JPH09200121A - 光伝送方法およびその装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 データ信号を再生するためには、回路的規模
の大きいクロックリカバリー回路が必要であった。 【解決手段】 送信系では、光送信回路１５にて入力デ
ータ信号ＤＩに応じた変調電流と入力クロック信号ＣＩ
に応じた変調電流とを加算して得られる駆動電流によっ
てレーザダイオード１４を駆動し、このレーザダイオー
ド１４から発せられる光信号を光ファイバ１６を経由し
て伝送する。そして、受信系では、光ファイバ１６を経
由して伝送された光信号をホトダイオード１７で受光
し、その受光出力から光受信回路１８によってデータ成
分Ｖｏｄおよびクロック成分Ｖｏｃを抽出し、このデー
タ成分ＶｏｄをＤ‐Ｆ／Ｆ１９のＤ入力とするととも
に、クロック成分ＶｏｃをＤ‐Ｆ／Ｆ１９のＣＫ入力と
することにより、データ信号ＤＯを再生する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、光デジタル信号を
伝送する光伝送方法およびその装置に関し、特にデジタ
ル電子交換機間相互のインターコネクション並列光伝送
などに用いて好適な光伝送方法およびその装置に関する
ものである。

【０００２】

【従来の技術】一般に、従来の光ディジタル信号伝送方
式として、図９に示す構成のものが知られている。図９
において、ＬＤ駆動回路（Ｔ）９１は入力データ信号Ｄ
Ｉに基づいてレーザダイオード（ＬＤ）９２を駆動す
る。このとき、レーザダイオード９２では、図１０に示
す駆動電流（Ｉ）対発光電力（Ｌ）の特性に基づいて強
度変調方式により光信号が生成される。この光信号は、
光ファイバ９３を経由して受信系に伝送される。この伝
送された光信号は、ホトダイオード９４で受光される。
ホトダイオード９４は、受光した光信号を電流信号に変
換する。この電流信号は光受信回路（Ｒ）９５に供給さ
れる。

【０００３】光受信回路９５は、図１１に示すように、
電流電圧変換増幅器１１１と、ＡＧＣ(Automatic Gain
Control)増幅器１１２と、所定のスレッショールド電圧
Ｖｔｈを持つ比較器１１３とによって構成されている。
光受信回路９５から出力されるデータ信号は、Ｄ型フリ
ップフロップ（以下、Ｄ‐Ｆ／Ｆと称する）９６のデー
タ（Ｄ）入力になるとともに、クロックリカバリー回路
９７に供給される。クロックリカバリー回路９７は、入
力データに基づいてクロックパルス信号を生成（再生）
する。このクロックパルス信号は、そのままクロックパ
ルス信号ＣＯとして出力されるとともに、Ｄ‐Ｆ／Ｆ９
６のクロック（ＣＫ）入力となる。Ｄ‐Ｆ／Ｆ９６の反
転出力Ｑｂは、出力データ信号ＤＯとなる。

【０００４】このクロックリカバリー回路９７として、
図１２に示すように、微分整流回路１２１と、タンク回
路１２２と、増幅器１２３とからなる回路構成のもの
（９７Ａ）と、図１３に示すように、微分整流回路１３
１と、ＰＬＬ(Phase Locked Loop) 回路１３２とからな
る回路構成のもの（９７Ｂ）とがある。これらのクロッ
クリカバリー回路９７Ａ，９７Ｂの回路構成について、
以下に、より具体的に説明する。

【０００５】先ず、クロックリカバリー回路９７Ａにお
いて、微分整流回路１２１は、入力されてくるデータ信
号からクロックの周波数ｆo 成分を生成するためにデー
タの変化点の微分を行い、それを整流する。タンク回路
１２２は、同調回路の一種であり、通過帯域幅が周波数
ｆo を中心として極めて狭い性能を有しており、微分整
流回路１２１の出力信号を入力することで、周波数ｆo
の正弦波信号を出力する。増幅器１２３は、タンク回路
１２２からの出力正弦波信号をクランプしてクロックパ
ルス信号に波形整形する。

【０００６】次に、クロックリカバリー回路９７Ｂにお
いて、微分整流回路１３１は、クロックリカバリー回路
９７Ａの微分整流回路１２１の場合と同様に、入力され
てくるデータ信号からクロックの周波数ｆo 成分を生成
するためにデータの変化点の微分を行い、それを整流す
る。ＰＬＬ回路１３２は、発振周波数がｆo 付近である
電圧制御発振器（ＶＣＯ）、位相比較器および演算増幅
器により構成され、微分整流回路１３１の出力とＶＣＯ
の発振出力との位相比較を行い、その変化量に応じた演
算増幅器出力でＶＣＯの発振周波数を電圧制御すること
で、入力データに同期したクロックパルス信号を生成す
る。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記構
成の光ディジタル信号伝送方式では、クロックパルス信
号ＣＯを再生するための回路として、上述した如き複雑
な回路構成のクロックリカバリー回路９７を持つ必要が
あるため、経済性の点で課題がある。特に、装置間で大
量のデータを伝送したい場合には、このクロックリカバ
リー回路９７を持つ伝送系が幾つも必要となってくる。

【０００８】一方、装置間で大量のデータ伝送を行う光
ディジタル信号伝送方式の他の従来例として、図１４に
示す並列光伝送方式のものがある。この並列光伝送方式
は、図９の送信系と同じ構成のＮ個の送信系１４１-1〜
１４１-nと、図９の受信系からクロックリカバリー回路
９７を除いたＮ個の受信系１４２-1〜１４２-nとを有
し、Ｎ個のデータ信号ＤＩ１〜ＤＩｎをＮ本の光ファイ
バ１４３-1〜１４３-nを経由して並列に伝送し、さらに
別の送信系１４４、光ファイバ１４５および受信系１４
６でクロック信号ＣＫを伝送するようになっている。図
１５に、光信号Ｐ１〜Ｐｎ＋１、光受信回路出力電圧Ｖ
Ｏ１〜ＶＯｎ＋１、出力データ信号ＤＯ１〜ＤＯｎ及び
出力クロック信号ＣＫＯの各波形を示す。

【０００９】しかしながら、上述した従来の並列光伝送
方式では、並列伝送用のＮ本の光ファイバ１４３-1〜１
４３-nの遅延バラツキに起因するスキューの問題から伝
送距離に制限が生ずるという課題があった。ここで、遅
延バラツキに起因するスキューについて詳述する。伝送
路となる光ファイバ１４３-1〜１４３-nは各々の長さＬ
が異なるため（ファイバの曲がりも含んで）、光ファイ
バ１４３-1〜１４３-nの入力から出力までの到達時間が
各チャンネルで異なる。また、光ファイバ１４３-1〜１
４３-nを構成する材料の屈折率ｎもばらつく。

【００１０】光ファイバ１４３-1〜１４３-n中の光信号
の伝播時間Ｔは、Ｌ×ｎ（光路長と呼ばれる量）の値に
比例するので、各チャンネルの光ファイバ１４３-1〜１
４３-nに同時刻に入力しても、出力側では位相の異なる
データとなってしまう。このような位相ずれを、一般的
にスキューと呼んでいる。並列伝送を行う場合の各チャ
ンネルデータは、時間軸上で独立している場合と、各チ
ャンネル相互間で時間軸上で関連を持つ場合があるが、
伝送後の受信点において、前者は各データとクロックの
位相が揃っている必要があり、後者では各データ間およ
びクロック間で位相が揃っている必要があり、図１４に
示す従来の並列光伝送方式では、各チャンネル間の位相
差は１ビット以下である必要が生じるので、伝送距離に
制限が発生することになる。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明による光伝送方法
は、データ信号に応じた変調電流とクロック信号に応じ
た変調電流とを加算して得られる駆動電流によって発光
素子を駆動し、この発光素子から発せられる光信号を光
伝送路を経由して伝送する一方、この光伝送路を経た光
信号を受光素子で受光し、この受光素子の出力信号から
データ成分およびクロック成分を抽出し、このデータ成
分およびクロック成分に基づいてデータ信号を再生す
る。

【００１２】本発明による光伝送装置は、データ信号に
応じた変調電流とクロック信号に応じた変調電流とを加
算して得られる駆動電流によって発光素子を駆動する光
送信回路と、発光素子から発せられる光信号を伝送する
光伝送路と、この光伝送路を経由して伝送された光信号
を受光素子で受光し、この受光素子の出力信号からデー
タ成分およびクロック成分を抽出する光受信回路と、こ
の光受信回路で抽出されたデータ成分およびクロック成
分に基づいてデータ信号を再生するデータ再生回路とを
備えている。

【００１３】上記の光伝送方法およびその装置におい
て、先ず送信系では、データ信号に応じた変調電流とク
ロック信号に応じた変調電流とを加算し、この加算電流
を駆動電流として発光素子を駆動する。この発光素子か
ら発せられる光信号は、光伝送路を経由して受信系へ伝
送される。一方、受信系では、光伝送路を経由して伝送
された光信号を受光素子で受光し、この受光素子の出力
信号からデータ成分およびクロック成分を抽出する。そ
して、抽出したデータ成分およびクロック成分に基づい
てデータ信号を再生する。

【００１４】本発明による他の光伝送方法は、複数のデ
ータ信号の各々に基準フレーム信号を挿入し、この基準
フレーム信号が挿入された複数のデータ信号に応じた変
調電流と基準クロック信号に応じた変調電流とを加算し
て得られる駆動電流の各々によって複数個の発光素子を
駆動し、この複数個の発光素子から発せられる光信号を
複数の光伝送路を経由して伝送するとともに、基準クロ
ック信号に応じた変調電流と基準フレーム信号に応じた
変調信号とを加算して得られる駆動電流によって発光素
子を駆動し、この発光素子から発せられる光信号を複数
の光伝送路とは別の光伝送路を経由して伝送する一方、
複数の光伝送路を経た光信号を複数個の受光素子で受光
し、この複数個の受光素子の各出力信号からデータ成分
およびクロック成分を抽出し、このデータ成分およびク
ロック成分に基づいて複数のデータ信号を再生するとと
もに、別の光伝送路を経た光信号を受光素子で受光し、
この受光素子の出力信号からクロック成分およびフレー
ム成分を抽出し、このクロック成分およびフレーム成分
に基づいて基準クロック信号および基準フレーム信号を
再生し、この再生された基準クロック信号および基準フ
レーム信号に基づいて、再生された複数のデータ信号の
ビット同期および位相同期をとる。

【００１５】本発明による他の光伝送装置は、基準フレ
ーム信号を生成するフレーム生成回路と、複数のデータ
信号の各々に対して基準フレーム信号を挿入する複数個
のフレーム挿入回路と、基準フレーム信号が挿入された
複数個のデータ信号に応じた変調電流と基準クロック信
号に応じた変調電流とを加算して得られる駆動電流の各
々によって複数個の第１の発光素子を駆動する複数個の
第１の光送信回路と、複数個の第１の発光素子から発せ
られた各光信号をそれぞれ伝送する複数の光伝送路と、
基準クロック信号に応じた変調電流と基準フレーム信号
に応じた変調電流とを加算して得られる駆動電流によっ
て第２の発光素子を駆動する第２の光送信回路と、この
第２の発光素子から発せられた光信号を伝送する複数の
光伝送路とは別の光伝送路と、複数の光伝送路を経た各
光信号を複数個の受光素子で受光し、これら受光素子の
各出力信号からデータ成分およびクロック成分を抽出す
る複数個の第１の光受信回路と、複数個の第１の光受信
回路の各々で抽出されたデータ成分およびクロック成分
に基づいて複数のデータ信号を再生するとともに、各デ
ータ信号からフレーム信号を分離する複数個のデータ再
生回路と、別の光伝送路を経た光信号を受光素子で受光
し、この受光素子の出力信号からクロック成分およびフ
レーム成分を抽出する第２の光受信回路と、この第２の
光受信回路で抽出されたクロック成分およびフレーム成
分に基づいて基準クロック信号および基準フレーム信号
を再生する信号再生回路と、この信号再生回路で再生さ
れた基準クロック信号および基準フレーム信号に基づい
て、複数個のデータ再生回路で再生された複数のデータ
信号のビット同期および位相同期をとる複数個の同期回
路とを備えている。

【００１６】上記の他の光伝送方法およびその装置にお
いて、並列光伝送を行うに際し、先ず送信系では、複数
のデータ信号の各々に基準フレーム信号を挿入し、この
基準フレーム信号が挿入された複数のデータ信号に応じ
た変調電流と基準クロック信号に応じた変調電流とを加
算し、これら加算電流を駆動電流として複数個の発光素
子をそれぞれ駆動する。この複数個の発光素子から発せ
られる光信号は、複数の光伝送路を経由して受信系へ伝
送される。同時に、基準クロック信号に応じた変調電流
と基準フレーム信号に応じた変調信号とを加算し、この
加算電流を駆動電流として発光素子を駆動し、この発光
素子から発せられる光信号については、複数の光伝送路
とは別の光伝送路を経由して受信系へ伝送される。

【００１７】一方、受信系では、複数の光伝送路を経由
して伝送された各光信号を複数個の受光素子で受光し、
この複数個の受光素子の各出力信号からデータ成分およ
びクロック成分を抽出し、このデータ成分およびクロッ
ク成分に基づいて複数のデータ信号を再生する。同時
に、別の光伝送路を経た光信号を受光素子で受光し、こ
の受光素子の出力信号からクロック成分およびフレーム
成分を抽出し、このクロック成分およびフレーム成分に
基づいて基準クロック信号および基準フレーム信号を再
生する。そして、スキューフリー化のために、この再生
された基準クロック信号および基準フレーム信号に基づ
いて、再生された複数のデータ信号のビット同期をとる
とともに、位相同期をとる。

【００１８】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を参照しつつ詳細に説明する。図１は、本発明の
一実施形態を示す構成図である。図１において、送信系
は、入力データ信号ＤＩに応じた変調電流Ｉｏを出力す
る第１の駆動回路（Ｔ１１）１１と、入力クロック信号
ＣＩに応じた変調電流２Ｉｏを出力する第２の駆動回路
（Ｔ１２）１２と、両駆動電流Ｉｏ，２Ｉｏを加算する
加算器１３と、その加算電流によって変調駆動される発
光素子であるレーザダイオード（ＬＤ）１４とからなる
光送信回路１５により構成されている。この光送信回路
１５において、第２の駆動回路１２の変調電流は、第１
の駆動回路１１の変調電流Ｉｏの必ずしも２倍である必
要はなく、受信側においてクロック信号ＣＩをデータ信
号ＤＩと弁別できる電流量であれば良い。

【００１９】光送信回路１５の具体的な回路構成の一例
を図２に示す。図２において、第１の駆動回路１１は、
エミッタが共通接続されかつ入力データ信号ＤＩおよび
その逆相の信号を各ベース入力とする差動対トランジス
タＱ１，Ｑ２と、そのエミッタ共通接続点にコレクタが
接続された電流源トランジスタＱ３と、そのエミッタと
グランド間に接続された抵抗Ｒ１とから構成されてい
る。電流源トランジスタＱ３には、電流Ｉｏが流れる。

【００２０】第２の駆動回路１２は、エミッタが共通接
続されかつ入力クロック信号ＣＩおよびその逆相の信号
を各ベース入力とする差動対トランジスタＱ４，Ｑ５
と、そのエミッタ共通接続点に各コレクタが接続された
電流源トランジスタＱ６，Ｑ７と、それらのエミッタと
グランド間に接続された抵抗Ｒ２，Ｒ３とから構成され
ている。電流源トランジスタＱ６，Ｑ７の各々には、電
流源トランジスタＱ３と同じ電流Ｉｏが流れる。これら
駆動回路１１，１２におけるトランジスタＱ２，Ｑ５の
各コレクタが共通接続されることで加算器１３を構成
し、その共通接続点がレーザダイオード１４のカソード
に接続されている。

【００２１】レーザダイオード１４のアノードは電源Ｖ
ｃｃに接続され、そのカソードは電流源２１を介して接
地されている。この電流源２１には、バイアス電流Ｉｂ
が流れている。ところで、一般的に、レーザダイオード
１４の電流対光出力特性は大きな温度特性を有している
ことから、光出力電力を温度に対して安定化するため
に、何らかの温度補償を施す必要がある。この温度補償
を施すために、光送信回路１５は、光出力電力を温度等
の変動に対して自動的に安定化制御を行うＡＰＣ(Autom
atic Power Control) ２２を内蔵している。

【００２２】温度補償のより一般的な方法が負帰還制御
によるＡＰＣである。負帰還制御を行うためには、レー
ザダイオード１４の光出力を検出する必要がある。そこ
で、レーザダイオード１４が前方光（伝送路へ送出され
る）と後方光とを出力する特徴を利用して後方光をモニ
ター用ホトダイオード２３で受光し、レーザダイオード
１４の光出力を検出する。モニター用ホトダイオード２
３は、一般的に、レーザダイオード１４と同一パッケー
ジ内に一体的に実装される。

【００２３】モニター用ホトダイオード２３からの受光
電流は、プリアンプ２４で電流‐電圧変換され、インバ
ータ２５を経た後、その電圧振幅のピークがピーク検出
回路２６で検出される。このピーク検出回路２６の検出
電圧は、オペアンプ２７に供給される。オペアンプ２７
は、ピーク検出回路２６の検出電圧が参照電圧Ｖｐと同
一値になるように電流源トランジスタＱ３，Ｑ６，Ｑ７
の各ベース入力を制御する。これにより、レーザダイオ
ード１４の駆動電流（Ｉｏ＋２Ｉｏ）が制御され、よっ
てレーザダイオード１４の光出力が安定化される。

【００２４】再び図１において、レーザダイオード１４
では、図３に示す駆動電流対発光電力の特性に基づいて
強度変調方式により光信号が生成される。この光信号
は、光伝送路を形成する光ファイバ１６を経由して受信
系に伝送される。受信系において、この伝送された光信
号は、受光素子であるホトダイオード１７によって受光
される。ホトダイオード１７は、受光した光信号を電流
信号に変換する。この電流信号は光受信回路（ＲＡ）１
８に供給される。光受信回路１８は、ホトダイオード１
７からの電流信号に基づいてデータ成分Ｖｏｄおよびク
ロック成分Ｖｏｃを得るためものものである。

【００２５】光受信回路１８の具体的な回路構成の一例
を図４に示す。図４において、光受信回路１８は、ホト
ダイオード１７からの電流信号を電流‐電圧変換するプ
リアンプ４１と、所定の時定数を持つＡＧＣ増幅器４２
と、このＡＧＣ増幅器４２の出力電圧ｖo を電圧識別レ
ベルＶｔｈ２と比較する比較器４３と、ＡＧＣ増幅器４
２の出力電圧ｖo を電圧識別レベルＶｔｈ３と比較する
比較器４４とから構成されている。電圧識別レベルＶｔ
ｈ２，Ｖｔｈ３は、ＡＧＣ増幅器４２の出力電圧ｖo に
対して図５（Ａ）に示す関係になるように設定されてい
る。

【００２６】これにより、比較器４３は、ＡＧＣ増幅器
４２の出力電圧ｖo を電圧識別レベルＶｔｈ２と比較す
ることにより、クロック成分Ｖｏｃを抽出する。また、
比較器４４は、ＡＧＣ増幅器４２の出力電圧ｖo を電圧
識別レベルＶｔｈ３と比較することにより、データ成分
Ｖｏｄを抽出する。クロック成分Ｖｏｃおよびデータ成
分Ｖｏｄの各波形を図５（Ｂ）に示す。一方、ＡＧＣ増
幅器４２では、データ成分Ｖｏｄを比較器４４で抽出す
る際、ＡＧＣ増幅器４２の受信データ出力のピーク値を
長時間ホールドしておく必要があることから、その時定
数が大きく設定されている。

【００２７】光受信回路１８から出力されるデータ成分
Ｖｏｄは、データ再生回路としてのＤ‐Ｆ／Ｆ１９のデ
ータ（Ｄ）入力となり、またクロック成分Ｖｏｃは、遅
延回路２０で所定の時間だけ遅延されてＤ‐Ｆ／Ｆ１９
のクロック（ＣＫ）入力になるとともに、そのままクロ
ック信号ＣＯとして外部へ出力される。Ｄ‐Ｆ／Ｆ１９
は、遅延回路２０で若干遅延されたクロック成分Ｖｏｃ
に同期してデータ成分Ｖｏｄをセットアップ／ホールド
することで元のデータ信号を再生し、そのＱ出力をデー
タ信号ＤＯとする。クロック信号ＣＯおよびデータ信号
ＤＯの各波形を図５（Ｃ）に示す。

【００２８】ここで、クロック成分Ｖｏｃに対して遅延
回路２０で若干の遅延を与える必要性について説明す
る。Ｄ‐Ｆ／Ｆ１９にて元のデータ信号を時間軸上再生
する訳であるが、その際、良好にクロック成分にて入力
データを判別するためにはＤ‐Ｆ／Ｆ１９のセットアッ
プ時間とホールド時間に対して時間的余裕を与えてやる
必要がある。そのために、遅延回路２０を通すことによ
ってクロック成分Ｖｏｃに時間的余裕を与えてやる。そ
の遅延量としては、一般的なＤ‐Ｆ／Ｆを仮定した場
合、１クロック長をＴとすると、Ｔ／４が最適な遅延量
となる。

【００２９】上述したように、入力データ信号ＤＩに応
じた変調電流Ｉｏと入力クロック信号ＣＩに応じた変調
電流２Ｉｏとを加算して得られる駆動電流（Ｉｏ＋２Ｉ
ｏ）によってレーザダイオード１４を駆動し、このレー
ザダイオード１４から発せられる光信号を光ファイバ１
６を経由して伝送する一方、ホトダイオード１７でその
光信号を受信し、その受信出力から光受信回路１８でデ
ータ成分Ｖｏｄとクロック成分Ｖｏｃとを抽出し、この
クロック成分Ｖｏｃに基づいてデータ信号ＤＯを再生す
るようにしたことにより、従来のような複雑な回路構成
のクロックリカバリー回路を用いなくても、データ再生
が可能となる。

【００３０】次に、デジタル電子交換機間相互のインタ
ーコネクション並列光伝送などの装置間並列光伝送に採
用した場合の適用例について説明する。並列光伝送を行
う場合の各チャンネルデータは、時間軸上で独立してい
る場合と、各チャンネル相互間で時間軸上で関係を持つ
場合がある。図６は、各チャンネルデータが時間軸上で
独立している場合に適用した本発明の他の実施形態を示
す構成図である。

【００３１】この並列光伝送方式では、図６から明らか
なように、図１の送信系および受信系をそのままＮ個並
列に配置し、Ｎ個の入力データ信号ＤＩ１〜ＤＩｎを各
入力クロック信号ＣＩ１〜ＣＩｎと共にＮ本の光ファイ
バ１６-1〜１６-nを経由して伝送する構成となってい
る。この際の並列数Ｎ（Ｎは整数）はＮ≧１とし、単一
伝送に対しても適用可能とする。ただし、Ｎ＝１の場合
は、図１の構成そのものとなる。このように、図１の送
信系および受信系をそのままＮ個並列に配置した構成を
採ることにより、簡単な回路構成にて装置間で大量のデ
ータを伝送できることになる。

【００３２】図７および図８は、各チャンネルデータが
各チャンネル相互間で時間軸上で関係を持つ場合に適用
した本発明のさらに他の実施形態を示す構成図であり、
図７は送信系の構成を、図８は受信系の構成をそれぞれ
示している。

【００３３】先ず、図７の送信系において、フレーム生
成回路７１で基準クロック信号ＣＫ０に基づいて基準フ
レーム信号Ｆ０を生成し、この基準フレーム信号Ｆ０を
フレーム挿入回路７２-1〜７２-nにて各入力データ信号
Ｄ１〜Ｄｎに対して同タイミングで挿入する。基準フレ
ーム信号Ｆ０が挿入された各入力データ信号Ｄ１〜Ｄｎ
は、第１の駆動回路（Ｔ１１〜Ｔｎ１）１１-1〜１１-n
に供給される。また、基準クロック信号ＣＫ０に基づく
基準伝送クロック信号ＣＫ０′は、第２の駆動回路（Ｔ
１２〜Ｔｎ２）１２-1〜１２-nに供給される。

【００３４】以降の回路構成および回路動作は、図１の
実施形態の場合と同様である。すなわち、基準フレーム
信号Ｆ０が挿入され各入力データ信号Ｄ１〜Ｄｎに応じ
た変調電流と、基準伝送クロック信号ＣＫ０′に応じた
変調電流とが加算器１３-1〜１３-nで加算され、その加
算電流である駆動電流によってレーザダイオード１４-1
〜１４-nが駆動される。そして、レーザダイオード１４
-1〜１４-nから発せられる光信号が、各光ファイバ１６
-1〜１６-nを経由して受信系に伝送される。

【００３５】また、Ｎ個のデータ伝送系とは別に、クロ
ック伝送系が設けられている。すなわち、基準伝送クロ
ック信号ＣＫ０′が第１の駆動回路（Ｔ０１）１１-0
に、基準フレーム信号Ｆ０が第２の駆動回路（Ｔ０２）
１２-0にそれぞれ供給され、各入力データ信号Ｄ１〜Ｄ
ｎと共に基準伝送クロック信号ＣＫ０′にも基準フレー
ム信号Ｆ０を同タイミングで挿入するようにしている。
すなわち、基準伝送クロック信号ＣＫ０′に応じた変調
電流と、基準フレーム信号Ｆ０に応じた変調電流とが加
算器１３-0で加算され、その加算電流である駆動電流に
よってレーザダイオード１４-0が駆動される。そして、
レーザダイオード１４-0から発せられる光信号が、光フ
ァイバ１６-0を経由して受信系に伝送される。

【００３６】次に、受信系の回路構成について説明す
る。受信系において、光ファイバ１６-1〜１６-n，１６
-0を経由して伝送された各光信号はホトダイオード１７
-1〜１７-n，１７-0で受光される。ホトダイオード１７
-1〜１７-n，１７-0の各出力信号は、光受信回路（ＲＡ
１〜ＲＡｎ）１８-1〜１８-n，１８-0に供給され、さら
にＤ‐Ｆ／Ｆ１９-1〜１９-n，１９-0および遅延回路２
０-1〜２０-n，２０-0を経由することで、フレーム信号
Ｆ０を含むデータ信号およびクロック信号が再生され
る。この再生されたデータ信号およびクロック信号は、
フレーム分離回路８１-1〜８１-n，８１-0に供給され
る。

【００３７】フレーム分離回路８１-1〜８１-nは、受信
したデータ信号からフレーム信号Ｆ０を分離し、このフ
レーム信号Ｆ０が分離されたデータ信号、クロック信号
およびフレーム信号を同期回路である。エラスティック
ストア（以下、ＥＳと略称する）８２-1〜８２-nに供給
する。一方、フレーム分離回路８１-0で分離されたクロ
ック信号はそのままクロック信号ＣＫ０として外部に出
力され、さらに基準フレーム信号Ｆ０と共にＥＳ８２-1
〜８２-nに供給される。

【００３８】ここで、ＥＳ８２-1〜８２-nの具体的な構
成について説明する。なお、ＥＳ８２-1〜８２-nは全て
同じ構成となっているので、以下、ＥＳ８２-1を例にと
って説明するものとする。このＥＳ８２-1は、シリアル
データをパラレルデータに変換する直列／並列（Ｓ／
Ｐ）変換回路８３と、パラレルデータを再度シリアルデ
ータに変換する並列／直列（Ｐ／Ｓ）変換回路８４と、
データを一時的に格納するメモリ（ＭＥＭ）８５と、そ
の書き込み制御をなす書き込みアドレスカウンタ（ＷＡ
Ｃ）８６および読み出し制御をなす読み出しアドレスカ
ウンタ（ＲＣＡ）８７から構成されている。

【００３９】直列／並列変換回路８３はデータ信号に重
畳されて伝送されたクロック信号ＣＫ１に同期して動作
し、並列／直列変換回路８４は各データ信号とは別に伝
送されたクロック信号ＣＫ０に同期して動作する。ま
た、書き込みアドレスカウンタ８６はデータ信号に挿入
されて伝送されたフレーム信号Ｆ１に同期して動作し、
読み出しアドレスカウンタ８７はクロック信号ＣＫ０に
重畳されて伝送された基準フレーム信号Ｆ０に同期して
動作する。

【００４０】上記構成のＥＳ８２-1〜８２-nにおいて、
並列伝送された各データ信号の伝送遅延バラツキに対し
て、２度読みやデータ抜けによるビット誤りを防ぐため
に、ビット同期（各データと基準クロックとの変化点が
揃っている）を確立する必要がある。そこで、直列／並
列変換回路８３では、各データを直列／並列変換するこ
とで、伝送遅延バラツキを相対的に抑制し、位相余裕を
増加させた状態で基準伝送クロック信号ＣＫ０でタイミ
ング識別を行う。その後、再度並列／直列変換回路８４
で並列／直列変換し、各パラレルデータを元に戻すこと
により、ビット同期を確立する。

【００４１】次に、各ＥＳ８２-1〜８２-nにおいて、並
列伝送された各データ信号から分離されたフレーム信号
Ｆ１〜Ｆｎで書き込みアドレスカウンタ８６を動作させ
る一方、基準伝送クロック信号ＣＫ０と共に伝送された
基準フレーム信号Ｆ０で読み出しアドレスカウンタ８７
を動作させることにより、メモリ８２-1〜８２-nにおれ
る各データ信号の書き込み／読み出しを行う。これによ
り、並列伝送された各データ信号の位相同期が、基準フ
レーム信号Ｆ０にしたがって確立する。すなわち、チャ
ンネル相互間で時間軸上データの配列関係が揃うことに
なる。

【００４２】上述したように、装置間並列光伝送方式に
おいて、各データ信号Ｄ１〜Ｄｎに基準フレーム信号Ｆ
０を挿入するとともに、基準伝送クロック信号ＣＫ０を
重畳して伝送する一方、基準伝送クロック信号ＣＫ０に
基準フレーム信号Ｆ０を重畳して別系統で伝送し、受信
系にはＥＳ８２-1〜８２-nを設けて各チャンネルのデー
タのビット同期と位相同期を確立するようにしたことに
より、伝送距離によらずスキューフリーな並列光伝送が
可能となる。

【００４３】

【発明の効果】以上説明したように、本発明による光伝
送方法およびその装置によれば、データ信号に応じた変
調電流とクロック信号に応じた変調電流とを加算して得
られる駆動電流によって発光素子を駆動し、この発光素
子から発せられる光信号を光伝送路を経由して伝送する
一方、光伝送路を経た光信号を受光素子で受光し、この
受光素子の出力信号からデータ成分およびクロック成分
を抽出し、このデータ成分およびクロック成分に基づい
てデータ信号を再生するようにしたことにより、従来の
ような複雑な回路構成のクロックリカバリー回路を用い
なくてもデータ信号を再生できるため、簡単な回路構成
にて光伝送が可能となる。

【００４４】また、本発明による他の光伝送方法および
その装置によれば、複数のデータ信号の各々に基準フレ
ーム信号を挿入し、さらに基準クロック信号を重畳して
複数の光伝送路を経由して伝送するとともに、これとは
別の光伝送路で基準クロック信号に基準フレーム信号を
重畳して伝送する一方、複数の光伝送路を経た光信号を
複数個の受光素子で受光し、各受光出力からデータ成分
およびクロック成分を抽出し、このデータ成分およびク
ロック成分に基づいて複数のデータ信号を再生するとと
もに、別の光伝送路を経た光信号を受光素子で受光し、
その受光出力からクロック成分およびフレーム成分を抽
出し、このクロック成分およびフレーム成分に基づいて
基準クロック信号および基準フレーム信号を再生し、こ
の再生された基準クロック信号および基準フレーム信号
に基づいて、再生された複数のデータ信号のビット同期
および位相同期をとるようにしたので、伝送距離によら
ずスキューフリーな並列光伝送が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態を示す構成図である。

【図２】光送信回路の一例を示す回路図である。

【図３】レーザダイオードの駆動電流対発光電力の特性
図である。

【図４】光受信回路の一例を示す回路図である。

【図５】受信系の各部の波形図である。

【図６】本発明の他の実施形態を示す構成図である。

【図７】本発明のさらに他の実施形態を示す構成図（そ
の１）である。

【図８】本発明のさらに他の実施形態を示す構成図（そ
の２）である。

【図９】一従来例を示す構成図である。

【図１０】レーザダイオードの駆動電流対発光電力の特
性図である。

【図１１】光受信回路の一例を示すブロック図である。

【図１２】クロックリカバリー回路の一例を示すブロッ
ク図である。

【図１３】クロックリカバリー回路の他の例を示すブロ
ック図である。

【図１４】他の従来例を示す構成図である。

【図１５】図１４の各部の波形図である。

【符号の説明】

１１，１１-0〜１１-n 第１の駆動回路 １２，１２-0〜１２-n 第２の駆動回路 １４，１４-0〜１４-n レーザダイオード １５ 光送信回路 １６，１６-0〜１６-n 光ファイバ １７，１７-0〜１７-n ホトダイオード １８，１８-0〜１８-n 光受信回路 １９，１９-0〜１９-n Ｄ型フリップフロップ ２０，２０-0〜２０-n 遅延回路 ７１ フレーム生成回路 ７２-1〜７２-n フレーム挿入回路 ８１-0〜８１-n フレーム分離回路 ８２-1〜８２-n エラスティックストア

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 データ信号に応じた変調電流とクロック
   信号に応じた変調電流とを加算して得られる駆動電流に
   よって発光素子を駆動し、この発光素子から発せられる
   光信号を光伝送路を経由して伝送する一方、 前記光伝送路を経た光信号を受光素子で受光し、この受
   光素子の出力信号からデータ成分およびクロック成分を
   抽出し、このデータ成分およびクロック成分に基づいて
   データ信号を再生することを特徴とする光伝送方法。
2. 【請求項２】 請求項１記載の光伝送方法を用いて複数
   のデータ信号を並列に伝送することを特徴とする光伝送
   方法。
3. 【請求項３】 複数のデータ信号の各々に基準フレーム
   信号を挿入し、 前記基準フレーム信号が挿入された前記複数のデータ信
   号に応じた変調電流と基準クロック信号に応じた変調電
   流とを加算して得られる駆動電流の各々によって複数個
   の発光素子を駆動し、この複数個の発光素子から発せら
   れる光信号を複数の光伝送路を経由して伝送するととも
   に、 前記基準クロック信号に応じた変調電流と前記基準フレ
   ーム信号に応じた変調信号とを加算して得られる駆動電
   流によって発光素子を駆動し、この発光素子から発せら
   れる光信号を前記複数の光伝送路とは別の光伝送路を経
   由して伝送する一方、 前記複数の光伝送路を経た各光信号を複数個の受光素子
   で受光し、この複数個の受光素子の各出力信号からデー
   タ成分およびクロック成分を抽出し、このデータ成分お
   よびクロック成分に基づいて複数のデータ信号を再生す
   るとともに、 前記別の光伝送路を経た光信号を受光素子で受光し、こ
   の受光素子の出力信号からクロック成分およびフレーム
   成分を抽出し、このクロック成分およびフレーム成分に
   基づいて基準クロック信号および基準フレーム信号を再
   生し、 この再生された基準クロック信号および基準フレーム信
   号に基づいて、再生された複数のデータ信号のビット同
   期および位相同期をとることを特徴とする光伝送方法。
4. 【請求項４】 データ信号に応じた変調電流とクロック
   信号に応じた変調電流とを加算して得られる駆動電流に
   よって発光素子を駆動する光送信回路と、 前記発光素子から発せられる光信号を伝送する光伝送路
   と、 前記光伝送路を経由して伝送された光信号を受光素子で
   受光し、この受光素子の出力信号からデータ成分および
   クロック成分を抽出する光受信回路と、 前記光受信回路で抽出されたデータ成分およびクロック
   成分に基づいてデータ信号を再生するデータ再生回路と
   を備えたことを特徴とする光伝送装置。
5. 【請求項５】 前記光受信回路で抽出されたクロック成
   分を所定の時間だけ遅延して前記データ再生回路に与え
   る遅延回路を有することを特徴とする請求項４記載の光
   伝送装置。
6. 【請求項６】 請求項４又は５記載の光伝送装置を複数
   個並列に配置してなることを特徴とする光伝送装置。
7. 【請求項７】 基準フレーム信号を生成するフレーム生
   成回路と、 複数のデータ信号の各々に対して前記基準フレーム信号
   を挿入する複数個のフレーム挿入回路と、 前記基準フレーム信号が挿入された前記複数個のデータ
   信号に応じた変調電流と基準クロック信号に応じた変調
   電流とを加算して得られる駆動電流の各々によって複数
   個の第１の発光素子を駆動する複数個の第１の光送信回
   路と、 前記複数個の第１の発光素子から発せられた各光信号を
   それぞれ伝送する複数の光伝送路と、 前記基準クロック信号に応じた変調電流と前記基準フレ
   ーム信号に応じた変調電流とを加算して得られる駆動電
   流によって第２の発光素子を駆動する第２の光送信回路
   と、 前記第２の発光素子から発せられた光信号を伝送する前
   記複数の光伝送路とは別の光伝送路と、 前記複数の光伝送路を経た各光信号を複数個の受光素子
   で受光し、これら受光素子の各出力信号からデータ成分
   およびクロック成分を抽出する複数個の第１の光受信回
   路と、 前記複数個の第１の光受信回路の各々で抽出されたデー
   タ成分およびクロック成分に基づいて複数のデータ信号
   を再生するとともに、各データ信号からフレーム信号を
   分離する複数個のデータ再生回路と、 前記別の光伝送路を経た光信号を受光素子で受光し、こ
   の受光素子の出力信号からクロック成分およびフレーム
   成分を抽出する第２の光受信回路と、 前記第２の光受信回路で抽出されたクロック成分および
   フレーム成分に基づいて基準クロック信号および基準フ
   レーム信号を再生する信号再生回路と、 前記信号再生回路で再生された基準クロック信号および
   基準フレーム信号に基づいて、前記複数個のデータ再生
   回路で再生された複数のデータ信号のビット同期および
   位相同期をとる複数個の同期回路とを備えたことを特徴
   とする光伝送装置。
8. 【請求項８】 前記複数個の同期回路の各々は、前記デ
   ータ再生回路で再生されたデータ信号を前記第１の光受
   信回路で抽出されたクロック成分に同期して直列／並列
   変換する直列／並列変換回路と、前記直列／並列変換回
   路の出力データを前記信号再生回路で再生された基準ク
   ロック信号に同期して並列／直列変換する並列／直列変
   換回路と、前記並列／直列変換回路を一時的に格納する
   メモリと、前記データ再生回路で分離されたフレーム信
   号に同期して前記メモリの書き込み制御を行う書き込み
   制御回路と、前記信号再生回路で再生された基準フレー
   ム信号に同期して前記メモリの読み出し制御を行う読み
   出し制御回路とを有することを特徴とする請求項７記載
   の光伝送装置。