄを設け、その変換比率を受信光の伝送速度に応じて切り替えてクロック信号を再生するようにしても、１つの光受信器により伝送速度の異なる光信号を受信処理することが可能であり、第１の実施形態の場合と同様の効果を得ることができる。
【００４３】
次に、本発明による光通信システムの第３の実施形態について説明する。
図７は、第３の実施形態に用いられる光受信器の基本構成を示すブロック図である。なお、光送信器の基本構成は、上述の図１に示した第１の実施形態の場合と同様である。
図７において、本光通信システムに用いられる光受信器２は、速度検出部２３で検出された受信光の伝送速度に応じて、等化増幅部２１の等化帯域が可変制御されるものであって、具体的には、等化増幅部２１が増幅器２１Ａおよび帯域可変フィルタ２１Ｂを有し、該帯域可変フィルタ２１Ｂの通過帯域（遮断特性）が速度検出部２３からの制御信号に応じて制御される構成である。
【００４４】
増幅器２１Ａは、光−電気変換部２０からの出力信号を所要のレベルまで線形増幅して出力する。帯域可変フィルタ２１Ｂとしては、例えば、抵抗およびコンデンサ等を用いて構成したフィルタ回路に、印加電圧に応じて容量値が変化するバラクタダイオード等をコンデンサに並列に配置して、前記印加電圧を制御することで通過帯域を可変にした回路などを用いることができる。なお、ここではバラクタダイオード等を用いる構成としたが、これ以外にも、例えば通過帯域の異なる複数のパッシブフィルタを配置し、伝送速度に応じてそれらパッシブフィルタのうちの１つを選択する構成などとしても構わない。
【００４５】
上記のような構成の光受信器２では、第１の実施形態の場合と同様にして速度検出部２３で重畳信号を基に受信光の伝送速度が検出されると、該検出された伝送速度に応じて、クロック再生部の動作設定が切り替えられると共に、帯域可変フィルタ２１Ｂの帯域が調整されて等化帯域が受信処理に適した値となるように制御される。具体的には、等化増幅部２１の等化帯域が、受信光の伝送速度の６０〜７０％程度となるように、帯域可変フィルタ２１Ｂの帯域を制御するのが望ましい。これにより最適な帯域で等化増幅された受信信号が識別処理部２２に送られ、識別処理部２２では、クロック再生部２４で伝送速度に対応して再生されたクロック信号を用いてデータの識別処理が実行され、その識別結果がデータ信号として出力されるようになる。
【００４６】
このように第３の実施形態によれば、速度検出部２３で検出した受信光の伝送速度に応じて等化増幅部２１の等化帯域をも制御するようにしたことで、伝送速度の異なる光信号の受信処理をより正確に実行することができる。
なお、上記第３の実施形態では、第１の実施形態について等化増幅部２１の帯域制御を実施する場合を説明したが、第２の実施形態についても同様にして適用することが可能である。
【００４７】
次に、本発明による波長変換器の実施形態について説明する。
図８は、本実施形態に係る波長変換器の構成を示すブロック図である。
図８において、本波長変換器は、例えば、上述した第１の実施形態で用いた光受信器２（図１参照）の出力段に、外部変調型の光送信器１（図２参照）を配置した構成である。具体的には、識別処理部２２で識別されたデータ信号が駆動回路１０Ｃに送られ、該データ信号に従って変調された駆動信号を駆動回路１０Ｃが発生すると共に、速度検出部２３から出力される制御信号が発振器１１Ａに送られ、該制御信号に従って、伝送速度に対応した周波数の重畳信号が生成される。ここでは、本波長変換器に入力される光信号の波長λ１に対して、ＬＤ１０Ａの光出力波長がλ２（≠λ１）に設定され、これにより本波長変換器において波長λ１からλ２への波長変換が行われる。
【００４８】
このように本波長変換器では、速度検出部２３が速度検出手段に相当し、光−電気変換部２０、等化増幅部２１、識別処理部２２およびクロック再生部２４がデータ処理手段に相当し、ＬＤ１０Ａ、光変調器１０Ｂおよび駆動回路１０Ｃが出力光発生手段に相当し、発振器１１Ａが重畳信号発生手段に相当する。
【００４９】
上記のような構成の波長変換器では、伝送速度に対応した重畳信号が載せられた波長λ１の光信号が光−電気変換部２０に入力されると、入力光のパワーに応じた電気信号が、等化増幅部２１、速度検出部２３およびクロック再生部２４にそれぞれ送られる。そして、等化増幅部２１における等化増幅処理と並行して、速度検出部２３における重畳信号に基づく伝送速度の検出処理が実行され、検出された伝送速度に対応した制御信号がクロック再生部２４および発振器１１Ａに送られる。クロック再生部２４では、速度検出部２３からの制御信号に従い、入力光の伝送速度に対応したＶＣＯが選択されて、再生されたクロック信号が識別処理部２２に送られる。識別処理部２２では、クロック再生部２４からのクロック信号を用いて入力信号のデータ識別処理が行われ、その結果がデータ信号として駆動回路１０Ｃに送られる。駆動回路１０Ｃでは、識別処理部２２からのデータ信号に従って変調された駆動信号が生成され光変調器１０Ｂに出力される。この駆動信号には、発振器１１Ａから出力される重畳信号が載せられ、この発振器１１Ａの発振周波数は、速度検出部２３からの制御信号に従って、入力光の伝送速度に対応した値に制御されている。このような重畳信号が載せられた駆動信号に従って光変調器１０Ｂが駆動され、ＬＤ１０Ａから出射される波長λ２の連続光が外部変調され、波長変換後の光出力として本波長変換器の外部に出力される。
【００５０】
このように本実施形態によれば、伝送速度の異なる入力光にも対応可能な簡略な構成の波長変換器を提供することができる。これにより、入力光の伝送速度に依存しない波長変換器の実現も可能になる。このような波長変換器は、特に、光ＡＤＭ（Add and Drop Multiplexer）方式等を採用した光通信システムへの適用が有用である。
【００５１】
なお、上記の実施形態では外部変調型の光送信器を適用する場合を示したが、図３に示したような直接変調型の光送信器を適用することも、もちろん可能である。また、第２の実施形態で用いたクロック再生部２４’を適用することも可能であり、さらに、第３の実施形態の場合と同様にして、速度検出部２３の検出結果に応じて等化増幅部２１の等化帯域を制御する構成としても構わない。
【００５２】
産業上の利用可能性
本発明は、伝送速度の異なる光信号が伝送される各種の光通信システム、並びに、そのようなシステムに用いられる光受信器および波長変換器について産業上の利用可能性が大であり、特に、例えば、波長多重伝送方式や光ＡＤＭ方式等を採用した光通信システムなどに対して有用である。
【図面の簡単な説明】
図１は、本発明による光通信システムの第１の実施形態における基本構成を示すブロック図である。
図２は、同上第１の実施形態における外部変調方式の光送信器の構成例を示すブロック図である。
図３は、同上第１の実施形態における直接変調方式の光送信器の構成例を示すブロック図である。
図４は、同上第１の実施形態における速度検出部およびクロック再生部の構成例を示すブロックである。
図５は、同上第１の実施形態における重畳信号検出回路の好ましい構成の一例を示す回路図である
図６は、本発明による光通信システムの第２の実施形態に用いる光受信器の速度検出部およびクロック再生部の構成例を示すブロックである。
図７は、本発明による光通信システムの第３の実施形態に用いる光受信器の基本構成を示すブロック図である。
図８は、本発明による波長変換器の実施形態の構成を示すブロック図である。
【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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【図７】
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【図８】
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