(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
再同期化および形を再整形すべき光パルスの列が加えられる光変調器と、
周期信号を変調器へ加えることによって前記変調器を電圧制御する、位相と周波数が調整可能である周期信号発生器と、
周期信号発生器の位相または周波数を調整するサーボ制御手段と、
を備えて、前記変調器により受けられた変調された光パルスの列に前記周期信号発生器を同期させる光パルス列の形状を再整形する装置において、
前記変調器は電気吸収型変調器であり、
前記サーボ制御手段は、光吸収状態にあって光パルスを受けている間に前記変調器によって発生される平均光電流（／ｉph）を検知して、前記検出した光平均電流の大きさに応じて、前記周期信号発生器の位相と周波数を制御するものであることを特徴とする光パルス列の形状を再整形する装置。
【請求項２】
前記変調器からの出力端子に増幅器が配置されることを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記増幅器には光帯域フィルタが組合わされることを特徴とする請求項２に記載の装置。
【請求項４】
変調された光パルスの列を発生するための発生器手段と、
前記パルスを検出および復号するための検出器および復号器手段と、
前記発生器手段からのパルスを検出器および前記復号器手段へ伝えるための光ファイバ回路と、
光パルスの列の形をインラインで整えるための請求項１〜３のいずれか１つに記載の少なくとも１つの中継装置と、
を備える、長距離光ファイバ遠隔通信装置。
【請求項５】
ソリトン・パルスによってデータを伝送するために、前記中継装置の前記周期信号発生器は、光パルスをソリトン・パルスへ形状を再整形するために整形された周期信号を供給することを特徴とする請求項４に記載の遠隔通信装置。
【請求項６】
位相と周波数が調整可能である周期信号発生器と、
光パルスを受け、対応する電気信号（ｉph）を発生する電気光学的手段と、
前記周期信号発生器の発生する周期信号と受信する光信号とが同期するように、前記周期信号発生器の位相と周波数をサーボ制御するサーボ制御手段と、
を備える、変調光パルス列に同期している周期信号の回復装置において、
前記電気光学的手段は、前記周期信号発生器によって供給された同期させられている周期信号により電圧制御される電気吸収変調器を含み、
前記サーボ制御手段は、光吸収状態にあって光パルスを受けている間に前記変調器によって発生される平均光電流（／ｉph）を検知して、前記検知した光平均伝量の大きさに応じて、前記周期信号発生器を制御することを特徴とする、変調光パルス列に同期している周期信号の回復装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は光経路を経由する、とくに長距離の、２進データの伝送に関するものである。
【０００２】
更に詳しくいえば、本発明は、変調された光パルス列に同期している周期信号を回復するための装置、および変調された光パルスの列を再同期させ、かつ再整形するための中継装置にも関するものである。
【０００３】
【従来の技術】
長距離（典型的には１０，０００ｋｍ）通信においては、現在の傾向はデータを高速で確実に伝送可能にする光ファイバを使用する伝送技術へますます向けられている。
【０００４】
ソリトン・パルスによって変調されたか、通常のＲＺ（零復帰）変調によって符号化されたかに拘らず、パルスは光ファイバに沿って伝播している間に変形させられる。
【０００５】
ソリトン伝送技術においては、ゴードン＝ハウス効果が連続するソリトン・パルスの間で時間のずれを生じさせる（オプチックス・レタース（Ｏｐｔｉｃｓ  Ｌｅｔｔｅｒｓ）第１１巻（１９８６年）、６６５〜６６７ぺージ、ゴードン（Ｊ．Ｐ．Ｇｏｒｄｏｎ）、ハウス（Ｈ．Ａ．Ｈａｕｓ）、「光ファイバ伝送における相関的に増幅されたソリトンのランダム・ウォーク（Ｒａｎｄｏｍ  ｗａｌｋ  ｏｆ  ｃｏｈｅｒｅｎｔｌｙ  ａｍｐｌｉｆｉｅｄ  ｓｏｌｉｔｏｎｓ  ｉｎ  ｏｐｔｉｃａｌ  ｆｉｂｅｒ  ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ）」）。通常のＲＺ変調においては、パルスの形は分散によって変化させられる。
【０００６】
不幸なことに、そのような変形は伝送速度と伝送距離の双方を制限する。
【０００７】
この問題を解決するために、光ファイバを使用する長距離通信は、伝送されているパルスの再同期と再整形を行うインライン中継装置を含む。そのような中継装置は光ファイバ回路に沿って一様に、たとえば、５０ｋｍごとに、配置される。
【０００８】
これに関しては、オプチカル・ソサエティ・オブ・アメリカ（ＯｐｔｉｃａｌＳｏｃｉｅｔｙ  ｏｆ  Ａｍｅｒｉｃａ）光ファイバ通信（Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｆｉｂｅｒ  Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ）９３ＰＤ７所載の「時間領域および周波数領域においてソリトンを制御する無限距離ソリトン・データ通信の実験的証明（Ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ  ｄｅｍｏｎｓｔｒａｔｉｏｎ  ｏｆ  ｓｏｌｉｔｏｎ  ｔｅｔａ  ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ  ｏｖｅｒ  ｕｎｌｉｍｉｔｅｄ  ｄｉｓｔａｎｃｅ  ｗｉｔｈ  ｓｏｌｉｔｏｎ  ｃｏｎｔｒｏｌｓ  ｉｎ  ｔｈｅ  ｔｉｍｅ  ａｎｄ  ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ  ｄｏｍａｉｎｓ）」と題する中沢（ＮＴＴ）の論文を参照されたい。
【０００９】
とくにその論文に記載されている中継装置においては、伝送されている信号の一部を取り出し、それを光ダイオードによって電気信号へ変換する。通常の電気的クロック回復手段によってクロック信号をその電気信号から取り出す。このようにして取り出したクロック信号を用いて電気光学効果変調器を制御する。伝送されているパルスを再び同期させ、かつ整形させる目的で、それらのパルスをその変調器へ供給する。
【００１０】
電気光学効果変調器は、ある種の物質により示されるように、受けた光を屈折率の変化を用いることによって、加えられている電界の関数として変調する干渉計（マッハ・ツェンダー干渉計）である。この種の物質の例としては、１．５５μｍで動作する電気光学変調器を製造するために用いられるニオブ酸塩リチウム（ＬｉＮｂＯ３）がある。
【００１１】
しかし、そのような中継装置にはいくつかの欠点がある。
【００１２】
伝送されている信号の一部分がインラインで取出されたとすると、光信号のパワー損失が大きい。とくに、クロック信号を取出すには各中継装置において高いレベルの光信号を必要とする。
【００１３】
また、クロック信号を光パルスの列に同期可能にする電子回路は高速部品の使用を必要とするが、そのような部品は高いソリトン率では、とくに、ソリトン伝送のために現在考えられている４０Ｇｂｉｔｓ／ｓのオーダーの率では、入手できない。
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、変調された光パルスを大きな減衰を受けることなしに保存できるようにしながら、それらのパルスの列に同期させられている信号を回復するための装置を得ることである。
【００１５】
本発明の別の目的は、同期させられた信号を発生する電子部品または電子回路以外の高速電子部品または高速電子回路を使用することなしに実現できる、信号回復を同期させるための装置を得ることである。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
信号回復を同期させるそのような装置を用いて、光パルスの列の再同期および再整形のための中継装置を構成すると有利である。
【００１７】
光ファイバによる長距離通信の分野においては、電気光学効果変調器とは異なる原理で動作する電気吸収変調器の使用が既に行われている。電気吸収変調器というのは、印加された電圧の関数として制御可能である吸収を示すコア物質を内部に含む導波管のことである。
【００１８】
ソリトン・パルスを発生する目的で、レーザ源の出力を電気吸収変調器で変調するという提案が最近行われている。これに関しては、エレクトロニクス・レタース（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｄｓ  Ｌｅｔｔｅｒｓ）２８巻１１号、５月２１日号（１９９２年）、１００７〜１００８ページ所載の、「ＩｎＧａＡｓＰ電気吸収変調器による１５ＧＨｚ繰り返し率の変換を制限した１４ｐｓ光パルス発生（Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ−ｌｉｍｉｔｅｄ  １４ｐｓ  ｏｐｔｉｃａｌ  ｐｕｌｓｅ  ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ  ｗｉｔｈ  １５  ＧＨｚ  ｒｅｐｅｔｉｔｉｏｎ  ｒａｔｅ  ｂｙ  ＩｎＧａＡｓＰ  ｅｌｅｃｒｏａｂｓｏｒｂｅｎｔ  ｍｏｄｕｌａｔｏｒ）」と題するスズキの論文を参照されたい。
【００１９】
本発明は、同期させるべき周期信号の発生器をサーボ制御する目的で、吸収状態にあって光束を受けているそのような電気吸収変調器によって発生される光電流を用いることを提案するものである。
【００２０】
そのために、本発明は、再同期化および整形すべきパルスの列が加えられる光変調器と、
周期信号を変調器へ加えることによって前記変調器を電圧制御する、位相と周波数を調整可能である周期信号発生器と、
変調器により受けられた変調された光パルスの列に周期信号発生器を同期させる手段と、
を備える、光パルス列の形状を再整形する装置において、
変調器は電気吸収型変調器であり、
周期信号発生器を同期させる手段は、光吸収状態にあって光パルスを受けている間に変調器によって発生される平均光電流を最少にするようなやり方で、前記周期信号発生器の位相と周波数を制御するサーボ制御手段を含むことを特徴とする光パルス列の形状を再整形する装置を提供するものである。
【００２１】
また本発明は、変調された光パルスの列を発生するための発生器手段と、
前記パルスを検出および復号するための検出器および復号器手段と、
発生器手段からのパルスを検出器および復号器手段へ伝えるための光ファイバ回路と、
光パルスの列の形をインラインで整えるための上記した種類の少なくとも１つの中継装置と、
を備える、長距離光ファイバ遠隔通信装置も提供するものである。
【００２２】
更に、本発明は、位相と周波数が調整可能である周期信号発生器と、
光パルスを受け、対応する電気信号を発生する電気光学的手段と、
周期信号発生器に同期させられた信号を供給させるように、周期信号発生器の位相と周波数をサーボ制御するための手段と、
を備える、変調光パルス列に同期している周期信号の回復装置において、
電気光学的手段は、周期信号発生器によって供給された同期させられている周期信号により電圧制御される電気吸収変調器を含み、
サーボ制御手段は、光吸収状態にあって光パルスを受けている間に変調器によって発生される平均光電流を最小にするようなやり方で、前記周期信号発生器を制御することを特徴とする、変調光パルス列に同期している周期信号の回復装置も提供するものである。
【００２３】
【実施例】
図１に示されている光遠隔通信装置は、ソリトン・パルスの列を発生するための手段１を送信点に含み、それらのパルスを検出し、復号するための手段２を受信点に含む。送信点と受信点の間をソリトン・パルスが光ファイバ回路３によって伝送される。
【００２４】
従来のようにして、パルス発生手段１はレーザ源４と、制御器６によって制御される変調器５とを含む。一例として、レーザ源４は主な波長が１．５５μｍである光を放出する。その波長は光ファイバ回路３における減衰量が最少の波長に対応する。このようにして放出されたビ−ムは変調器５へ加えられる。この変調器はそのビームをソリトン・パルスへ符号化する。そのソリトン・パルスは制御器６によって受けられる２進データに対応する。
【００２５】
変調器５は、たとえば、電圧制御電気吸収変調器とすることができる（エレクトロニクス・レタース（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｄｓ  Ｌｅｔｔｅｒｓ）２８巻１１号、５月２１日号（１９９２年）、１００７〜１００８ページ所載の、「ＩｎＧａＡｓＰ電気吸収変調器による１５ＧＨｚ繰り返し率の変換を制限した１４ｐｓ光パルス発生（Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ−ｌｉｍｉｔｅｄ  １４ｐｓ  ｏｐｔｉｃａｌ  ｐｕｌｓｅ  ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ  ｗｉｔｈ  １５  ＧＨｚ  ｒｅｐｅｔｉｔｉｏｎ  ｒａｔｅ  ｂｙ  ＩｎＧａＡｓＰ  ｅｌｅｃｒｏａｂｓｏｒｂｅｎｔ  ｍｏｄｕｌａｔｏｒ）」と題するスズキの論文を参照されたい。
【００２６】
手段２は、受けた光信号を電気パルス列へ変換する光ダイオード７を含む。その信号はまずクロック回復回路８へ加えられ、それから処理装置９へ加えられる。この処理装置は回復されたクック信号を用いて伝送された信号を復号する。
【００２７】
伝送されている信号を再同期および再整形するために、光ファイバ回路３に複数の中継装置１０がインラインで挿入される。
【００２８】
その中継装置１０は電気吸収変調器１１を含む。この電気吸収変調器は周期信号発生器１２によって制御される。電気吸収変調器１１は光ファイバ回路３によって伝えられた光パルスの列を受ける。電気吸収変調器１１からくる信号を増幅するための増幅器１１ａが電気吸収変調器１１の出力端子に設けられる。増幅器１１ａには光帯域フィルタ（図示せず）が組合わされる。
【００２９】
電気吸収変調器技術の詳細については次の文献を参照されたい。１９９３年３月２６日にパリ大学ＸＩ−Ｏｒｓａｙにおいて正当なことを支持された、デボー（Ｆ．Ｄｅｖａｕｘ）の「超高速リンク用１．５５μｍ誘導波電気吸収変調器の製造、特徴付け、および実現（Ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｅ，ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｚａｔｉｏｎ，ａｎｄ  ｉｍｐｌｉｍｅｎｔａｔｉｏｎ  ｏｆ  １．５５μｍ  ｇｕｉｄｅｄ  ｗａｖｅ  ｓｌｅｃｔｒｏ−ａｂｓｏｒｖｅｎｔ  ｍｏｄｕｌａｔｏｒｓ  ｆｏｒ  ｖｅｒｙ  ｈｉｇｈ  ｒａｔｅ  ｌｉｎｋｓ）」。
【００３０】
レコ・デ・ルシェルシュ（Ｌ´Ｅｃｈｏ  ｄｅｓ  Ｒｅｃｈｅｒｃｈｅｓ、Ｎｏ．１４９、１９９２年第３四半期所載のビガン（Ｅ．Ｂｉｇａｎ）の論文「１．５５μｍ光リンク用誘導波電気吸収変調器（Ｇｕｉｄｅｄ  ｗａｖｅ  ｓｌｅｃｔｒｏ−ａｂｓｏｒｖｅｎｔ  ｍｏｄｕｌａｔｏｒｓ  ｆｏｒ  ｏｐｔｉｃａｌ  ｌｉｎｋｓ  ａｔ  １．５５μｍ）」。
【００３１】
ＩＥＥＥ  １９９２年、０４１〜１１３５所載、デボー（Ｆ．Ｄｅｖａｕｘ）、ウガッザデン（Ｅ．Ｏｕｇａｚｚａｄｅｎ）、ピエール（Ｂ．Ｐｉｅｒｒｅ）、フエ（Ｆ．Ｈｕｅｔ）、カッレ（Ｍ．Ｃａｒｒｅ）、およびカレンコ（Ａ．Ｃａｒｅｎｃｏ）の「飽和強さを改善した、帯域幅が２０ＧＨｚを超えるＩｎＧａＡｓＰ／ＩｎＧａＡｓＰ多量子井戸変調器（ＩｎＧａＡｓＰ／ＩｎＧａＡｓｍｕｌｔｉｐｌｅ−ｑｕａｎｔｕｍ−ｗｅｌｌ  ｍｏｄｕｌａｔｏｒ  ｗｉｔｈ  ｉｍｏｒｏｖｅｄ  ｓａｔｕｒａｔｉｏｎ  ｉｎｔｅｎｓｉｔｙ  ａｎｄ  ｂａｎｄｗｉｔｈ  ｏｖｅｒ２０ＧＨｚ）」。
【００３２】
周期信号発生器１２が発生した周期信号が光パルス列に同期させられるように、周期信号発生器１２はサーボ制御器１３によって制御される。
【００３３】
次に、このサーボ制御器が基礎を置く原理について説明する。
【００３４】
図２（ａ）は電気吸収変調器１１により受けられる光パルス列の例を示し、図２（ｂ）〜図２（ｄ）は電気吸収変調器１１を制御する周期信号の種々の例を示す。
【００３５】
図２（ａ）に示されている光パルス列は１１１００１０１１として符号化された９ビットの列に対応する。
【００３６】
それを制御する電圧の値に応じて、電気吸収変調器１１は吸収状態または透明状態のいずれかにある。
【００３７】
吸収状態にあるときは、電気吸収変調器１１はそれが受けた光信号を光電流ｉphへ変換する。透明状態にあるとき、または光信号を受けないときは電気吸収変調器１１は光電流を発生しない。図２（ｂ）〜図２（ｄ）においては、吸収されたパルスが破線で表されている。
【００３８】
図２（ｂ）に示されている制御電圧信号は、電気吸収変調器１１により受けられた光パルス列に正確に同期させられている。したがって、電気吸収変調器１１はそれがパルスを受けたときは決して吸収しない。それが発生する平均光電流／ｉphは零である。
【００３９】
図２（ｃ）に示されているように、制御電圧信号が光パルス列に対してずらされると、吸収状態にある電気吸収変調器によって全てのパルスが受けられる。したがって、平均光電流／ｉphは最大で、とくに／ｉph＝６／９である。
【００４０】
図２（ｄ）に示されている制御電圧信号の周波数は、電気吸収変調器１１により受けられる光パルス列の周波数と同じではない。電気吸収変調器１１は吸収状態にあるときはいくつかの光パルスを受け、別の光パルスは制御信号中のパルスに完全に一致し、または部分的に一致するから、そのときは電気吸収変調器１１は透明状態にある。平均すると、光電流ｉphは非零である（とくに／ｉph＝３．７６／９である）。
したがって、光電流の平均値／ｉphは、制御信号が符号化されている光パルス列に同期させられているときには、最小である。
【００４１】
本発明によれば、電気吸収変調器１１から来る平均光電流／ｉphを最少にするように、同期信号発生器１２からの制御信号の位相と周波数はサーボ制御される。
【００４２】
再整形する装置の詳細な例が図３に示されている。
【００４３】
その図においては、電気吸収変調器１１は、アース電位へ接続されているダイオードによって表されている。そのダイオードは、５０オームの負荷抵抗１４と減結合コンデンサ１５とを含む直列回路に並列接続される。負荷抵抗１４と電気吸収変調器１１に共通の端子が、帯域フィルタ１６を構成するバイアスＴへ接続される。バイアスＴはインピーダンス１６ａの分岐と、コンデンサ１６ｂを形成する分岐とを有するものとして表されている。
【００４４】
分岐１６ａは抵抗１７を介してバイアス電圧源１８へ接続される。そのバイアス電圧源１８はバイアス電圧Ｖ０を供給する。同期信号発生器１２の周波数と位相を制御するサーボ制御回路１３は抵抗１７の端子間に接続される。周期信号発生器１２は高周波周期電圧をバイアスＴの分岐１６ｂへ加える。
【００４５】
減結合コンデンサ１５と、バイアスＴの分岐１６の容量とが光電流ｉphを抵抗１７へ供給する。
【００４６】
サーボ制御回路１３は通常のフェーズ・ロック・ループ（ＰＬＬ）型回路であって、抵抗１７の端子間電圧が零またはある設定されたしきい値以下であるように、周期信号発生器１２が制御される位相と周波数を変化させる。
【００４７】
このように電気吸収変調器１１の端子へ加えられる電圧は、バイアス電圧源１８によって供給されるバイアス電圧と、周期信号発生器１２からのマイクロ波周波数電圧との和である。したがって、図３に示すように、周期信号発生器１２により発生される信号は希望する任意の波形にできる。ソリトン・パルスの再整形を可能にできるようにその波形を選択すると有利である。
【００４８】
以上説明したように、そのような信号整形装置では、光信号に同期されている周期信号を得るために光信号の一部を取り出す必要はない。
【００４９】
この装置は帯域フィルタのみを必要とし、マイクロ波周期信号発生器１２以外には高速部品を用いる電子回路を必要としないことも分かるであろう。
【００５０】
パルスを再整形するための上記装置を、変調された光パルス列に同期されている信号を回復するための装置としてより一般的に使用できることも分かるであろう。たとえば、そのような装置は、受けたパルス列のパルスを検出光ダイオードへ加える前に、それらのパルス列に同期されているクロック信号を回復するための光パルスを受ける手段と一体にできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の１つの可能な実施例構成する再整形装置を含む光ファイバ遠隔通信装置の線図である。
【図２】（ａ）は特定の光パルス列を示す図、（ｂ）は（ａ）に示されている光パルス列に同期されている周期信号を示す図、（ｃ）は（ａ）に示されている光パルス列に対して位相がずらされている周期信号を示す図、（ｄ）は（ａ）に示されている光パルス列に対して周波数がずらされている周期信号を示す図である。
【図３】他の可能な実施例を構成する装置のブロック回路図である。
【符号の説明】
１  ソリトン・パルス列発生手段
２  ソリトン・パルス検出および復号手段
３  光ファイバ回路
４  レーザ源
５  変調器
６  制御装置
８  クロック回復回路
１０  中継装置
１１  電気吸収変調器
１２  周期信号発生器
１３  サーボ制御回路
１６  帯域フィルタ
１８  バイアス電圧源
【図１】
0003789497.tif 000002
【図２】
0003789497.tif 000003
【図３】
0003789497.tif 000004