(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
シリアル形式のデータ信号を光伝送するためのシステムであって、
シリアル形式のデータ信号が入力され、当該データ信号に関連した光信号を送信する光送信装置と、
前記光送信装置から送信された光信号を受信し、当該光信号から元のシリアル形式のデータ信号を復元する光受信装置とを備え、
前記光送信装置は、
入力された１つのシリアル形式のデータ信号をＮ個（Ｎは２以上の任意の自然数）のパラレル形式のデータ信号に変換し、当該Ｎ個のデータ信号を出力するシリアル／パラレル変換部と、
前記シリアル／パラレル変換部から出力されるＮ個のデータ信号に一意に対応し、かつ互いに異なる所定周波数を有する搬送波を、当該データ信号を用いてそれぞれ変調して、Ｎ個の変調信号を出力するＮ個の変調部と、
各前記変調部から出力されたＮ個の変調信号と、前記シリアル形式のデータ信号に同期したクロック信号とを周波数多重する合波部と、
前記合波部から出力された電気信号を光信号に変換する電気光変換部とを含み、
前記光受信装置は、
受信した光信号を電気信号に変換する光電気変換部と、
前記光電気変換部から出力された電気信号からクロック信号を抽出する第１のフィルタと、
前記第１のフィルタで抽出されたクロック信号を計数することにより、全Ｎのレベルを表すパターン信号を出力する計数部と、
前記計数部から出力されたパターン信号のレベルＬｉ（ｉ＝１〜Ｎ）に一意に対応する互いに異なる周波数ｆｉ（ｉ＝１〜Ｎ）の正弦波信号を出力する発振部と、
前記光電気変換部から出力された電気信号を、前記発振部から出力された正弦波信号を用いて、当該正弦波信号の周波数と等しい値だけダウンコンバートして出力する周波数変換部と、
前記周波数変換部から出力された電気信号から所定の周波数帯域にある信号のみを抽出する第２のフィルタとを含む、光伝送システム。
【請求項２】
前記変調が２値ＡＳＫ変調であり、
前記所定の帯域がベースバンドであり、
前記光受信装置は、前記第２のフィルタから出力された信号の値を、前記第１のフィルタで抽出されたクロック信号のタイミングで識別する識別部をさらに含む、請求項１に記載の光伝送システム。
【請求項３】
前記シリアル／パラレル変換部は、変換して得られたＮ個のデータ信号を、それぞれのパルス変化タイミングが単位期間ずつ段階的にずれていくように、時間差を付けながら順次出力し、
前記周波数変換部は、前記電気信号のダウンコンバートを、当該電気信号を構成するＮ個のデータ信号の各パルス変化タイミングの前後それぞれ１単位期間を含まない期間において行うことを特徴とする、請求項１に記載の光伝送システム。
【請求項４】
前記単位期間が前記シリアル形式のデータ信号の１ビット分に相当する期間であることを特徴とする、請求項３に記載の光伝送システム。
【請求項５】
前記光受信装置は、前記第２のフィルタから出力された信号を復調する復調部をさらに含む、請求項１に記載の光伝送システム。
【請求項６】
前記光送信装置は、
前記シリアル形式のデータ信号に同期したクロック信号が入力され、当該クロック信号をもとに基準信号を生成して出力する基準信号生成部をさらに含み、
前記合波部へは、当該基準信号が入力され、
前記第１のフィルタからは、当該基準信号が出力され、
前記光受信装置は、
前記第１のフィルタから出力された基準信号が入力され、当該基準信号から前記クロック信号を生成するクロック生成部をさらに含み、
前記計数部へは、前記クロック生成部から出力されたクロック信号が入力される、請求項１に記載の光伝送システム。
【請求項７】
前記基準信号は、搬送波を当該クロック信号で変調して得られる信号であることを特徴とする、請求項６に記載の光伝送システム。
【請求項８】
前記基準信号は、当該クロック信号を分周して得られる信号であることを特徴とする、請求項６に記載の光伝送システム。
【請求項９】
前記基準信号は、当該クロック信号と周波数が同一の正弦波信号であることを特徴とする、請求項６に記載の光伝送システム。
【請求項１０】
Ｍ個（Ｍは２以上の任意の自然数）のシリアル形式のデータ信号を光伝送するためのシステムであって、
Ｍ個のシリアル形式のデータ信号が入力され、当該データ信号に関連した光信号を送信する光送信装置と、
前記光送信装置から送信された光信号を受信し、当該光信号から元のＭ個のシリアル形式のデータ信号を復元する光受信装置とを備え、
前記光送信装置は、
それぞれが、入力された１つのシリアル形式のデータ信号をＮj 個（Ｎj は２以上の任意の自然数、ｊ＝１〜Ｍ；Ｍは２以上の任意の自然数）のパラレル形式のデータ信号に変換し、当該Ｎj 個のデータ信号を出力するようなＭ個のシリアル／パラレル変換部と、
各前記シリアル／パラレル変換部から出力される（Ｎ1 ＋Ｎ2 ＋…＋ＮM ）個のデータ信号に一意に対応し、かつ互いに異なる所定周波数を有する搬送波を、当該データ信号を用いてそれぞれ変調して、（Ｎ1 ＋Ｎ2 ＋…＋ＮM ）個の変調信号を出力する（Ｎ1 ＋Ｎ2 ＋…＋ＮM ）個の変調部と、
各前記変調部から出力された（Ｎ1 ＋Ｎ2 ＋…＋ＮM ）個の変調信号と、各前記シリアル形式のデータ信号に同期したクロック信号とを周波数多重する合波部と、
前記合波部から出力された電気信号を光信号に変換する電気光変換部とを含み、
前記光受信装置は、
受信した光信号を電気信号に変換する光電気変換部と、
前記光電気変換部から出力された電気信号からクロック信号を抽出する第１のフィルタと、
前記第１のフィルタで抽出されたクロック信号のクロックパルスを計数することにより、全Ｎj （ｊ＝１〜Ｍ）のレベルを表すパターン信号を出力するＭ個の計数部と、
各前記計数部から出力されたパターン信号のレベルＬｉj （ｉ＝１〜Ｎ、ｊ＝１〜Ｍ）に一意に対応する互いに異なる周波数ｆｉj （ｉ＝１〜Ｎ、ｊ＝１〜Ｍ）の正弦波信号を出力するＭ個の発振部と、
前記光電気変換部から出力された電気信号を、各前記発振部から出力された正弦波信号を用いて、当該正弦波信号の周波数と等しい値だけダウンコンバートして出力するＭ個の周波数変換部と、
各前記周波数変換部から出力された電気信号から所定の周波数帯域にある信号のみを抽出するＭ個の第２のフィルタとを含む、光伝送システム。
【請求項１１】
シリアル形式のデータ信号に関連した光信号を受信し、当該光信号から元のシリアル形式のデータ信号を復元するための光受信装置であって、
前記光信号は、
シリアル形式のデータ信号をシリアル／パラレル変換し、
変換して得られたパラレル形式の信号と、当該シリアル形式のデータ信号に対して同期したクロック信号とを互いに周波数多重して電気光変換することにより得られた信号であり、
受信した光信号を電気信号に変換する光電気変換部と、
前記光電気変換部から出力された電気信号からクロック信号を抽出する第１のフィルタと、
前記第１のフィルタで抽出されたクロック信号を計数することにより、全Ｎのレベルを表すパターン信号を出力する計数部と、
前記計数部から出力されたパターン信号のレベルＬｉ（ｉ＝１〜Ｎ）に一意に対応する互いに異なる周波数ｆｉ（ｉ＝１〜Ｎ）の正弦波信号を出力する発振部と、
前記光電気変換部から出力された電気信号を、前記発振部から出力された正弦波信号を用いて、当該正弦波信号の周波数と等しい値だけダウンコンバートして出力する周波数変換部と、
前記周波数変換部から出力された電気信号から所定の周波数帯域にある信号のみを抽出する第２のフィルタとを含む、光受信装置。
【請求項１２】
前記変調が２値ＡＳＫ変調であり、
前記所定の帯域がベースバンドであり、
前記第２のフィルタから出力された信号の値を、前記第１のフィルタで抽出されたクロック信号のタイミングで識別する識別部をさらに含む、請求項１１に記載の光受信装置。
【請求項１３】
前記光信号では、パラレル形式のＮ個のデータ信号それぞれのパルス変化タイミングが、単位期間ずつ段階的にずれており、
前記周波数変換部は、前記電気信号のダウンコンバートを、当該電気信号を構成するＮ個のデータ信号の各パルス変化タイミングの前後それぞれ１単位期間を含まない期間において行うことを特徴とする、請求項１１に記載の光受信装置。
【請求項１４】
前記単位期間が前記シリアル形式のデータ信号の１ビット分に相当する期間であることを特徴とする、請求項１３に記載の光受信装置。
【請求項１５】
前記第２のフィルタから出力された信号を復調する復調部をさらに含む、請求項１１に記載の光受信装置。
【請求項１６】
前記光信号には、前記シリアル形式のデータ信号に同期したクロック信号をもとに生成された基準信号が含まれており、
前記第１のフィルタからは、当該基準信号が出力され、
前記第１のフィルタから出力された基準信号が入力され、当該基準信号から前記クロック信号を生成するクロック生成部をさらに含み、
前記計数部へは、前記クロック生成部から出力されたクロック信号が入力される、請求項１１に記載の光受信装置。
【請求項１７】
前記基準信号は、搬送波を当該クロック信号で変調して得られる信号であることを特徴とする、請求項１６に記載の光受信装置。
【請求項１８】
前記基準信号は、当該クロック信号を分周して得られる信号であることを特徴とする、請求項１６に記載の光受信装置。
【請求項１９】
前記基準信号は、当該クロック信号と周波数が同一の正弦波信号であることを特徴とする、請求項１６に記載の光受信装置。
【請求項２０】
Ｍ個（Ｍは２以上の任意の自然数）のシリアル形式のデータ信号に関連した光信号を受信し、当該光信号から元のＭ個のシリアル形式のデータ信号を復元するための光受信装置であって、
前記光信号は、
１つ１つのシリアル形式のデータ信号を、それぞれＮj 個（Ｎj は２以上の任意の自然数、ｊ＝１〜Ｍ；Ｍは２以上の任意の自然数）のパラレル形式のデータ信号に変換し、
当該（Ｎ1 ＋Ｎ2 ＋…＋ＮM ）個のデータ信号に一意に対応し、かつ互いに異なる所定周波数を有する搬送波を、当該データ信号を用いてそれぞれ変調し、
当該（Ｎ1 ＋Ｎ2 ＋…＋ＮM ）個の変調信号と、各前記シリアル形式のデータ信号に同期したクロック信号とを周波数多重して電気光変換することにより得られた信号であり、
受信した光信号を電気信号に変換する光電気変換部と、
前記光電気変換部から出力された電気信号からクロック信号を抽出する第１のフィルタと、
前記第１のフィルタで抽出されたクロック信号を計数することにより、全Ｎj （ｊ＝１〜Ｍ）のレベルを表すパターン信号を出力するＭ個の計数部と、
各前記計数部から出力されたパターン信号のレベルＬｉj （ｉ＝１〜Ｎ、ｊ＝１〜Ｍ）に一意に対応する互いに異なる周波数ｆｉj （ｉ＝１〜Ｎ、ｊ＝１〜Ｍ）の正弦波信号を出力するＭ個の発振部と、
前記光電気変換部から出力された電気信号を、各前記発振部から出力された正弦波信号を用いて、当該正弦波信号の周波数と等しい値だけダウンコンバートして出力するＭ個の周波数変換部と、
各前記周波数変換部から出力された電気信号から所定の周波数帯域にある信号のみを抽出するＭ個の第２のフィルタとを含む、光受信装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光伝送システムに関し、より特定的には、シリアル形式のディジタルデータ信号を伝送するための光伝送システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、シリアル形式のディジタル信号を光ファイバで伝送する光伝送システムでは、図１３に示すように、送信側においてディジタル信号を光パルスに変換し、受信側において光パルスを電気信号に変換後、当該電気信号をもとにクロック信号を再生する。そして、このクロック信号のタイミングで当該電気信号の値が"０"か"１"かを識別するような方式が一般に用いられている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
この従来のディジタル光伝送方式では、伝送速度の高速化に伴い、クロック再生も高速に行う必要がある。そのために高速の論理素子が必要となり、高コスト化の要因となるという課題があった。
【０００４】
本発明は、上記の課題を解決するためになされたものであり、大量のデータ伝送を行う際にも高速なクロック再生を必要とせず、しかも構成要素の数が少ない光伝送システム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および発明の効果】
第１の発明は、シリアル形式のデータ信号を光伝送するためのシステムであって、
シリアル形式のデータ信号が入力され、当該データ信号に関連した光信号を送信する光送信装置と、
光送信装置から送信された光信号を受信し、当該光信号から元のシリアル形式のデータ信号を復元する光受信装置とを備え、
光送信装置は、
入力された１つのシリアル形式のデータ信号をＮ個（Ｎは２以上の任意の自然数）のパラレル形式のデータ信号に変換し、当該Ｎ個のデータ信号を出力するシリアル／パラレル変換部と、
シリアル／パラレル変換部から出力されるＮ個のデータ信号に一意に対応し、かつ互いに異なる所定周波数を有する搬送波を、当該データ信号を用いてそれぞれ変調して、Ｎ個の変調信号を出力するＮ個の変調部と、
各変調部から出力されたＮ個の変調信号と、シリアル形式のデータ信号に同期したクロック信号とを周波数多重する合波部と、
合波部から出力された電気信号を光信号に変換する電気光変換部とを含み、
光受信装置は、
受信した光信号を電気信号に変換する光電気変換部と、
光電気変換部から出力された電気信号からクロック信号を抽出する第１のフィルタと、
第１のフィルタで抽出されたクロック信号を計数することにより、全Ｎのレベルを表すパターン信号を出力する計数部と、
計数部から出力されたパターン信号のレベルＬｉ（ｉ＝１〜Ｎ）に一意に対応する互いに異なる周波数ｆｉ（ｉ＝１〜Ｎ）の正弦波信号を出力する発振部と、
光電気変換部から出力された電気信号を、発振部から出力された正弦波信号を用いて、当該正弦波信号の周波数と等しい値だけダウンコンバートして出力する周波数変換部と、
周波数変換部から出力された電気信号から所定の周波数帯域にある信号のみを抽出する第２のフィルタとを含む。
【０００６】
上記第１の発明では、送信側において、シリアル形式のデータ信号をシリアル／パラレル変換し、得られたパラレル形式のデータ信号と、元のシリアル形式のデータ信号に同期したクロック信号とを互いに周波数多重して、光信号に変換して送信する。従って、受信側では、光信号を電気信号に変換し、得られた電気信号からフィルタでクロック信号を抽出することができる。
【０００７】
受信側では、抽出したクロック信号を用いて、クロック信号抽出後の電気信号をダウンコンバートし、かつパラレル／シリアル変換する。すなわち、抽出したクロック信号をカウントし、カウント結果に応じて周波数が変化するような正弦波信号を発生させる。次いで、この正弦波信号を用いて、クロック信号が抽出された後の電気信号を、当該正弦波信号の周波数と等しい値だけ、当該クロック信号の周期で順次的にダウンコンバートする。そして、クロック信号が抽出された後の電気信号から、所定の周波数帯域にある信号だけをフィルタで抽出する。
【０００８】
ここで、上記の変調が２値ＡＳＫ変調である場合、下記第２の発明のように、上記の所定帯域はベースバンドであり、クロック信号が抽出された後の電気信号から、ベースバンドの信号だけをフィルタで抽出する。そして、その信号の値をクロック信号のタイミングで識別することより、元のシリアル形式のデータ信号を復元することができる。
一方、上記の変調が２値ＡＳＫ変調以外の方式、例えば多値変調である場合、下記第５の発明のように、抽出した信号を復調することにより、元のシリアル形式のデータ信号を復元することができる。
【０００９】
これにより、受信側では、電気信号からクロック信号を再生する処理が不要となる。また、クロック信号が抽出された後の電気信号―パラレル形式のＮ個のデータ信号が含まれる―を、クロック信号のカウント結果に応じた周波数―クロック信号の周期で変化する―と等しい値だけ一斉にダウンコンバートした後、所定の周波数帯域にある信号だけを抽出して識別するので、１つ１つのデータ信号を個別的にダウンコンバートして識別する場合（下記第１０の発明）と比べ、フィルタや論理素子の数が少なくて済む。
【００１０】
第２の発明は、第１の発明において、
変調が２値ＡＳＫ変調であり、
所定の帯域がベースバンドであり、
光受信装置は、第２のフィルタから出力された信号の値を、第１のフィルタで抽出されたクロック信号のタイミングで識別する識別部をさらに含む。
【００１１】
第３の発明は、第１の発明において、
シリアル／パラレル変換部は、変換して得られたＮ個のデータ信号を、それぞれのパルス変化タイミングが単位期間ずつ段階的にずれていくように、時間差を付けながら順次出力し、
周波数変換部は、電気信号のダウンコンバートを、当該電気信号を構成するＮ個のデータ信号の各パルス変化タイミングの前後それぞれ１単位期間を含まない期間において行うことを特徴とする。
【００１２】
上記第３の発明では、送信側でシリアル／パラレル変換を行う際、変換して得られたＮ個のデータ信号においてパルスの立ち上がり部分（または立ち下がり部分）に万一波形歪が生じたとしても、受信側で信号値の識別を行う際には、識別対象の信号から当該歪の生じた部分（すなわちパルス変化タイミングの前後それぞれ１単位期間）が排除されるので、誤りなく識別を行うことが可能になる。
ここで、上記の単位時間は、典型的には、下記第４の発明のように、シリアル形式のデータ信号の１ビット分の時間であるが、２ビット分以上の時間でもよい。
【００１３】
第４の発明は、第３の発明において、
単位期間がシリアル形式のデータ信号の１ビット分に相当する期間であることを特徴とする。
【００１４】
上記第４の発明では、パラレル形式のＮ個のデータ信号に付ける時間差が最も小さいので、時間差を付けるのに必要な記憶素子等の容量が最小で済む。
【００１５】
第５の発明は、第１の発明において、
光受信装置は、第２のフィルタから出力された信号を復調する復調部をさらに含む。
【００１６】
上記第５の発明では、送信側で行われる変調の方式が２値ＡＳＫ変調以外であっても、受信側において元のシリアル形式のデータ信号を復元することができる。従って、例えば多値変調を行うことにより、帯域の利用効率を向上させることが可能になる。
【００１７】
第６の発明は、第１の発明において、
光送信装置は、
シリアル形式のデータ信号に同期したクロック信号が入力され、当該クロック信号をもとに基準信号を生成して出力する基準信号生成部をさらに含み、
合波部へは、当該基準信号が入力され、
第１のフィルタからは、当該基準信号が出力され、
光受信装置は、
第１のフィルタから出力された基準信号が入力され、当該基準信号からクロック信号を生成するクロック生成部をさらに含み、
計数部へは、クロック生成部から出力されたクロック信号が入力される。
【００１８】
上記第６の発明では、クロック信号をそのままデータ信号と多重するのでなく、クロック信号を元に基準信号を生成して、その基準信号をデータ信号と多重する。
ここで、基準信号は、好ましくは、下記第７の発明のように、搬送波をクロック信号で変調して得られた信号である。または、下記第８の発明のように、クロック信号を分周して得られた信号である。あるいは、下記第９の発明のように、クロック信号と周波数が同一であるような正弦波である。
【００１９】
第７の発明は、第６の発明において、
基準信号は、搬送波を当該クロック信号で変調して得られる信号であることを特徴とする。
【００２０】
上記第７の発明によれば、任意の周波数帯域を用いてクロック信号を伝送することができるようになる。
【００２１】
第８の発明は、第６の発明において、
基準信号は、当該クロック信号を分周して得られる信号であることを特徴とする。
【００２２】
第９の発明は、第６の発明において、
基準信号は、当該クロック信号と周波数が同一の正弦波信号であることを特徴とする。
【００２３】
上記第８または第９の発明によれば、クロック信号をそのまま伝送する場合と比較して、より少ない帯域でクロック信号を伝送することが可能となる。
【００２４】
【００２５】
【００２６】
【００２７】
第１０の発明は、Ｍ個（Ｍは２以上の任意の自然数）のシリアル形式のデータ信号を光伝送するためのシステムであって、
Ｍ個のシリアル形式のデータ信号が入力され、当該データ信号に関連した光信号を送信する光送信装置と、
前記光送信装置から送信された光信号を受信し、当該光信号から元のＭ個のシリアル形式のデータ信号を復元する光受信装置とを備え、
光送信装置は、
それぞれが、入力された１つのシリアル形式のデータ信号をＮj 個（Ｎj は２以上の任意の自然数、ｊ＝１〜Ｍ；Ｍは２以上の任意の自然数）のパラレル形式のデータ信号に変換し、当該Ｎj 個のデータ信号を出力するようなＭ個のシリアル／パラレル変換部と、
各シリアル／パラレル変換部から出力される（Ｎ1 ＋Ｎ2 ＋…＋ＮM ）個のデータ信号に一意に対応し、かつ互いに異なる所定周波数を有する搬送波を、当該データ信号を用いてそれぞれ変調して、（Ｎ1 ＋Ｎ2 ＋…＋ＮM ）個の変調信号を出力する（Ｎ1 ＋Ｎ2 ＋…＋ＮM ）個の変調部と、
各変調部から出力された（Ｎ1 ＋Ｎ2 ＋…＋ＮM ）個の変調信号と、各シリアル形式のデータ信号に同期したクロック信号とを周波数多重する合波部と、
合波部から出力された電気信号を光信号に変換する電気光変換部とを含み、
光受信装置は、
受信した光信号を電気信号に変換する光電気変換部と、
光電気変換部から出力された電気信号からクロック信号を抽出する第１のフィルタと、
第１のフィルタで抽出されたクロック信号のクロックパルスを計数することにより、全Ｎj （ｊ＝１〜Ｍ）のレベルを表すパターン信号を出力するＭ個の計数部と、
各計数部から出力されたパターン信号のレベルＬｉj （ｉ＝１〜Ｎ、ｊ＝１〜Ｍ）に一意に対応する互いに異なる周波数ｆｉj （ｉ＝１〜Ｎ、ｊ＝１〜Ｍ）の正弦波信号を出力するＭ個の発振部と、
光電気変換部から出力された電気信号を、各発振部から出力された正弦波信号を用いて、当該正弦波信号の周波数と等しい値だけダウンコンバートして出力するＭ個の周波数変換部と、
各周波数変換部から出力された電気信号から所定の周波数帯域にある信号のみを抽出するＭ個の第２のフィルタとを含み、
光受信装置からは、Ｍ個のシリアル形式のデータ信号が出力されることを特徴とする。
【００２８】
上記第１０の発明では、第１の発明と同様の効果が得られる。加えて、１つの光信号でシリアル形式のデータ信号を同時に複数系列伝送できるため、１つのデータ信号が占有する帯域と比較して光信号の伝送帯域に余裕がある場合、これを有効に利用することができる。
【００２９】
以下に述べる第１１〜第２０の発明は、以上で述べた第１〜第１０の発明に係る光伝送システムに備わる光受信装置と対応している。
【００３０】
第１１の発明は、シリアル形式のデータ信号に関連した光信号を受信し、当該光信号から元のシリアル形式のデータ信号を復元するための光受信装置であって、
光信号は、
シリアル形式のデータ信号をシリアル／パラレル変換し、
変換して得られたパラレル形式の信号と、当該シリアル形式のデータ信号に対して同期したクロック信号とを互いに周波数多重して電気光変換することにより得られた信号であり、
受信した光信号を電気信号に変換する光電気変換部と、
光電気変換部から出力された電気信号からクロック信号を抽出する第１のフィルタと、
第１のフィルタで抽出されたクロック信号を計数することにより、全Ｎのレベルを表すパターン信号を出力する計数部と、
計数部から出力されたパターン信号のレベルＬｉ（ｉ＝１〜Ｎ）に一意に対応する互いに異なる周波数ｆｉ（ｉ＝１〜Ｎ）の正弦波信号を出力する発振部と、
光電気変換部から出力された電気信号を、発振部から出力された正弦波信号を用いて、当該正弦波信号の周波数と等しい値だけダウンコンバートして出力する周波数変換部と、
周波数変換部から出力された電気信号から所定の周波数帯域にある信号のみを抽出する第２のフィルタとを含む。
【００３１】
第１２の発明は、第１１の発明において、
変調が２値ＡＳＫ変調であり、
所定の帯域がベースバンドであり、
第２のフィルタから出力された信号の値を、第１のフィルタで抽出されたクロック信号のタイミングで識別する識別部をさらに含む。
【００３２】
第１３の発明は、第１１の発明において、
光信号では、パラレル形式のＮ個のデータ信号それぞれのパルス変化タイミングが、単位期間ずつ段階的にずれており、
周波数変換部は、電気信号のダウンコンバートを、当該電気信号を構成するＮ個のデータ信号の各パルス変化タイミングの前後それぞれ１単位期間を含まない期間において行うことを特徴とする。
【００３３】
第１４の発明は、第１３の発明において、
単位期間がシリアル形式のデータ信号の１ビット分に相当する期間であることを特徴とする。
【００３４】
第１５の発明は、第１１の発明において、
第２のフィルタから出力された信号を復調する復調部をさらに含む。
【００３５】
第１６の発明は、第１１の発明において、
光信号には、シリアル形式のデータ信号に同期したクロック信号をもとに生成された基準信号が含まれており、
第１のフィルタからは、当該基準信号が出力され、
第１のフィルタから出力された基準信号が入力され、当該基準信号からクロック信号を再生するクロック再生部をさらに含み、
計数部へは、クロック再生部から出力されたクロック信号が入力される。
【００３６】
第１７の発明は、第１６の発明において、
基準信号は、搬送波を当該クロック信号で変調して得られる信号であることを特徴とする。
【００３７】
第１８の発明は、第１６の発明において、
基準信号は、当該クロック信号を分周して得られる信号であることを特徴とする。
【００３８】
第１９の発明は、第１６の発明において、
基準信号は、当該クロック信号と周波数が同一の正弦波信号であることを特徴とする。
【００３９】
【００４０】
第２０の発明は、Ｍ個（Ｍは２以上の任意の自然数）のシリアル形式のデータ信号に関連した光信号を受信し、当該光信号から元のＭ個のシリアル形式のデータ信号を復元するための光受信装置であって、
光信号は、
１つ１つのシリアル形式のデータ信号を、それぞれＮj 個（Ｎj は２以上の任意の自然数、ｊ＝１〜Ｍ；Ｍは２以上の任意の自然数）のパラレル形式のデータ信号に変換し、
当該（Ｎ1 ＋Ｎ2 ＋…＋ＮM ）個のデータ信号に一意に対応し、かつ互いに異なる所定周波数を有する搬送波を、当該データ信号を用いてそれぞれ変調し、
当該（Ｎ1 ＋Ｎ2 ＋…＋ＮM ）個の変調信号と、各シリアル形式のデータ信号に同期したクロック信号とを周波数多重して電気光変換することにより得られた信号であり、
受信した光信号を電気信号に変換する光電気変換部と、
光電気変換部から出力された電気信号からクロック信号を抽出する第１のフィルタと、
第１のフィルタで抽出されたクロック信号を計数することにより、全Ｎj （ｊ＝１〜Ｍ）のレベルを表すパターン信号を出力するＭ個の計数部と、
各計数部から出力されたパターン信号のレベルＬｊi （ｉ＝１〜Ｎ、ｊ＝１〜Ｍ）に一意に対応する互いに異なる周波数ｆｊi （ｉ＝１〜Ｎ、ｊ＝１〜Ｍ）の正弦波信号を出力するＭ個の発振部と、
光電気変換部から出力された電気信号を、各発振部から出力された正弦波信号を用いて、当該正弦波信号の周波数と等しい値だけダウンコンバートして出力するＭ個の周波数変換部と、
各周波数変換部から出力された電気信号から所定の周波数帯域にある信号のみを抽出するＭ個の第２のフィルタとを含む。
【００４１】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の実施の形態を図面を用いて詳細に説明する。
（第１の実施形態）
図１は、本発明の第１の実施形態に係る光伝送システムの構成例を示すブロック図である。この光伝送システムは、光送信装置１０と、光ファイバ２１と、光受信装置３０とを備える。光送信装置１０は、シリアル／パラレル変換部（図ではＳ／Ｐと略記）１１と、変調部１２１〜１２４と、合波部１３と、電気光変換部（Ｅ／Ｏ）１４とを含む。光受信装置３０は、光電気変換部（Ｏ／Ｅ）３１と、第１のフィルタ３２と、計数部３３と、発振部３４と、周波数変換部３５と、第２のフィルタ３６と、識別部３７とを含む。
【００４２】
光送信装置１０において、シリアル／パラレル変換部１１は、入力されたシリアル形式のデータ信号を、Ｎチャンネル・パラレル形式（Ｎは２以上の任意の自然数）の信号に変換する。以下では、Ｎ＝４の場合について説明する。変調部１２１〜１２４は、互いに異なる周波数（ｆ１〜ｆ４）の搬送波を、パラレル形式に変換されたデータ信号（ｃｈ１〜ｃｈ４）で変調する。その変調方式としては、２値ＡＳＫが用いられる。
【００４３】
合波部１３は、変調部１２１〜１２４から出力された変調信号、および入力されたクロック信号を周波数多重する。図２に、合波部１３から出力される電気信号のスペクトルを示す。図２に示すように、合波部１３から出力される電気信号は、電気周波数ｆ１〜ｆ４の位置に４つのデータを含み、かつベースバンドの位置にクロックを含んでいる。電気光変換部１４は、合波部１３から出力された電気信号を光信号に変換する。光ファイバ２１は、光送信装置１０から出力された光信号を、光受信装置３０へと伝送する。
【００４４】
光受信装置３０において、光電気変換部３１は、受信した光信号を電気信号に変換する。第１のフィルタ３２は、ベースバンドにある信号だけを抽出する特性を有しており、従って、光電気変換部３１から出力された電気信号から、クロック信号のみを抽出する。
【００４５】
計数部３３は、第１のフィルタ３２から出力されるクロック信号の数をカウントし、カウントした結果（１，２，…）に対応した制御信号（Ｖ１，Ｖ２，…）を出力する。ただし、カウント結果がパラレル形式の信号のチャンネル数（図１の例では４）を超えるとリセットされ、再び１からカウントする。従って、計数部３３からは、４種類の制御信号が巡回するように（すなわちＶ１，Ｖ２，Ｖ３，Ｖ４，Ｖ１，Ｖ２，…のように）出力される。
【００４６】
発振部３４は、計数部３３から出力される制御信号を受け、当該制御信号の値に一意に対応した周波数の正弦波信号（ｆ１，ｆ２，…）を出力する。発振部３４に入力される制御信号と、発振部３４から出力される正弦波信号との対応関係を、図３に示す。
【００４７】
周波数変換部３５は、光電気変換部３１から出力された信号を、発振部３４から出力された正弦波信号の周波数だけダウンコンバートする。第２のフィルタ３６は、ベースバンドにある信号を抽出する機能を有しており、従って、周波数変換部３５から出力された信号の中から最も低い周波数の信号のみを抽出する。例えば、発振部３４から出力される正弦波信号の周波数がｆ１であれば、光電気変換部３１から出力された信号がｆ１だけダウンコンバードされるので、第２のフィルタ３６からは、ｃｈ１の信号だけが出力されることになる。
【００４８】
識別部３７は、第１のフィルタ３２から出力されたクロック信号のタイミング（すなわちパルスが立ち上がるタイミング）で、第２のフィルタ３６から出力された信号を識別（すなわち信号が"１"か"０"かを判定）する。そして、識別した結果を、シリアル形式のデータとして出力する。
【００４９】
以上のように構成された光伝送システムの動作について、図１〜図４を用いて以下に説明する。図４は、図１に記載された各信号の関係を示すタイミングチャートである。光送信装置１０へは、シリアル形式のデータ信号―図４（ａ）に示されている―と、当該データ信号に同期したクロック信号―図４（ｃ）―とが入力される。
【００５０】
光送信装置１０において、入力されたシリアル形式のデータ信号は、シリアル／パラレル変換部１１に与えられ、そこで４個のパラレル形式の信号―図４（ｂ１）〜（ｂ４）―に変換される。シリアル／パラレル変換部１１から出力された４個のデータ信号（ｃｈ１〜ｃｈ４）は、変調部１２１〜１２４に与えられる。変調部１２１〜１２４は、互いに異なる周波数（ｆ１〜ｆ４）の搬送波を、与えら得れたデータ信号（ｃｈ１〜ｃｈ４）で変調する。
【００５１】
変調部１２１〜１２４から出力された各変調信号と、入力されたクロック信号とが合波部１３に与えられ、そこで互いに周波数多重される。合波部１３から出力された電気信号は、電気光変換部１４に与えられ、そこで光信号に変換される。電気光変換部１４から出力された光信号は、光送信装置１０の外部へと導かれ、光ファイバ２１により光受信装置３０まで伝送される。
【００５２】
光ファイバ２１により伝送されてきた光信号は、光受信装置３０の内部へと導かれ、光電気変換部３１に与えられる。光電気変換部３１は、与えられた光信号を電気信号に変換する。光電気変換部３１から出力される電気信号は、周波数変換部３５と第１のフィルタ３２とに与えられる。第１のフィルタ３２は、与えられた電気信号からクロック信号のみを抽出する。第１のフィルタ３２から出力されたクロック信号は、計数部３３と識別部３７とに与えられる。
【００５３】
計数部３３は、第１のフィルタ３２から出力されるクロック信号の数をカウントして、カウント結果に対応した制御信号−図４（ｄ）−を出力する。計数部３３から出力される制御信号は、発振部３４へと与えられ、発振部３４からは、当該制御信号の値に一意に対応した周波数の正弦波信号−図４（ｅ）−が出力される。発振部３４から出力される正弦波信号は、周波数変換部３５に与えられる。
【００５４】
周波数変換部３５は、光電気変換部３１から出力された電気信号―周波数がｆ１〜ｆ４である４つのデータ信号を含んでいる―と、発振部３４から出力された正弦波信号―その周波数はｆ１〜ｆ４のいずれかである―とを受け、当該電気信号を当該正弦波信号の周波数だけダウンコンバートする。
【００５５】
周波数変換部３５から出力された電気信号は、第２のフィルタ３６に入力され、第２のフィルタ３６からは、ダウンコンバード後の電気信号に含まれている４つの信号のうち最も低い周波数の信号が出力される。識別部３７は、第２のフィルタ３６から出力された信号と、第１のフィルタ３２から出力されたクロック信号とを受け、第２のフィルタ３６から出力された信号を当該クロック信号のタイミングで識別する。そして、識別部３７が識別した結果が、シリアル形式のデータ―図４（ｆ）―として出力される。
【００５６】
次に図３に示す発振部３４の入出力の関係表、および図４に示すタイミングチャートを参照して、図１に示された各信号のタイミング関係について説明する。
図４（ｂ１）〜（ｂ４）に示すように、入力されたデータ信号（ａ）は、ｃｈ１〜４のパラレル形式に変換された後、それぞれ周波数ｆ１〜ｆ４で変調される。一方、光受信装置３０において、計数部３３から出力される制御信号は、図４（ｄ）に示すように、クロック信号（ｃ）と同期して変化する。このとき、発振部３４の入出力には、表１に示すような関係があるため、発振部３４から出力される正弦波信号の周波数は、図４（ｅ）のように時間変化する。
【００５７】
光電気変換部３１から出力される電気信号をこの正弦波信号の周波数だけダウンコンバートすることにより、ベースバンドには、パラレル形式のデータ信号のうち、正弦波信号と同じ周波数で変調された信号だけが現れる。よって、第２のフィルタ３６を通じてベースバンドのみを抽出すると、図４（ｆ）に示す出力が得られる。
【００５８】
この信号は、パラレル形式の信号の各チャンネルを個別にダウンコンバートした後、パラレル／シリアル変換して得られる信号（第４の実施形態を参照）と同じである。したがって、本実施形態における光受信装置３０は、ダウンコンバート処理と、パラレル／シリアル変換処理との双方を同時に行っているといえる。
【００５９】
図５は、本実施形態に係る光伝送システムの別の構成例を示すブロック図である。この光伝送システムは、図１のシステムにおいて、光送信装置１０が基準信号生成部１５を、光受信装置３０がクロック生成部３８を、それぞれさらに含んでいる。また、光受信装置３０は、第１のフィルタ３２に代えて、それとは特性の異なる第１のフィルタ３２ａを含んでいる。
【００６０】
基準信号生成部１５は、入力されたクロック信号を受け、当該クロック信号をもとに基準信号を生成する。ここでは、所定の周波数（図中のｆ５）の搬送波を当該クロック信号で変調し、得られた変調信号を基準信号として出力するものとする。
【００６１】
第１のフィルタ３２ａは、周波数ｆ５近傍の帯域にある信号だけを抽出する特性を有しており、従って、光電気変換部３１から出力された電気信号から、基準信号のみを抽出する。
【００６２】
クロック生成部３８は、第１のフィルタ３２ａから出力された基準信号を受け、当該基準信号をもとにクロック信号を生成する。ここでは、変調信号である基準信号を復調してクロック信号を出力する。基準信号生成部１５、第１のフィルタ３２ａおよびクロック生成部３８以外の構成要素は、図１のものと同様の機能を有する。
【００６３】
以上のように構成された光伝送システムの動作について、以下に説明する。なお、図１のシステムと同じ動作については、簡略に説明する。光送信装置１０では、図１のシステムと同様、入力されたシリアル形式のデータ信号が、シリアル／パラレル変換部１１によって４個のパラレル形式の信号（ｃｈ１〜ｃｈ４）に変換され、さらに、それら４個の信号が、変調部１２１〜１２４によってそれぞれ周波数ｆ１〜ｆ４の変調信号に変換される。一方、入力されたクロック信号は、基準信号生成部１５によって周波数ｆ５の基準信号に変換される。そして、上記４個の変調信号（ｆ１〜ｆ４）と基準信号（ｆ５）とが合波部１３に入力され、そこで周波数多重される。図６に、合波部１３から出力される電気信号のスペクトルを示す。図６に示すように、合波部１３から出力される電気信号は、電気周波数ｆ１〜ｆ４の位置に４つのデータを含み、かつｆ５の位置にクロックを含んでいる。
【００６４】
合波部１３から出力された電気信号は、電気光変換部１４で光信号に変換され、その光信号が光ファイバ２１により光受信装置３０まで伝送される。伝送されてきた光信号は、光電気変換部３１で電気信号に変換され、その電気信号が周波数変換部３５と第１のフィルタ３２ａとに与えられる。第１のフィルタ３２ａは、与えられた電気信号から基準信号（ｆ５）だけを抽出する。この基準信号がクロック生成部３８に与えられ、クロック信号に変換される。そして、このクロック信号が計数部３３と識別部３７とに与えられる。
【００６５】
以降の処理は、図１のシステムと同様である。すなわち、計数部３３がクロック信号をカウントして、カウント結果に対応した制御信号（信号値Ｖ１，Ｖ２，…）を出力すると、発振部３４からは、この制御信号に対応した正弦波信号（周波数ｆ１，ｆ２，…）が出力される。周波数変換部３５は、光電気変換部３１から出力された電気信号と、発振部３４から出力された正弦波信号とを受け、当該電気信号を当該正弦波信号の周波数だけダウンコンバートする。そして、周波数変換部３５から出力された電気信号が第２のフィルタ３６に入力され、第２のフィルタ３６からは、４つの信号のうち最も低い周波数の信号が出力される。識別部３７は、第２のフィルタ３６から出力された信号と、クロック生成部３８からのクロック信号とを受け、第２のフィルタ３６から出力された信号を当該クロック信号のタイミングで識別する。そして、識別部３７が識別した結果が、シリアル形式のデータとして出力される。
【００６６】
この構成例のように、クロック信号をそのままデータ信号と多重するのでなく、クロック信号に変調を施して多重する場合、任意の周波数帯を用いてクロック信号を伝送することができる（図６参照）。
【００６７】
なお、この構成例では、基準信号生成部１５は、所定周波数（図４ではｆ５）の搬送波をクロック信号で変調することにより基準信号を生成しているが、代わりに、クロック信号を分周することにより基準信号を生成してもよく、クロック信号をそれと同一周波数の正弦波に変換すること（以下「正弦波変換」と呼ぶ）により基準信号を生成してもよい。あるいは、これら変調、分周および正弦波変換のうち任意の２つの処理を組み合わせて行うことにより基準信号を生成しても、３つの処理を全て組み合わせて行うことにより基準信号を生成してもよい。
【００６８】
基準信号生成部１５がクロック信号を分周することにより基準信号を生成する場合、クロック生成部３８は、基準信号を逓倍することによりクロック信号を生成する。基準信号生成部１５が正弦波変換により基準信号を生成する場合、クロック生成部３８は、当該正弦波変換とは逆の処理（以下「逆正弦波変換」と呼ぶ）を行うことによりクロック信号を生成する。基準信号生成部１５が変調、分周および正弦波変換のうち任意の２つを組み合わせて、あるいは３つの処理を全て組み合わせて行う場合、クロック生成部３８は、復調、逓倍、および逆正弦波変換のうち任意の２つを組み合わせて、あるいは３つの処理を全て組み合わせて行う。
【００６９】
基準信号生成部１５がクロック信号の分周または正弦波信号への変換を行う場合、クロック信号をそのまま伝送する場合と比較して、より少ない帯域でクロック信号を伝送することが可能となる。
【００７０】
以上のように、本実施形態では、送信側において、シリアル形式のデータ信号をシリアル／パラレル変換し、得られたパラレル形式のデータ信号と、元のシリアル形式のデータ信号に同期したクロック信号とを互いに周波数多重して、光信号に変換して送信する。従って、受信側では、光信号を電気信号に変換し、得られた電気信号からフィルタでクロック信号を抽出することができる。
【００７１】
そして、受信側では、抽出したクロック信号を用いて、クロック信号抽出後の電気信号をダウンコンバートし、かつパラレル／シリアル変換する。すなわち、抽出したクロック信号をカウントし、カウント結果に応じて周波数が変化するような正弦波信号を発生させる。そして、この正弦波信号を用いて、クロック信号が抽出された後の電気信号を、クロック信号の周期で順次的に、ベースバンドへとダウンコンバートする。そして、クロック信号が抽出された後の電気信号から、ベースバンドの信号だけをフィルタで抽出して、その信号の値をクロック信号のタイミングで識別することより、元のシリアル形式のデータ信号を復元する。
【００７２】
これにより、受信側では、電気信号からクロック信号を再生する処理が不要となる。また、クロック信号が抽出された後の電気信号―パラレル形式のＮ個のデータ信号が含まれる―を、クロック信号のカウント結果に応じた周波数―クロック信号の周期で変化する―と等しい値だけ一斉にダウンコンバートした後、所定の周波数帯域にある信号だけを抽出して識別するので、１つ１つのデータ信号を個別的にダウンコンバートして識別する場合（下記第４の実施形態）と比べ、フィルタや論理素子の数が少なくて済む。
【００７３】
（第２の実施形態）
本発明の第２の実施形態に係る光伝送システムの構成、および各構成要素の機能は、第１の実施形態において図１を用いて説明したものと同様であり、説明を省略する。ただし、シリアル／パラレル変換部１１は、シリアル形式のデータ信号を４チャンネル・パラレル形式の信号に変換して出力する際、ｃｈ１〜ｃｈ４の各信号を、シリアル形式のデータ信号における１ビット期間（これを単位時間と呼ぶ）ずつ時間差を付けて順次的に出力する。
本光伝送システムの動作は、上記各信号のタイミング関係を除いて第１の実施形態と同様であり、重複する説明を省略する。
【００７４】
以下、図７に示すタイミングチャート、および図８に示す発振部３４の入出力の関係を参照して、図１に示された各信号のタイミング関係について説明する。
図７に示すように、光送信装置１０において、入力されたシリアル形式のデータ信号（ａ）は、ｃｈ１〜ｃｈ４からなるパラレル形式のデータ信号（ｂ１）〜（ｂ４）に変換される。その際、各チャンネルのビットの区切りが上記の単位時間ずつ段階的にずれていくように、ｃｈ１〜ｃｈ４が時間差を付けて順次的に出力される。
【００７５】
一方、光受信装置３０において、計数部３３から出力される制御信号は、第１の実施形態と同様である。従って、図７（ｄ）および（ｅ）や図８に示されているように、発振部３４に入力される制御信号の値と、発振部３４から出力される正弦波信号の周波数とは、Ｖ１とｆ４、Ｖ２とｆ１、…などのように、互いに１期間ずつずれている。なお、第１の実施形態では、Ｖ１とｆ１、Ｖ２とｆ２、…のように、両者が互いに対応していた（図４（ｄ）および（ｅ）や図３を参照）。
【００７６】
パラレル変換して得られる各チャンネルのビットの区切りが単位時間ずつ段階的にずれている場合、第２のフィルタ３６から出力される信号の各ビットは、それぞれ対応するパラレル形式のチャンネルのビットと比較して単位時間だけ遅れたタイミングで立ち上がる。そのため、第２のフィルタ３６から出力される信号（ｆ）は、各チャンネルのパルスの立ち上がりおよび立ち下がり部分（図７（ｂ１）〜（ｂ４）に〇印で示した部分）を含むことがない。これにより、各チャンネルのパルスの立ち上がりおよび立ち下がり部分の波形が歪んでいても、第２のフィルタ３６から出力される信号にはその歪んだ部分は含まれないため、波形歪の影響を回避することができる。もし第２のフィルタ３６から出力される信号に波形歪が含まれていると、識別部３７による信号値の識別が困難となり、元のシリアル形式のデータを正しく復元することができない。
【００７７】
なお、本実施形態において重要なのは、各チャンネルのパルスの立ち上がりおよび立ち下がり部分が、第２のフィルタ３６から出力される信号に含まれないようにすることである。従って、シリアル／パラレル変換時に各チャンネルに与える時間的なずれは１ビット期間でなくてもよく、各チャンネルの発振部３４における制御信号と正弦波信号との対応関係もまた、図８の対応表に示したものに限定されない。
【００７８】
以上のように、本実施形態によれば、第１の実施形態と同様の効果に加え、次のような効果が得られる。すなわち、送信側でシリアル／パラレル変換を行う際、各チャンネルの信号においてパルスの立ち上がりおよび立ち下がり部分に万一波形歪が生じたとしても、受信側で信号値の識別を行う際には、識別対象の信号から当該歪が排除されるので、誤りなく識別を行うことが可能になる。
【００７９】
（第３の実施形態）
図９は、本発明の第３の実施形態に係る光伝送システムに備わる光受信装置の構成を示すブロック図である。本発明の第３の実施形態に係る光伝送システムは、第１の実施形態に係る光伝送システム（図１参照）において、光受信装置３０の構成が一部変更されている。本システムに備わる光送信装置１０の構成は、第１の実施形態において図１を用いて説明したものと同様である。
【００８０】
図９において、光受信装置３０は、光電気変換部３１と、第１のフィルタ３２と、計数部３３と、発振部３４ａと、周波数変換部３５と、第２のフィルタ３６ａと、復調部３９とを備える。光電気変換部３１、第１のフィルタ３２、計数部３３、および周波数変換部３５の機能は、第１の実施形態において図１を用いて説明したものと同様である。
【００８１】
発振部３４ａは、図１の発振部３４と同様、入力された制御信号に応じた周波数の正弦波信号を出力する。ただし、入力信号と出力信号との対応関係が異なる。発振部３４ａに入力される制御信号と、発振部３４ａから出力される正弦波信号との対応関係を、図１０に示す。図１０において、ｆIMは、中間周波数である。発振部３４ａから出力される正弦波信号の周波数は、パラレル形式のデータ信号の変調周波数（ｆ１，ｆ２，…）からそれぞれ中間周波数ｆIMを減じた値を有する。
【００８２】
第２のフィルタ３６ａは、入力信号から中間周波数帯域の成分だけを抽出する特性を有しており、従って、周波数変換部３５から出力された信号の中から、中間周波数帯域の信号のみを抽出する。復調部３９は、第２のフィルタ３６ａから出力された信号を復調する。
【００８３】
以上のように構成された光伝送システムの動作について、以下に説明する。送信側の動作は、第１の実施形態と同様であり、説明を省略する。ただし、パラレル形式のデータ信号を変調する方式として、２値ＡＳＫに限らず任意のディジタル変調方式を用いることが可能な点のみが異なる。
【００８４】
光受信装置３０では、伝送されてきた光信号が光電気変換部３１で電気信号に変換され、その電気信号が周波数変換部３５と第１のフィルタ３２とに与えられる。第１のフィルタ３２は、与えられた電気信号からクロック信号だけを抽出して、計数部３３に与える。その後、計数部３３がクロック信号をカウントし、カウント結果に対応した制御信号を出力すると、発振部３４ａからは、この制御信号に対応した正弦波信号が出力される。
【００８５】
周波数変換部３５は、光電気変換部３１から出力された電気信号と、発振部３４ａから出力された正弦波信号とを受け、当該電気信号を当該正弦波信号の周波数だけダウンコンバートする。そして、周波数変換部３５から出力された電気信号が第２のフィルタ３６ａに入力され、第２のフィルタ３６ａからは、電気信号に含まれる４つの信号のうち、中間周波数の帯域にある信号のみが出力される。復調部３９は、第２のフィルタ３６ａから出力された信号を受け、当該信号を復調してシリアル形式のデータを出力する。
【００８６】
以上のように、本実施形態では、発振部３４ａから出力される正弦波信号の周波数が、パラレル形式のデータ信号の変調周波数から中間周波数ｆIMを減じた値に設定されたので、周波数変換部３５では、光電気変換部３１から与えられる４つの変調信号のうち、計数部３３からの制御信号に対応する周波数を有する変調信号だけが、中間周波数ｆIMへとダウンコンバートされる。この中間周波数ｆIMへとダウンコンバートされた信号のみを、第２のフィルタ３６ａで抽出して復調することによって、元のシリアル信号を得ている。
【００８７】
このような手順でパラレル／シリアル変換を行う場合には、パラレル信号の変調を行う際に、２値ＡＳＫ以外の変調方式を用いることが可能である。従って、例えば多値変調方式を用いることができ、その場合、第１の実施形態と同様の効果に加えて、帯域の利用効率を向上させる効果がさらに得られる。
【００８８】
（第４の実施形態）
図１１は、本発明の第４の実施形態に係る光伝送システムの構成を示すブロック図である。この光伝送システムは、光送信装置１０と、光ファイバ２１と、光受信装置３０とを備える。光送信装置１０は、シリアル／パラレル変換部１１と、変調部１２１〜１２４と、合波部１３と、電気光変換部１４とを含む。光受信装置３０は、光電気変換部３１と、第３のフィルタ４１と、周波数変換部４２１〜４２４と、識別部４３１〜４３４と、パラレル／シリアル変換部４４とを含む。
【００８９】
次に、本実施形態での上記各部の機能について、第１の実施形態との差異を中心に、図１１を参照しながら説明する。光送信装置１０において、シリアル／パラレル変換部１１、変調部１２１〜１２４、合波部１３、および電気光変換部１４の各機能は、第１の実施形態で説明したものと同様である。変調方式としては、第１の実施形態と同様、２値ＡＳＫが用いられる。
【００９０】
光受信装置３０において、光電気変換部３１、およびパラレル／シリアル変換部４４の機能は、第１の実施形態で説明したものと同様である。第３のフィルタ４１は、例えば、それぞれが周波数ｆ１〜ｆ４の近傍帯域およびベースバンドにある信号だけを抽出するような５個のフィルタで構成されており、従って、光電気変換部３１から出力された電気信号を、１つ１つの変調信号（周波数ｆ１〜ｆ４のＡＳＫ変調信号）およびクロック信号の５つに分離して出力する。
【００９１】
周波数変換部４２１〜４２４は、第３のフィルタ４１から出力された１つ１つの変調信号をベースバンドへとダウンコンバートする。識別部４３１〜４３４は、第３のフィルタ４１から出力されたクロック信号に同期して、周波数変換部４２１〜４２４から出力されたパラレル形式のデータ信号を識別する。
【００９２】
以上のように構成された光伝送システムの動作について、以下に説明する。送信側の動作は、第１の実施形態と同様であり、説明を省略する。
光ファイバ２１により伝送されてきた光信号は、光受信装置３０の内部へと導かれ、光電気変換部３１に与えられる。光電気変換部３１は、与えられた光信号を電気信号に変換する。光電気変換部３１から出力された電気信号は、第３のフィルタ４１に入力され、そこで周波数ｆ１〜ｆ４の変調信号およびクロック信号の５つに分離される。
【００９３】
第３のフィルタ４１から出力された周波数ｆ１〜ｆ４の変調信号は、周波数変換部４２１〜４２４に入力され、そこでベースバンドへとダウンコンバートされる。次いで、周波数変換部４２１〜４２４から出力された信号と、第３のフィルタ４１から出力されたクロック信号とが識別部４３１〜４３４に入力され、識別部４３１〜４３４は、入力信号の値をクロック信号のタイミングで識別する。そして、識別部４３１〜４３４が識別して得られたパラレル形式のデータがパラレル／シリアル変換部４４に入力され、そこでシリアル形式のデータに変換される。こうして、パラレル／シリアル変換部４４から、元のシリアル形式のデータが出力される。
【００９４】
以上のように、本実施形態では、第１の実施形態と同様の効果に加え、受信側において、各チャンネル毎に信号値の識別を行うため、識別処理が低速でよく、高速の論理素子が不要であるという利点を有する。
【００９５】
（第５の実施形態）
図１２は、本発明の第５の実施形態に係る光受信装置の構成を示すブロック図である。この光伝送システムは、光送信装置１０と、光ファイバ２１と、光受信装置３０とを備える。光送信装置１０は、シリアル／パラレル変換部１１１および１１２と、変調部１２１〜１２８と、合波部１３と、電気光変換部１４とを含む。光受信装置３０は、光電気変換部３１と、第１のフィルタ３２と、計数部３３１および３３２と、発振部３４１および３４２と、周波数変換部３５１および３５２と、第２のフィルタ３６１および３６２と、識別部３７１および３７２とを含む。
【００９６】
本実施形態での各部の機能は、基本的には、第１の実施形態と同様である。本実施形態が第１の実施形態と異なるのは、光送信装置１０に入力されるシリアル形式のデータ信号、および光受信装置３０から出力されるシリアル形式のデータ信号が複数系列（図１２の例では２系列）である点である。これらシリアル形式のデータ信号（第１および第２のシリアルデータ信号と呼ぶ）は、それぞれ４チャンネル分の信号を含んでいる。
【００９７】
そのため、図１２に示すように、光送信装置１０には、第１のシリアルデータ信号用の処理系―すなわちシリアル／パラレル変換部１１１および変調部１２１〜１２４―と、第２のシリアルデータ信号用の処理系―すなわちシリアル／パラレル変換部１１２および変調部１２５〜１２８―との２つの処理系が設けられている。合波部１３は、８つの変調部１２１〜１２８からの信号を互いに合波する。
【００９８】
一方、光受信装置３０にも、第１のデータシリアル信号用の処理系−すなわち計数部３３１、発振部３４１、周波数変換部３５１、第２のフィルタ３６１および識別部３７１−と、第２のシリアルデータ信号用の処理系−すなわち計数部３３２、発振部３４２、周波数変換部３５２、第２のフィルタ３６２および識別部３７２−との２つの処理系が設けられる。光電気変換部３１から出力された電気信号が第１のフィルタ３２と周波数変換部３５１および３５２とに入力される。第１のフィルタ３２は、入力された電気信号からクロック信号だけを抽出し、当該クロックが計数部３３１および３３２と、識別部３７１および３７２とに与えられる。
【００９９】
以上のように構成された光伝送システムの動作について、以下に説明する。光送信装置１０へは、外部からシリアル形式を有する２つのデータ信号が入力される。光送信装置１０では、第１の処理系側において、第１のシリアルデータ信号がシリアル／パラレル変換部１１１に入力され、シリアル／パラレル変換部１１１からは、パラレル形式の信号ｃｈ１〜ｃｈ４が出力される。これらの信号ｃｈ１〜ｃｈ４が変調部１２１〜１２４に入力され、変調部１２１〜１２４からは、変調信号ｆ１〜ｆ４が出力される。
【０１００】
一方、第２の処理系側では、第２のシリアルデータ信号がシリアル／パラレル変換部１１２に入力され、シリアル／パラレル変換部１１２からは、パラレル形式の信号ｃｈ１〜ｃｈ４が出力される。これらの信号ｃｈ１〜ｃｈ４が変調部１２５〜１２８に入力され、変調部１２５〜１２８からは、変調信号ｆ１’〜ｆ４’が出力される。
【０１０１】
そして、変調部１２１〜１２８からの信号と、外部からのクロック信号とが合波部１３に与えられ、合波部１３は、これら８つの信号およびクロック信号を互いに合波する。合波部１３から出力された電気信号は、電気光変換部１４に入力され、そこで光信号に変換される。電気光変換部１４から出力された光信号は、光送信装置１０の外部へと導かれ、光ファイバ２１により光受信装置３０まで伝送される。
【０１０２】
光ファイバ２１により伝送されてきた光信号は、光受信装置３０の内部へと導かれ、光電気変換部３１に与えられる。光電気変換部３１は、与えられた光信号を電気信号に変換する。光電気変換部３１から出力される電気信号は、周波数変換部３５１および３５２と第１のフィルタ３２とに与えられる。第１のフィルタ３２は、与えられた電気信号からクロック信号のみを抽出する。第１のフィルタ３２から出力されたクロック信号は、計数部３３１および３３２と識別部３７１および３７２とに与えられる。
【０１０３】
第１の処理系側において、計数部３３１は、第１のフィルタ３２から出力されるクロック信号の数をカウントして、カウント結果に対応した制御信号を出力する。計数部３３１から出力される制御信号は、発振部３４１へと与えられ、発振部３４１からは、当該制御信号の値に一意に対応した周波数の正弦波信号が出力される。発振部３４１から出力される正弦波信号は、周波数変換部３５１に与えられる。
【０１０４】
周波数変換部３５１は、光電気変換部３１から出力された電気信号―周波数がｆ１〜ｆ４，ｆ１’〜ｆ４’である８つのデータ信号を含んでいる―と、発振部３４１から出力された正弦波信号―その周波数はｆ１〜ｆ４のいずれかである―とを受け、当該電気信号を当該正弦波信号の周波数だけダウンコンバートする。
【０１０５】
周波数変換部３５１から出力された電気信号は、第２のフィルタ３６１に入力され、第２のフィルタ３６１からは、ダウンコンバード後の電気信号に含まれている４つの信号ｆ１〜ｆ４のうち最も低い周波数の信号が出力される。識別部３７１は、第２のフィルタ３６１から出力された信号と、第１のフィルタ３２から出力されたクロック信号とを受け、第２のフィルタ３６１から出力された信号を当該クロック信号のタイミングで識別する。そして、識別部３７１が識別した結果が、シリアル形式の第１のデータとして出力される。
【０１０６】
一方、第２の処理系側においても同様の処理が行われる。すなわち、計数部３３２は、第１のフィルタ３２から出力されるクロック信号の数をカウントして、カウント結果に対応した制御信号を出力する。計数部３３２から出力される制御信号は、発振部３４２へと与えられ、発振部３４２からは、当該制御信号の値に一意に対応した周波数の正弦波信号が出力される。発振部３４２から出力される正弦波信号は、周波数変換部３５２に与えられる。
【０１０７】
周波数変換部３５２は、光電気変換部３１から出力された電気信号―周波数がｆ１〜ｆ４，ｆ１’〜ｆ４’である８つのデータ信号を含んでいる―と、発振部３４１から出力された正弦波信号―その周波数はｆ１’〜ｆ４’のいずれかである―とを受け、当該電気信号を当該正弦波信号の周波数だけダウンコンバートする。
【０１０８】
周波数変換部３５２から出力された電気信号は、第２のフィルタ３６２に入力され、第２のフィルタ３６２からは、ダウンコンバード後の電気信号に含まれている４つの信号ｆ１’〜ｆ４’のうち最も低い周波数の信号が出力される。識別部３７２は、第２のフィルタ３６２から出力された信号と、第１のフィルタ３２から出力されたクロック信号とを受け、第２のフィルタ３６２から出力された信号を当該クロック信号のタイミングで識別する。そして、識別部３７２が識別した結果が、シリアル形式の第２のデータとして出力される。
こうして、光受信装置３０からは、シリアル形式の２つのデータ信号が外部へと出力される。
【０１０９】
なお、図９では、２系列のシリアルデータ信号を伝送する場合の例を示したが、伝送するシリアルデータ信号の系列数はこれに限定されず、２以上の自然数であれば、何系列伝送してもよい。伝送系列数がｎ（ｎは２以上の任意の自然数）である場合、ｎ系統の処理系（すなわち伝送信号数と同数の処理系）が設けられる。
【０１１０】
また、各シリアル／パラレル変換部１１１および１１２において変換して得られるパラレル形式の信号のチャンネル数は、２以上の自然数であれば何個でもよい。また、シリアル／パラレル変換部１１１とシリアル／パラレル変換部１１２とでは、チャンネル数が互いに異なっていても構わない。さらに、光送信装置１０および光受信装置３０は、図１１に示した構成に限らない。例えば、第２〜第４の実施形態において説明した構成のいずれかをもとに、シリアル形式のデータ信号を複数扱うような構成（例えば複数の処理系を並列的に配置した構成）へと拡張したものであってもよい。
【０１１１】
以上のように、本実施形態においては、第１の実施形態と同様の効果に加え、１つの光信号で複数の系列のデータ信号を伝送できるため、１つのデータ信号が占有する帯域と比較して光信号の伝送帯域に余裕がある場合、これを有効に利用することができるという効果が得られる。
【０１１２】
なお、上記第１〜第５の実施形態では、外部からシリアル形式のデータ信号とクロック信号とが光送信装置１０に入力されているが、外部からシリアル形式のデータ信号だけが入力される場合もある。その場合には、光送信装置１０は、入力されたシリアル形式のデータ信号からクロック信号を再生するクロック再生部（図１３に示したクロック再生部５４と同様のもの）をさらに含むことになる。
【０１１３】
また、第１〜第５の実施形態では、シリアル形式のデータ信号を４チャンネル・パラレル形式の信号に変換する場合を説明したが、チャンネル数はこれに限定されず、２以上の自然数であればよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の第１の実施形態に係る光伝送システムの構成例を示すブロック図である（第２の実施形態にも援用）。
【図２】  図１の合波部１３から出力される電気信号のスペクトルを示す図である。
【図３】  図１の発振部３４に入力される制御信号と、発振部３４から出力される正弦波信号との対応関係（第１の実施形態）を示す図である。
【図４】  図１に記載された各信号の関係（第１の実施形態）を示すタイミングチャートである。
【図５】  本発明の第１の実施形態に係る光伝送システムの別の構成例を示すブロック図である。
【図６】  図５の合波部１３から出力される電気信号スペクトルの例を示す図である。
【図７】  図１に記載された各信号の関係（第２の実施形態）を示すタイミングチャートである。
【図８】  図１の発振部３４の入出力関係（第２の実施形態）を示す図である。
【図９】  本発明の第３の実施形態に係る光伝送システムに備わる光受信装置の構成を示すブロック図である。
【図１０】  図９の発振部３４ａに入力される制御信号と、発振部３４ａから出力される正弦波信号との対応関係を示す図である。
【図１１】  本発明の第４の実施形態に係る光伝送システムの構成を示すブロック図である。
【図１２】  本発明の第５の実施形態に係る光受信装置の構成を示すブロック図である。
【図１３】  従来の光伝送システムの構成例を示すブロック図である。
【符号の説明】
１０…光送信装置
１１，１１１，１１２…シリアル／パラレル変換部
１２１〜１２８…変調部
１３…合波部
１４…電気光変換部
１５…基準信号生成部
２１…光ファイバ
３０…光受信装置
３１…光電気変換部
３２，３２ａ…第１のフィルタ
３３，３３１，３３２…計数部
３４，３４ａ，３４１，３４２…発振部
３５，３５１，３５２，４２１〜４２４…周波数変換部
３６，３６ａ，３６１，３６２…第２のフィルタ
３７，３７１，３７２，４３１〜４３４…識別部
３８…クロック生成部
３９…復調部
４１…第３のフィルタ
４４…パラレル／シリアル変換部
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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