JPH08307390A - 光パルス時間多重化方法及びその装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 各チャンネルの光パルス列を等間隔である２
５ｐｓよりも短い２０ｐｓの時間間隔で重畳し、周期１
００ｐｓの後半に４０ｐｓの光パルスのない時間間隔を
設けた多重化光パルス列を伝送することにより、受信側
で狭帯域通過フィルタを用いて安定かつ容易に１０Ｇｂ
ｉｔ／ｓのクロック信号を抽出することができる光パル
ス時間多重化方法及びその装置を提供する。 【構成】 １００ｐｓの基本光パルス列を光分配器１で
４チャンネルに分配し、この分配された各チャンネルの
基本光パルス列を光変調器２ａ〜２ｄで変調すると共
に、遅延時間がチャンネルごとに０ｐｓ，２０ｐｓ，４
０ｐｓ及び６０ｐｓとなる光遅延器３ａ〜３ｄで遅延
し、これら変調及び遅延された各チャンネルの光パルス
列を光結合器４で結合して多重化光パルス列を得る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、リターンゼロ方式の
光パルス列を時間的に多重化して高密度な多重化光パル
ス列として伝送することにより、超高速度の光通信を可
能にする光パルス時間多重化方法及びその装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】光ソリトンパルスは、光ファイバにおけ
る分散と、光強度により屈折率が変化する非線形効果
（自己位相変調効果）とが釣り合うことにより成立す
る。従って、この光ソリトンパルスは、ごくわずかな分
散が生じるように、光ファイバのゼロ分散波長よりも２
〜１０ｎｍ程度長波長側の光を用いる。ゼロ分散波長と
は、光ファイバの分散値が０ｐｓ／ｋｍ／ｎｍ（ｐｓは
ｐ秒を表す）となる光の波長をいい、通常の光ファイバ
では１．３μｍや１．５μｍ付近の波長がゼロ分散波長
となる。また、この光ソリトンパルスは、光強度が非線
形効果を起こす程度に十分に強くなければならないた
め、例えばＦＷＨＭ（光パルスがピークパワーの半分以
上の振幅を持続する時間）が１０〜１５ｐｓでピークパ
ワーが１０〜２０ｍＷ程度の急峻な光パルスとする必要
がある。なお、この光パルスのＦＷＨＭは、１ｐｓやそ
れ以下のものを用いた実験も報告されている。

【０００３】上記光ソリトンパルスは、本来は光パルス
が孤立波として伝送されるものであるが、光ソリトン伝
送では、この光パルスを所定周期の光パルス列として伝
送する。この際、各光パルスは、所定のＦＷＨＭとピー
クパワーを要するため、ディジタル信号の“０”と
“１”に応じてこの光パルスを透過又は遮断させること
により光パルスの有無による強度変調（振幅変調）が行
われる。また、この光ソリトン伝送における光パルス列
は、各光パルスの間に光のない状態が十分な時間必要と
なるため、ノンリターンゼロ方式（ＮＲＺ方式）を用い
るのが一般的な通常の光通信とは異なり、リターンゼロ
方式（ＲＺ方式）の信号となる。

【０００４】ところで、信号の電気的な伝送では、１０
Ｇｂｉｔ／ｓ（Ｇビット毎秒）を大きく超えると、電気
信号のパルス幅が極度に狭くなるため非常に扱い難いも
のとなり実用的ではなくなる。しかし、光ソリトン伝送
では、１０Ｇｂｉｔ／ｓの伝送速度の場合、各光パルス
の時間間隔が１００ｐｓとなるため、ＦＷＨＭを１０ｐ
ｓとしても光のない時間を十二分に確保できる。このた
め、１系列の光パルス列に別の信号系列の光パルス列を
時間をずらして重畳すれば、複数の信号系列の光パルス
列を高密度に多重化して超高速度の光通信が可能とな
る。例えば１０Ｇｂｉｔ／ｓの光パルス列を８チャンネ
ル多重化した８０Ｇｂｉｔ／ｓの多重化光パルス列や１
６チャンネル多重化した１６０Ｇｂｉｔ／ｓの多重化光
パルス列の伝送実験の報告が既になされている。

【０００５】図４に４チャンネルの光パルス列を多重化
する従来の光パルス時間多重化装置の一例を示す。この
光パルス時間多重化装置は、周期が１００ｐｓの基本光
パルス列が光分配器１に入力されるようになっている。
光分配器１は、入力された１系列の基本光パルス列を４
チャンネルの基本光パルス列に分配して出力する光回路
素子である。この光分配器１から出力された４チャンネ
ルの基本光パルス列は、それぞれ光変調器２ａ〜２ｄと
光遅延器３ａ〜３ｄとを介して光結合器４に入力され
る。光変調器２ａ〜２ｄは、それぞれが対応するチャン
ネルの電気的な伝送信号に応じて、光パルスの透過又は
遮断を制御することにより、光パルス列に変調を加える
回路素子である。光遅延器３ａ〜３ｄは、光パルス列を
所定の遅延時間だけ遅延させる光回路素子であり、チャ
ンネルごとにこの遅延時間を０ｐｓ，２５ｐｓ，５０ｐ
ｓ及び７５ｐｓに設定して、順次２５ｐｓずつの時間差
（９０°ずつの位相差）が生じるようにしている。光結
合器４は、入力された４チャンネルの光パルス列を結合
させて、１系列の多重化光パルス列を出力する光回路素
子である。

【０００６】この光パルス時間多重化装置は、周期１０
０ｐｓ（１０Ｇｂｉｔ／ｓ）の４チャンネルの基本光パ
ルス列に光変調器２ａ〜２ｄによってそれぞれ独立に変
調を加えると共に、光遅延器３ａ〜３ｄによって順次２
５ｐｓずつ時間をずらすことにより、各チャンネルの光
パルスを周期１００ｐｓの間に等間隔に配置する。そし
て、これらの光パルス列を光結合器４によって結合させ
ることにより、４０Ｇｂｉｔ／ｓの多重化光パルス列を
得ることができる。尚、図４に示した多重化光パルス列
の波形は、説明を分かり易くするために、伝送信号の全
ビットが例えば“１”となり基本光パルス列の光パルス
が光変調器２ａ〜２ｄで全て透過された場合を示す。ま
た、以下に示す多重化光パルス列の波形についても同様
である。

【０００７】上記多重化光パルス列を用いて光通信を行
う場合、受信側では、光学的な手段によってこの多重化
光パルス列を電気的に取り扱いが容易な伝送速度となる
各チャンネルごとの光パルス列に分離する必要がある。
このようなチャンネルごとの分離を行う光回路の一例を
図５に示す。この光回路は、伝送されて来た多重化光パ
ルス列を光分配器６に入力するようになっている。光分
配器６は、図４に示した光分配器１と同様の構成の光回
路素子である。この光分配器６から出力された４チャン
ネルの多重化光パルス列は、それぞれ光アンドゲート７
ａ〜７ｄに入力される。

【０００８】また、この受信側では、送信側の基本光パ
ルス列と同等の局部基本光パルス列、即ち多重化光パル
ス列のいずれかのチャンネルの光パルス列に位相が一致
する周期１００ｐｓの局部基本光パルス列が生成され、
この局部基本光パルス列が光分配器８に入力されるよう
になっている。光分配器８も、図４に示した光分配器１
と同様の構成の光回路素子である。この光分配器８から
出力された４チャンネルの局部基本光パルス列は、それ
ぞれ光遅延器９ａ〜９ｄを介して対応するチャンネルの
光アンドゲート７ａ〜７ｄに入力される。各光遅延器９
ａ〜９ｄも、図４に示した光遅延器３ａ〜３ｄと同様の
構成であり、チャンネルごとに遅延時間を０ｐｓ，２５
ｐｓ，５０ｐｓ及び７５ｐｓにそれぞれ設定されてい
る。

【０００９】上記各光アンドゲート７ａ〜７ｄは、光分
配器６で分配された多重化光パルス列と光遅延器９ａ〜
９ｄでチャンネルごとに２５ｐｓずつ時間をずらした局
部基本光パルス列との論理積を取る光回路素子であり、
これら双方の光パルス列が同時に光パルスを有する場合
にのみこの光パルスを出力する。従って、これら各チャ
ンネルの光アンドゲート７ａ〜７ｄからは、多重化光パ
ルス列の中のそれぞれが対応するチャンネルの光パルス
のみが出力され、それ以外の全ての光パルスがマスクさ
れるので、この多重化光パルス列をチャンネルごとに分
離することができる。そして、これら各チャンネルごと
に分離された光パルス列は、電気的な信号処理が容易と
なる１０Ｇｂｉｔ／ｓの伝送速度となるので、それぞれ
光電変換により電気信号に変換して元の伝送信号を復調
することができる。

【００１０】ここで、受信側では、上記図５に示した光
回路の光分配器８に入力する局部基本光パルス列を生成
するために、多重化光パルス列に同期した周期１００ｐ
ｓ（周波数１０ＧＨｚ）の電気的なクロック信号を発生
させる必要がある。そして、このようなクロック信号を
安定して発生させるには、図６に示すような位相同期ル
ープ回路を用いるのが理想的である。この位相同期ルー
プ回路は、伝送されて来た多重化光パルス列を光位相比
較器１０に入力するようになっている。また、この光位
相比較器１０には、半導体レーザ１１から出力される光
パルス列も同時に入力される。光位相比較器１０は、光
ファイバの非線形光学効果を用いた光アンドゲートと光
電変換素子からなり、二入力の光パルスの位相差、即ち
光パルスのピークの時間差に応じた電圧を出力する光入
力／電気出力の回路素子である。この光位相比較器１０
から出力された電圧は、電圧制御発振器１２に入力され
る。電圧制御発振器１２は、入力電圧に応じて１０ＧＨ
ｚの近傍で発振周波数が変化する電気的な発振器であ
り、発振周期ごとに急峻なパルスが現れるパルス信号を
出力する。この電圧制御発振器１２から出力されたパル
ス信号は、半導体レーザ１１に入力される。半導体レー
ザ１１は、このパルス信号に駆動されて、ＦＷＨＭが１
０ｐｓで周期が１００ｐｓ（周波数１０ＧＨｚ）の近傍
の光パルス列を出力する電気入力／光出力の回路素子で
ある。

【００１１】上記位相同期ループ回路は、半導体レーザ
１１から発せられる光パルス列の位相が多重化光パルス
列のいずれかのチャンネルの光パルス列に完全に一致し
た場合に、光位相比較器１０から出力される電圧に基づ
いて電圧制御発振器１２が半導体レーザ１１に現在の光
パルス列の出力を維持させるような周期１００ｐｓのパ
ルス信号を出力するようになっている。また、半導体レ
ーザ１１が発する光パルス列の位相がずれた場合には、
電圧制御発振器１２がこの光パルス列の位相のずれを回
復させるように周波数を変化させたパルス信号を出力す
るようになっている。従って、この電圧制御発振器１２
からは、周期が１００ｐｓ（周波数１０ＧＨｚ）であ
り、かつ、多重化光パルス列のいずれかのチャンネルの
光パルス列に位相が一致するパルス信号が出力される。
そして、このパルス信号をクロック信号とすれば、この
クロック信号に基づいて上記図５に示した光回路の光分
配器８に入力する局部基本光パルス列を生成することが
できる。

【００１２】また、上記位相同期ループ回路を用いるこ
となく、局部基本光パルス列を生成するためのクロック
信号をより簡易に得る方法も従来から提案されていた。
即ち、上記４０Ｇｂｉｔ／ｓの多重化光パルス列を伝送
する場合であれば、図７に示すように、例えば第１チャ
ンネルの光パルスＰ１の振幅のみを他のチャンネルの光
パルスＰ２〜Ｐ４よりも大きくして伝送する。１チャン
ネルの光パルスの振幅のみを変化させるには、図４に示
した光分配器１又は光結合器４での光パルス列のパワー
配分を変化させればよい。通常の多重化光パルス列で
は、振幅が同じ各チャンネルの光パルス列が等間隔に時
間をずらして配置されるので、変調を無視すれば、基本
光パルス列の１０ＧＨｚ（周期１００ｐｓ）の周波数成
分は失われることになるが、このように１００ｐｓおき
に光パルスの振幅を大きくしておけば、多重化光パルス
列に１０ＧＨｚの周波数成分が必ず含まれるようにな
る。そこで、受信側で、この多重化光パルス列を光電変
換した電気信号を１０ＧＨｚ付近の信号成分のみを通過
させる狭帯域通過フィルタに通せば、多重化光パルス列
に同期した１０ＧＨｚのクロック信号を容易に抽出する
ことができる。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上記図６に
示した位相同期ループ回路を用いる方法は、クロック信
号を安定して発生させることができるという利点はある
ものの、光位相比較器１０や電圧制御発振器１２が複雑
かつ高価な回路素子となるため、受信側の設備が大幅に
コストアップするという問題があった。

【００１４】また、光ソリトンパルスは、上記のように
光パルスのピークパワーがこの光パルスのＦＷＨＭや光
ファイバの特性に応じた所定範囲内の値でなければなら
ないという制限がある。従って、上記図７に示した光パ
ルスの振幅を変化させる方法では、振幅の差をあまり大
きくすることができないために１０ＧＨｚの周波数成分
のパワースペクトルが小さくなり、クロック信号を安定
して抽出することができないという問題があった。

【００１５】この発明は、かかる事情に鑑みてなされた
ものであり、各チャンネルの光パルス列を等間隔とはな
らない時間間隔で重畳した多重化光パルス列を伝送する
ことにより、受信側で狭帯域通過フィルタを用いて安定
かつ容易にクロック信号を抽出することができる光パル
ス時間多重化方法及びその装置を提供することを目的と
している。

【００１６】

【課題を解決するための手段】即ち、この発明は、上記
課題を解決するために、周期が同じ複数チャンネルの
基本光パルス列をチャンネルごとに順次時間をずらして
重畳させたフォーマットの多重化光パルス列について、
チャンネルごとに各光パルスの透過又は遮断を制御する
ことにより変調を行って伝送する光パルス時間多重化方
法において、チャンネルごとに順次ずれた時間差の中の
少なくとも１箇所を、基本光パルス列の周期をチャンネ
ル総数で除算した時間とは相違する時間差としたことを
特徴とする。

【００１７】また、周期と位相が同じ複数チャンネル
の基本光パルス列をそれぞれ光変調器で光パルスの透過
又は遮断を制御することにより変調すると共に、それぞ
れ基本光パルス列の周期よりも短く、かつ、チャンネル
ごとに異なる遅延時間を有する光遅延器で遅延させた後
に、これら各チャンネルの光パルス列を光結合器で結合
させて多重化する光パルス時間多重化装置において、少
なとも１チャンネルの光遅延器の遅延時間が、基本光パ
ルス列の周期をチャンネル総数で除算した時間の自然数
倍とは異なる時間に設定されたことを特徴とする。

【００１８】さらに、前記の基本光パルス列の周期
をＴ０とし、前記のチャンネルの総数をＮとし、単位
遅延時間Ｔ１をＴ１＜（Ｔ０／Ｎ）の関係とし、遅延倍
数Ｍを０≦Ｍ＜Ｎの関係を有する整数とした場合に、前
記の各チャンネルの光遅延器の遅延時間がそれぞれチ
ャンネルごとに異なる遅延倍数ＭについてＴ１×Ｍの時
間に設定されたことを特徴とする。

【００１９】

【作用】の手段によれば、従来と同様に、変調を加え
た基本光パルス列をチャンネルごとに順次時間をずらし
て重畳したフォーマットの多重化光パルス列として伝送
するので、高密度に時間多重化した超高速度の光通信を
行うことができる。しかも、この多重化光パルス列は、
少なくとも１箇所のチャンネル間で時間差が完全な等間
隔にはならないため、この等間隔ではない時間差の間隔
が基本光パルス列の周期で繰り返されることになる。従
って、この多重化光パルス列が基本光パルス列の周波数
成分を確実に含むことになり、受信側でフィルタを用い
てこの周波数成分の信号を取り出すことにより、多重化
光パルス列のいずれかのチャンネルに対して常に一定の
位相差を有するクロック信号、即ちこの多重化光パルス
列に同期したクロック信号を安定かつ容易に抽出するこ
とができるようになる。

【００２０】なお、多重化光パルス列は、チャンネルご
との基本光パルス列に対して変調を加えてからこれらを
結合させる他、多重化光パルス列に対して直接チャンネ
ルごとに変調を加えることも可能である。また、基本光
パルス列に対して変調を加える場合には、まず変調を加
えてから次に各チャンネルの光パルス列の時間を順次ず
らし、その後これらの光パルス列を結合させるようにし
てもよいし、各基本光パルス列の時間を順次ずらしてか
ら変調を加え、その後に結合させるようにすることもで
きる。

【００２１】また、の手段によれば、各チャンネルの
基本光パルス列を光変調器で変調すると共に光遅延器で
遅延させてから光結合器で結合させることにより、従来
と同様に、チャンネルごとに遅延時間の異なる高密度に
多重化された多重化光パルス列を得ることができる。し
かも、この多重化光パルス列は、少なくとも１チャンネ
ルの遅延時間が順次等間隔ずつずれた時間差とはならな
いために、この等間隔ではない時間間隔が基本光パルス
列の周期で繰り返されることになる。従って、この多重
化光パルス列が基本光パルス列の周波数成分を確実に含
むことになり、受信側でフィルタを用いてこの周波数成
分の信号を取り出すことにより、多重化光パルス列に同
期するクロック信号を安定かつ容易に抽出することがで
きるようになる。

【００２２】なお、周期と位相が同じ複数チャンネルの
基本光パルス列は、例えば１系列の基本光パルス列を光
分配器で複数チャンネルに分岐させることにより生成す
ることができる。また、各チャンネルの基本光パルス列
は、光変調器で変調した後に光遅延器で遅延させてもよ
いし、光遅延器で遅延させた後に光変調器で変調するこ
ともできる。ここで、いずれかの光遅延器の遅延時間が
０である場合には、この光遅延器を省略することができ
るのは勿論である。

【００２３】さらに、の手段によれば、各チャンネル
が順次遅延される単位遅延時間Ｔ1が等間隔の時間間隔
であるＴ０／Ｎよりも短い時間間隔となるので、最も遅
延時間の長いチャンネル（遅延倍数Ｍが最大のチャンネ
ル）の光パルスと、その直後の遅延時間が０のチャンネ
ル（遅延倍数Ｍが０のチャンネル）の光パルスとの間の
時間間隔のみが等間隔の時間間隔であるＴ０／Ｎよりも
長くなり、この長い時間間隔が基本光パルス列の周期で
繰り返されることになる。従って、この場合にも、結合
された多重化光パルス列が基本光パルス列の周波数成分
を確実に含むことになり、受信側でフィルタを用いてこ
の周波数成分の信号を取り出すことにより、多重化光パ
ルス列に同期するクロック信号を安定かつ容易に抽出す
ることができるようになる。

【００２４】このの手段の場合には、の手段におい
て、全てのチャンネルの光遅延器の遅延時間が、基本光
パルス列の周期をチャンネル総数で除算した時間（Ｔ０
／Ｎ）の自然数倍とは異なる時間に設定されることにな
る。なお、単位遅延時間Ｔ１は、このＴ０／Ｎよりも短
ければ短いほど、基本光パルス列の周波数成分のパワー
スペクトルを大きくすることができるが、チャンネル間
の時間間隔も短くなるので、受信側でのチャンネルごと
の分離が困難になる。また、この単位遅延時間Ｔ１は、
光パルスのＦＷＨＭよりも十分に長い時間でなければ、
光ソリトンパルスとしての伝送ができなくなる。

【００２５】

【実施例】以下、この発明の具体的実施例について図面
を参照して説明する。

【００２６】図１及び図２は本発明の第１実施例を示す
ものであって、図１は光パルス時間多重化装置のブロッ
ク図、図２は多重化光パルス列の波形図である。なお、
図４に示した従来例と同様の機能を有する構成部材には
同じ番号を付記する。

【００２７】本実施例では、それぞれ１０Ｇｂｉｔ／ｓ
の基本光パルス列を変調した４チャンネルの光パルス列
を重畳して４０Ｇｂｉｔ／ｓの多重化光パルス列を出力
させる光パルス時間多重化装置とこの装置を用いた光パ
ルス時間多重化方法について説明する。

【００２８】この光パルス時間多重化装置は、図１に示
すように、周期が１００ｐｓでＦＷＨＭが１０ｐｓの基
本光パルス列が光分配器１に入力されるようになってい
る。光分配器１は、３デシベルカプラを組み合わせるこ
とにより、入力された１系列の光パルス列をパワーがそ
れぞれ１／４に減少した４チャンネルの光パルス列に分
配して出力する光回路素子である。この光分配器１から
出力された４チャンネルの基本光パルス列は、それぞれ
光変調器２ａ〜２ｄと光遅延器３ａ〜３ｄとを介して光
結合器４に入力される。各チャンネルの光変調器２ａ〜
２ｄは、それぞれが対応するチャンネルの電気的な伝送
信号に応じて、例えば伝送信号のビットが“１”の場合
には光パルスを透過させ“０”の場合には光パルスを遮
断することにより、基本光パルス列に変調を加える光回
路素子である。各チャンネルの光遅延器３ａ〜３ｄは、
変調された光パルス列を所定の遅延時間だけ遅延させる
光回路素子であり、素子の光路長を変更することによ
り、チャンネルごとに異なる遅延時間に設定されてい
る。即ち、第１チャンネルの光遅延器３ａの遅延時間は
０ｐｓに設定され、第２チャンネルの光遅延器３ｂの遅
延時間は２０ｐｓに設定され、第３チャンネルの光遅延
器３ｃの遅延時間は４０ｐｓに設定され、第４チャンネ
ルの光遅延器３ｄの遅延時間は６０ｐｓに設定されて、
チャンネルごとに順次２０ｐｓずつ時間差が生じるよう
にしている。なお、第１チャンネルの光遅延器３ａは、
遅延時間が０ｐｓであるため省略することができる。光
結合器４は、光分配器１と同様に３デシベルカプラを組
み合わせることにより、入力された４チャンネルの光パ
ルス列を結合させて、各光パルスのパワーが１／４に減
少した１系列の多重化光パルス列を出力する光回路素子
である。

【００２９】上記構成の光パルス時間多重化装置は、周
期１００ｐｓ（１０Ｇｂｉｔ／ｓ）の基本光パルス列を
まず光分配器１によって周期と位相が同じ４チャンネル
の基本光パルス列に分配する。次に、これら４チャンネ
ルの基本光パルス列は、各チャンネルの光変調器２ａ〜
２ｄにおいて、それぞれが対応するチャンネルの伝送信
号に応じて変調される。伝送信号は、外部からそれぞれ
１０Ｇｂｉｔ／ｓの伝送速度で独立して送られて来る４
チャンネルの電気的なディジタル信号である。また、こ
れら光変調器２ａ〜２ｄで変調された４チャンネルの光
パルス列は、各チャンネルの光遅延器３ａ〜３ｄによっ
てそれぞれ遅延される。即ち、第１チャンネルの光遅延
器３ａでは０ｐｓの遅延が行われ、第２チャンネルの光
遅延器３ｂでは２０ｐｓの遅延が行われ、第３チャンネ
ルの光遅延器３ｃでは４０ｐｓの遅延が行われ、第４チ
ャンネルの光遅延器３ｄでは６０ｐｓの遅延が行われ
る。従って、各チャンネルの光パルス列は、チャンネル
ごとに順次２０ｐｓずつ時間がずれたものとなる。そし
て、これら光遅延器３ａ〜３ｄで遅延された４チャンネ
ルの光パルス列は、光結合器４によって結合されて１系
列の多重化光パルス列として出力される。このようにし
て得た多重化光パルス列は、図示しない光ファイバに通
して、光ソリトン伝送により高密度に時間多重化した超
高速度の光通信に用いられる。

【００３０】上記光結合器４から出力された多重化光パ
ルス列は、図２に示すように、１００ｐｓの１周期内に
各チャンネルの４つの光パルスＰ１〜Ｐ４が順次２０ｐ
ｓずつずれた時間間隔で現れると共に、第４チャンネル
の光パルスＰ４と次の１周期における第１チャンネルの
光パルスＰ１との間に４０ｐｓの時間間隔が生じる。な
お、この図２においても、図４と同様に、多重化光パル
ス列の波形を全ての光パルスが光変調器２ａ〜２ｄで透
過されたものとして示す。従って、この多重化光パルス
列では、各チャンネル間の時間間隔が、基本光パルス列
の周期である１００ｐｓをチャンネル総数の４で除算し
たときの等間隔の時間である２５ｐｓよりも短い２０ｐ
ｓになると共に、伝送信号によりどのような変調を受け
たとしても、光パルスのない４０ｐｓの時間間隔が必ず
周期１００ｐｓごとに現れることになる。

【００３１】この結果、本実施例の光パルス時間多重化
装置から出力される多重化光パルス列は、基本光パルス
列の１００ｐｓの各周期の終わりに、チャンネル間の時
間間隔である２０ｐｓの倍の長さを有する４０ｐｓの光
パルスのない時間間隔が必ず繰り返されるので、この基
本光パルス列の１０ＧＨｚ（周期１００ｐｓ）の周波数
成分が十分に大きなパワースペクトルで含まれることに
なる。従って、この多重化光パルス列を受信側で半導体
光電変換素子により電気信号に変換し、１０ＧＨｚ付近
の信号成分のみを通過させる電気的な狭帯域通過フィル
タに通せば、伝送されて来た多重化光パルス列のいずれ
かのチャンネルに対して常に一定の位相差を有するクロ
ック信号、即ちこの多重化光パルス列に同期する１０Ｇ
Ｈｚのクロック信号を安定かつ容易に抽出することがで
きる。

【００３２】図３は本発明の第２実施例を示すものであ
って、光パルス時間多重化装置のブロック図である。な
お、図１に示した第１実施例と同様の機能を有する構成
部材には同じ番号を付記する。

【００３３】本実施例においても、それぞれ１０Ｇｂｉ
ｔ／ｓの基本光パルス列を変調した４チャンネルの光パ
ルス列を重畳して４０Ｇｂｉｔ／ｓの多重化光パルス列
を出力させる光パルス時間多重化装置とこの装置を用い
た光パルス時間多重化方法について説明する。

【００３４】この光パルス時間多重化装置は、周期が１
００ｐｓでＦＷＨＭが１０ｐｓの基本光パルス列が第１
の光分配器１ａに入力されるようになっている。この第
１の光分配器１ａから出力される一方の光パルス列は、
第１チャンネルの光変調器２ａで伝送信号により変調さ
れて第１の光結合器４ａに入力される。第１の光分配器
１ａから出力される他方の光パルス列は、第１の光遅延
器５ａで２０ｐｓ遅延されて第２の光分配器１ｂに入力
される。この第２の光分配器１ｂから出力される一方の
光パルス列は、第２チャンネルの光変調器２ｂで伝送信
号により変調されて第１の光結合器４ａに入力される。
この第１の光結合器４ａから出力される光パルス列は、
第２の光結合器４ｂに入力される。

【００３５】第２の光分配器１ｂから出力される他方の
光パルス列は、第２の光遅延器５ｂで２０ｐｓ遅延され
て第３の光分配器１ｃに入力される。この第３の光分配
器１ｃから出力される一方の光パルス列は、第３チャン
ネルの光変調器２ｃで伝送信号により変調されて第２の
光結合器４ｂに入力される。この第２の光結合器４ｂか
ら出力される光パルス列は、第３の光結合器４ｃに入力
される。第３の光分配器１ｃから出力される他方の光パ
ルス列は、第３の光遅延器５ｃで２０ｐｓ遅延された後
に、第４チャンネルの光変調器２ｄで伝送信号により変
調されて第３の光結合器４ｃに入力される。そして、こ
の第３の光結合器４ｃから出力される光パルス列が多重
化光パルス列となる。

【００３６】上記第１〜第３の光分配器１ａ〜１ｃは、
１系列の光パルス列をパワーがそれぞれ１／２に減少し
た２チャンネルの光パルス列に分配する３デシベルカプ
ラからなる。また、上記第１〜第３の光結合器４ａ〜４
ｃは、２チャンネルの光パルス列をパワーがそれぞれ１
／２に減少した１系列の光パルス列に結合する３デシベ
ルカプラからなる。上記第１〜第３の光遅延器５ａ〜５
ｃは、それぞれ図１に示した第１実施例の光遅延器３ａ
〜３ｄと同様の構成であるが、本実施例ではいずれの遅
延時間も全て２０ｐｓに設定されている。上記各チャン
ネルの光変調器２ａ〜２ｄは、図１に示した第１実施例
と同じものである。

【００３７】上記構成の光パルス時間多重化装置によれ
ば、基本光パルス列が第１〜第３の光分配器１ａ〜１ｃ
によって順に２分配されると共に、このようにして分配
された４チャンネルの光パルス列が第１〜第３の光結合
器４ａ〜４ｃによって順に結合されて１系列の多重化光
パルス列となる。また、第１チャンネルの光パルス列は
光遅延器を通らないために０ｐｓの遅延となり、第２チ
ャンネルの光パルス列は第１の光遅延器５ａのみを通っ
て２０ｐｓの遅延が行われ、第３チャンネルの光パルス
列は第１と第２の光遅延器５ａ，５ｂを通って４０ｐｓ
（＝２０ｐｓ×２）の遅延が行われ、第４チャンネルの
光パルス列は第１〜第３の光遅延器５ａ〜５ｃを通って
６０ｐｓ（＝２０ｐｓ×３）の遅延が行われる。そし
て、これら各チャンネルの光パルス列は、光遅延器５ａ
〜５ｃによりそれぞれ遅延時間の累積数が異なる遅延が
行われた後に、対応するチャンネルの光変調器２ａ〜２
ｄによって変調される。

【００３８】この結果、本実施例の光パルス時間多重化
装置は、各チャンネルにおける光パルス列の遅延と変調
の順序が入れ替わる他は、図１に示した第１実施例と同
様に動作して、第３の光結合器４ｃから図２に示したも
のと全く同じ多重化光パルス列を出力することができ
る。従って、本実施例の場合にも、この多重化光パルス
列を受信側で半導体光電変換素子により電気信号に変換
し、１０ＧＨｚ付近の信号成分のみを通過させる電気的
な狭帯域通過フィルタに通せば、伝送されて来た多重化
光パルス列に同期する１０ＧＨｚのクロック信号を安定
かつ容易に抽出することができる。

【００３９】尚、上記第１と第２の実施例では、いずれ
も４チャンネルの時間多重化を行う場合について説明し
たが、本発明はこれに限らず、他の複数チャンネルの時
間多重化を行う場合にも同様に実施することができる。
また、上記第１と第２の実施例では、いずれも基本光パ
ルス列による伝送速度を１０Ｇｂｉｔ／ｓとしたが、本
発明はこれに限らず、他の伝送速度であっても同様に実
施することができる。さらに、上記第１と第２の実施例
では、多重化光パルス列のチャンネル間の時間間隔を、
基本光パルス列の周期１００ｐｓをチャンネル総数４で
除算したときの等間隔である２５ｐｓよりも短い一定間
隔の２０ｐｓとしたが、本発明では少なくとも１箇所の
時間間隔が等間隔の時間と相違すれば足りる。

【００４０】また、上記第１と第２の実施例では、複数
チャンネルの基本光パルス列に対してチャンネルごとに
変調と遅延を加えた後にこれらを結合させて多重化光パ
ルス列とする場合についてのみ説明したが、例えば何ら
かの手段によって各光パルスの時間間隔が２０ｐｓと４
０ｐｓとになる光パルス列を発生させ、このような光パ
ルス列に対して各チャンネルごとに変調を加えるように
することもできる。

【００４１】さらに、上記第１と第２の実施例では、光
ソリトン伝送を行う場合についてのみ説明したが、リタ
ーンゼロ方式の光パルス列を伝送する場合であれば、本
発明は同様に実施することができる。

【００４２】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、この発
明の光パルス時間多重化方法及びその装置によれば、光
パルスの振幅をチャンネルごとに変化させることなく、
多重化光パルス列に基本光パルス列の周波数成分を確実
に含ませることができるので、受信側で位相同期ループ
回路のような複雑な回路を用いなくても、基本光パルス
列の周波数を有し多重化光パルス列に同期するクロック
信号を安定かつ容易に抽出することができるようにな
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例を示すものであって、光パ
ルス時間多重化装置のブロック図である。

【図２】本発明の第１実施例を示すものであって、多重
化光パルス列の波形図である。

【図３】本発明の第２実施例を示すものであって、光パ
ルス時間多重化装置のブロック図である。

【図４】従来例を示すものであって、光パルス時間多重
化装置のブロック図である。

【図５】多重化光パルス列をチャンネルごとに分離する
ための光回路のブロック図である。

【図６】クロック信号を発生させるための従来例を示す
ものであって、位相同期ループ回路のブロック図であ
る。

【図７】クロック信号を発生させるための従来例を示す
ものであって、多重化光パルス列の波形図である。

【符号の説明】

１ 光分配器 １ａ〜１ｃ 光分配器 ２ａ〜２ｄ 光変調器 ３ａ〜３ｄ 光遅延器 ４ 光結合器 ４ａ〜４ｃ 光結合器 ５ａ〜５ｃ 光遅延器

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 周期が同じ複数チャンネルの基本光パル
   ス列をチャンネルごとに順次時間をずらして重畳させた
   フォーマットの多重化光パルス列について、チャンネル
   ごとに各光パルスの透過又は遮断を制御することにより
   変調を行って伝送する光パルス時間多重化方法におい
   て、 チャンネルごとに順次ずれた時間差の中の少なくとも１
   箇所を、基本光パルス列の周期をチャンネル総数で除算
   した時間とは相違する時間差としたことを特徴とする光
   パルス時間多重化方法。
2. 【請求項２】 周期と位相が同じ複数チャンネルの基本
   光パルス列をそれぞれ光変調器で光パルスの透過又は遮
   断を制御することにより変調すると共に、それぞれ基本
   光パルス列の周期よりも短く、かつ、チャンネルごとに
   異なる遅延時間を有する光遅延器で遅延させた後に、こ
   れら各チャンネルの光パルス列を光結合器で結合させて
   多重化する光パルス時間多重化装置において、 少なとも１チャンネルの光遅延器の遅延時間が、基本光
   パルス列の周期をチャンネル総数で除算した時間の自然
   数倍とは異なる時間に設定されたことを特徴とする光パ
   ルス時間多重化装置。
3. 【請求項３】 前記基本光パルス列の周期をＴ０とし、
   前記チャンネルの総数をＮとし、単位遅延時間Ｔ１をＴ
   １＜（Ｔ０／Ｎ）の関係とし、遅延倍数Ｍを０≦Ｍ＜Ｎ
   の関係を有する整数とした場合に、前記各チャンネルの
   光遅延器の遅延時間がそれぞれチャンネルごとに異なる
   遅延倍数ＭについてＴ１×Ｍの時間に設定されたことを
   特徴とする請求項２に記載の光パルス時間多重化装置。