JPH09247089A - 光受信装置 - Google Patents

光受信装置

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JPH09247089A
JPH09247089A JP8051207A JP5120796A JPH09247089A JP H09247089 A JPH09247089 A JP H09247089A JP 8051207 A JP8051207 A JP 8051207A JP 5120796 A JP5120796 A JP 5120796A JP H09247089 A JPH09247089 A JP H09247089A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 受信すべき波長の光信号が断となっても波長
多重されている隣接する波長の光信号を誤って受信する
ことのない光受信装置を提供する。 【解決手段】 互いに異なる周波数のトーン信号の重畳
された波長の近接する複数の光信号の波長多重された光
の中からその中心波長が任意の１つの光信号の波長と等
しい光フィルタにより抽出された光が、光電気変換回路
１２で受光される。トーン信号抽出回路１５は、光フィ
ルタの中心波長と等しい波長の光信号に重畳されたトー
ン信号の周波数成分を抽出する。抽出した信号レベルが
基準値以下のとき比較回路１９は識別回路１６にリセッ
ト信号を出力する。所望の波長の光信号が断のときはト
ーン信号抽出回路１５の出力が低下し識別回路１６がリ
セットされるので、たとえ隣接する波長の光信号からク
ロック信号が抽出されても、これを基に隣接する波長の
光信号を誤って識別再生することがない。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、波長の近似する複
数の光信号を波長多重して伝送する狭帯域波長多重伝送
システムで用いられる光受信装置に係わり、特に波長多
重された光信号を波長ごとに分離抽出しこれから得たク
ロック成分を基に各波長の光信号の情報を識別再生する
光受信装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】光通信では、伝送効率を上げるため、
１．３μｍ帯や１．５５μｍ帯など同一波長帯域内の波
長の異なる複数の光信号を波長多重することが行われて
いる。これにより１本の光ファイバによって多数のチャ
ンネルの情報を送ることができる。このように狭い波長
帯域内で波長多重を行い光信号を伝送する光通信システ
ムは、狭帯域波長多重伝送システムと呼ばれている。
【０００３】図４は、従来から使用されている狭帯域波
長多重伝送システムの構成の概要を表わしたものであ
る。このシステムは、波長の異なる複数の光信号を波長
多重して送出する光送信装置１０１と、送出された光信
号を伝送する光ファイバ１０２と、波長ごとに光信号を
分離して光信号を受信する光受信装置１０３とから構成
されている。
【０００４】光送信装置１１は、互いに波長の異なる光
信号を送出する第１〜第ＮのＮ個の光送信盤１０４1 〜
１０４N と、これら光送信盤の出力する光信号を波長多
重する光カップラ１０５と、波長多重された後の光信号
を所定のレベルまで増幅する光増幅器１０６を備えてい
る。各光送信盤１０４の出力する光信号は、伝送すべき
ディジタルの情報信号によって強度変調されている。
【０００５】光受信装置１０３は、光ファイバ１０２の
伝送損失により減衰した光信号を所定のレベルまで増幅
する光増幅器１０７と、光増幅器１０７の出力光をＮ個
に分岐する光カップラ１０８を備えている。また、光カ
ップラ１０８によって分岐された光のうち受光すべき光
信号に対応する波長のみを通過させる第１〜第Ｎの光バ
ンドパスフィルタ１０９1 〜１０９N と、光バンドパス
フィルタ１０９1 〜１０９N によって抽出された光信号
をそれぞれ受光し電気信号に変換する第１〜第Ｎの光受
信盤１１１1 〜１１１N を有している。第１〜第Ｎの光
バンドパスフィルタ１０９1 〜１０９N は、それぞれ添
字の番号の対応する光送信盤１０４1 〜１０４N の出力
する光信号を通過させるものである。
【０００６】図５は、図４に示した光受信盤の構成の概
要を表わしたものである。第１〜第Ｎの光受信盤１１１
1 〜１１１N の構成は同一であり、ここではその１つに
ついて説明する。光受信盤１０４は、対応する光バンド
パスフィルタ１０９の出力光を受光しこれをその光強度
に応じた電気信号１２１に変換する光電気変換回路１２
２を備えている。タイミング抽出回路１２３は、光電気
変換回路１２２の出力信号１２１からクロック成分を抽
出しクロック信号１２４を生成する回路である。識別回
路１２５は、光電気変換回路１２２の出力信号１２１を
クロック信号１２４によってサンプリングすることによ
って識別再生を行う回路である。
【０００７】光送信盤１０４は、所定の周波数のクロッ
ク信号に同期した矩形波状の変調信号によって強度変調
された光信号をそれぞれ出力する。光送信盤１０４から
送出される光信号は矩形波状であるが、伝送中の歪みに
より光受信装置１０３に到達した時点ではその波形はな
まったものになっている。タイミング抽出回路１２３
は、なまった波形からクロック成分を抽出し、また識別
回路１２５はこのクロック信号によって光電気変換回路
１２２の出力信号を打ち直すことでなまりのない矩形波
状の出力信号１２６を再生して出力するようになってい
る。
【０００８】このような構成の狭帯域波長多重伝送シス
テムでは、光送信装置１０１からＮ個の光信号が波長多
重されて送出される。光受信装置１０３は、波長多重さ
れた光信号をＮ個に分岐し、光バンドパスフィルタ１０
３1 〜１０３N Ｎによって対応する光送信盤の波長成分
だけをそれぞれ抽出する。抽出した各光信号は電気信号
に変換された後、識別再生して出力される。このように
狭帯域波長伝送システムではＮチャネル分の光信号を１
本の光ファイバによって送受信している。
【０００９】特開平５−３２７６６３号公報には、光送
信装置の出力する波長多重さた光信号に含まれる各波長
の光信号の出力レベルが一定値になるように光送信盤の
出力レベルを制御する波長多重伝送システムが開示され
ている。このシステムでは、互いに異なる低周波数の正
弦波信号の重畳された光信号を複数の光送信盤から出力
させる。これらを光カップラで波長多重した後、光増幅
器で増幅し、増幅後の光信号の一部をモニタ用として分
岐抽出する。
【００１０】モニタ用に抽出した光信号をフォトダイオ
ードで受光して電気信号に変換し、その出力信号の中か
ら各波長の光信号に重畳されている低周波数の正弦波信
号成分を複数のバンドパスフィルタにより周波数別に抽
出する。各バンドパスフィルタにより抽出した正弦波信
号成分の信号レベルを基にして対応する光送信盤の出力
レベルを調整している。このシステムでは、１つの波長
の光信号の出力レベルが何らかの障害により低下したよ
うな場合でも、重畳されている正弦波信号を基に波長ご
とに光送信盤の出力レベルを調整しているので、障害の
無い他の波長の光信号の出力レベルを一定に保つことが
できる。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】従来から使用されてい
る狭帯域波長多重伝送システムの光受信装置では、波長
多重された光信号を光バンドパスフィルタによって分岐
抽出している。光バンドパスフィルタの通過帯域特性
は、山なりの形状をしているでの、中心波長からある程
度波長の離れた光信号であってもわずかに通過させてし
まう。たとえば光バンドパスフィルタによって得られる
チャネル間アイソレーション特性は、中心波長から２ｎ
ｍ（ナノメートル）程度離れた点で１５ｄＢ（デシベ
ル）程度しか確保できない。このため、１ｎｍ（ナノメ
ートル）〜２ｎｍ程度の波長間隔で光信号が多重化され
ている場合には、隣接する波長の光信号が漏れ込むこと
になる。
【００１２】光バンドパスフィルタの中心波長と等しい
波長の光信号が断すると、断となった光信号を受信する
光受信盤には隣接する波長の光信号がわずかながら入力
されることになる。この入力レベルが一定以上の場合に
は、タイミング抽出回路によりクロック信号が生成さ
れ、識別回路がこのクロック信号によって隣接する波長
の光信号を誤って識別再生してしまうという問題があ
る。
【００１３】特開平５−３２７６６３号公報に開示され
た先行技術では、１つのチャネルの出力レベルが低下し
ても光送信盤から出力される他のチャネルの光信号の光
強度を一定に保つことができる。しかしながら、１つの
チャンネルの出力レベルが低下したとき、そのチャネル
に隣接するチャネルを光受信装置が誤って識別再生して
しまという先に説明したものと同様の問題が発生する。
【００１４】そこで本発明の目的は、受信すべき波長の
光信号が断となっても波長多重された隣接する波長の光
信号を誤って受信することのない光受信装置を提供する
ことにある。
【００１５】
【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明で
は、互いに周波数の異なるチャネル識別用のトーン信号
の重畳された波長の近似する複数の光信号の波長多重さ
れた光を入力するとともにこれら波長多重された複数の
光信号のうち予め定めた１つの光信号の波長と等しい中
心波長を有する光バンドパスフィルタと、この光バンド
パスフィルタの出力光を受光しその光強度に応じた電気
信号を出力する光電気変換手段と、この光電気変換手段
の出力信号からこれを識別再生するためのクロック成分
を抽出するクロック抽出手段と、このクロック抽出手段
の出力を基に光電気変換手段の出力信号を識別再生する
識別再生手段と、予め定めた１つの光信号に重畳されて
いるトーン信号の周波数成分を光電気変換手段の出力信
号から抽出するトーン信号抽出手段と、このトーン信号
抽出手段の出力レベルを所定の基準値と比較する比較手
段と、トーン信号抽出手段の出力レベルが基準値以下で
あることをこの比較手段の比較結果が示しているとき識
別再生手段による識別再生動作を停止させる識別再生停
止手段とを光受信装置に具備させている。
【００１６】すなわち請求項１記載の発明では、光バン
ドパスフィルタの中心波長と等しい波長の光信号が到来
しているときは、その光信号に重畳されているトーン信
号がトーン信号抽出手段から基準値以上のレベルで抽出
される。この結果、識別再生手段の動作は停止されるこ
となく光信号の受信が行われる。一方、光バンドパスフ
ィルタの中心波長と等しい波長の光信号が断となったと
きは、隣接する波長の光信号だけがわずかであるが光電
気変換手段により受光される。このわずかな光からクロ
ック抽出手段が隣接する波長の光信号に含まれるクロッ
ク成分を抽出することもある。しかしながら、隣接した
波長の光信号に重畳されたトーン信号の周波数は、トー
ン信号抽出手段の抽出する周波数帯域と異なるのでトー
ン信号抽出手段の出力レベルは基準値以下に低下する。
これにより、たとえクロック成分が抽出されたとして
も、識別再生手段の動作が停止され隣接する波長の光信
号を誤って受信してしまうことがない。
【００１７】請求項２記載の発明では、トーン信号抽出
手段は、光電気変換手段の出力信号の中から予め定めた
１つの光信号に重畳されているトーン信号の周波数成分
を抽出するバンドパスフィルタと、このバンドパスフィ
ルタの出力のピーク値を検出するピーク検出回路とを具
備している。
【００１８】すなわち請求項２記載の発明では、バンド
パスフィルタでトーン信号の周波数成分を抽出し、ピー
ク検出手段によってそのピーク値を検出してこれをトー
ン抽出手段の出力信号としている。ピーク検出ことによ
り抽出したトーン信号の振幅の最大値に応じた出力信号
を得ることができ、基準値と容易に比較することができ
る。
【００１９】請求項３記載の発明では、識別再生停止手
段は、トーン信号抽出手段の出力レベルが所定の基準値
以下のときクロック抽出手段から識別再生手段へのクロ
ックの供給を停止させている。
【００２０】すなわち請求項３記載の発明では、識別再
生手段へのクロック信号の供給を止めることによって識
別再生動作を停止させている。
【００２１】請求項４記載の発明では、識別再生停止手
段は、トーン信号抽出手段の出力レベルが所定の基準値
以下のとき識別再生手段にリセット信号を送出してい
る。
【００２２】すなわち請求項４記載の発明では、リセッ
ト信号によって識別再生手段の動作を停止させている。
【００２３】
【発明の実施の形態】
【００２４】
【実施例】図１は、本発明の一実施例における光受信装
置の構成の概要を表わしたものである。図１に示す光受
信装置１１は、図４に示した狭帯域波長多重伝送システ
ムにおいて用いられる各光受信盤１１１に対応してい
る。光受信装置１１に入力される光信号は、波長多重さ
れている光信号のうちの１つを光バンドパスフィルタに
よって抽出したものである。また、波長多重されている
各光信号は、所定のビットレートのディジタル信号に波
長識別用の低周波数の正弦波信号であるトーン信号の重
畳された変調信号により強度変調されたものである。
【００２５】ここでは、１つのチャンネル（１つの波長
の光信号）当たりのビットレートは２．４Ｇｂ／ｓ（ギ
ガ・ビット・パー・セコンド）になっている。また、波
長多重されている光信号は１５５０ｎｍ帯のものであ
り、１５４８ｎｍ、１５４９ｎｍ、１５５０ｎｍ、１５
５１ｎｍ、１５５２ｎｍ、１５５３ｎｍ、１５５４ｎ
ｍ、１５５５ｎｍの８つの波長の光が多重化されたもの
である。各波長の光信号に重畳されているトーン信号の
周波数は３０ＫＨｚ（キロ・ヘルツ）から４６ＫＨｚま
で２ＫＨｚ間隔にとっている。また、トーン信号の変調
度は２〜３パーセント程度になっている。
【００２６】波長が１５４８ｎｍの光信号には３０ＫＨ
ｚのトーン信号を重畳しており、以下光信号の波長が１
ｎｍ増加するごとにそれに重畳するトーン信号の周波数
を２ＫＨｚずつ増加させている。
【００２７】光送信装置１１に入力された光信号は、光
電気変換回路１２に入力され、光信号の強度に応じた電
気信号に変換される。光電気変換回路１２の出力信号１
３は、タイミング抽出回路１４、トーン信号抽出回路１
５および識別回路１６にそれぞれ入力される。タイミン
グ抽出回路１４は、光電気変換回路１２の出力信号１３
からディジタル信号のクロック成分を抽出し、クロック
信号１７を出力する回路である。トーン信号抽出回路１
５は、光電気変換回路１２によって受信した光信号に重
畳されているトーン信号の周波数成分を抽出し、そのピ
ーク値に対応したレベルのレベル信号１８を出力する回
路である。たとえば、波長が１５５０ｎｍの光信号を受
光している場合には、トーン信号抽出回路１５により３
４ＫＨｚのトーン信号が抽出される。
【００２８】識別回路１６は、光電気変換回路１２の出
力信号１３をクロック信号１７によって打ち直すことに
よって識別再生する回路である。比較回路１９には、ト
ーン信号抽出回路１５の出力するレベル信号１８と、基
準電圧源２１の出力する基準電圧信号２２が入力されて
いる。比較回路１９は、レベル信号１８と基準電圧信号
２２の電圧値を比較し、レベル信号１８が基準電圧信号
２２以下の電圧になったときリセット信号２３を出力す
る。識別回路１６は、リセット信号２３が入力されてい
ない間は識別再生動作を行い、リセット信号２３が入力
されているときは識別再生動作を停止するようになって
いる。
【００２９】図２は、図１に示したトーン信号抽出回路
の回路構成の概要を表わしたものである。トーン信号抽
出回路１５は、受信すべき光信号に重畳されているトー
ン信号の周波数とその通過中心周波数の一致したバンド
パスフィルタ３１と、バンドパスフィルタ３１の出力す
る正弦波信号を所定の利得で増幅するとともに、そのピ
ーク値を検出するピーク検出回路３２を備えている。
【００３０】図３は、狭帯域波長伝送システムの光送信
装置で用いられる光送信盤の構成の概要を表わしたもの
である。光送信盤は、予め定められた周波数の正弦波信
号であるトーン信号４１を生成するトーン信号発生回路
４２を備えている。重畳回路４３は、伝送すべきディジ
タル信号４４をトーン信号４１により数パーセントの変
調度で変調することで、ディジタル信号４４にトーン信
号４１を重畳する回路である。重畳回路４３の出力信号
４５は、光信号４６を出力する半導体レーザ４７を駆動
する半導体レーザ駆動回路４８に入力されている。
【００３１】半導体レーザ駆動回路４６は、重畳回路４
３の出力信号４５の振幅に応じて半導体レーザ４７を駆
動する。これにより、半導体レーザ４７の出力する光信
号４６は、ディジタル信号４４にトーン信号４１の重畳
された信号によって強度変調されたものとなる。光送信
盤の出力する光信号の波長ごとに重畳するトーン信号の
周波数を相違させることにより、波長多重された光信号
のそれぞれに固有の周波数のトーン信号を載せている。
【００３２】図１に示した光受信装置１１に本来受信す
べき波長の光信号が到来しているときは、トーン信号抽
出回路１５から基準電圧信号２２以上の電圧値のレベル
信号１８が出力される。その結果、比較回路１９からは
リセット信号が出力されず、識別回路１６が動作し、識
別再生された出力が識別回路１６から得られる。
【００３３】一方、本来受信すべき波長の光信号が断と
なった場合には、これと波長の隣接する光信号が光バン
ドパスフィルタを通過してわずかに光電気変換回路１２
に入力される。このため、光電気変換回路１２から低レ
ベルの出力信号１３が出力される。タイミング抽出回路
１４は、このような低レベルの出力信号１３からもクロ
ック信号を抽出できる場合がある。しかしながら、低レ
ベルの出力信号１３に含まれているトーン信号の周波数
は、トーン信号抽出回路１５の通過帯域外のものである
ので、トーン信号抽出回路１５の出力レベルは、回路固
有のノイズレベル程度にまで低下する。
【００３４】すなわち、隣接する波長の光信号は光バン
ドパスフィルタの中心波長と異なるので、光電気変換回
路１２に到達する光量はかなり減衰される。さらにこの
光に含まれるトーン信号の周波数はトーン信号抽出回路
１５の通過帯域外であるので、ここでも更なる減衰を受
ける。したがって、２重の減衰によりトーン信号抽出回
路１５からはノイズレベル程度の電圧の信号しか出力さ
れなくなる。
【００３５】このように受光すべき光信号が断となった
ときには、トーン信号抽出回路１５の出力信号１８の信
号レベルはノイズレベルとなり基準電圧信号２２の電圧
値以下になるので、比較回路１９からリセット信号２３
が出力される。これを受けて識別回路１６は、たとえク
ロック信号１７が供給されていても識別再生動作を停止
してその出力が無くなる。このように本来受信すべき波
長の光信号に重畳されているトーン信号の有無を検出す
ることで、誤ったチャンネルの光信号に対応しあ出力信
号１３を識別再生して下流に流すような誤った受信動作
を防止することができる。
【００３６】以上説明した実施例では、トーン信号が検
出されないとき比較回路から識別回路にリセット信号を
出力することで識別回路の動作を停止させたが、トーン
信号が検出されない場合に、タイミング抽出回路からの
クロック信号の供給を停止するようにしてもよい。クロ
ック信号の供給が停止されることにより、識別再生動作
は停止する。
【００３７】また、実施例では、１．５μｍ帯の波長の
光信号を用いたが、１．３μｍ帯あるいはこれら以外の
波長帯の光信号であってもよい。さらに波長多重される
光信号の数やその波長間隔は実施例に示したものに限定
されない。光バンドパスフィルタによって隣接する波長
の通過損失をクロック信号の再生が不可能な程度にまで
減衰できない近接した波長間隔であれば、トーン信号の
検出により誤受信を防止する効果を得ることができる。
さらに、主信号に重畳したトーン信号の周波数を３０Ｋ
Ｈｚから２ＫＨｚ間隔で４６ＫＨｚとしたが、トーン信
号の周波数はこれに限定されず、トーン信号抽出回路の
バンドパスフィルタにより十分減衰することが可能な程
度に周波数間隔が離れていればよい。
【００３８】また、実施例では、波長の増加に対応させ
て重畳するトーン信号の周波数を順次増加させたが、波
長の隣接する光信号に重畳されるトーン信号の周波数を
極力離す組み合わせにすると、急峻な特性を持たないバ
ンドパスフィルタを利用することが可能となる。たとえ
ば、３０ＫＨｚのトーン信号を１５４８ｎｍの光信号
に、３４ＫＨｚを１５４９ｎｍの光信号に、３８ＫＨｚ
を１５５０ｎｍの光信号に、３２ＫＨｚを１５５１ｎｍ
の光信号に、３６ＫＨｚを１５５２ｎｍの光信号に割り
当てる。このようにすると、トーン信号の周波数間隔は
２ＫＨｚであるが、隣接する波長の光信号に重畳されて
いるトーン信号の周波数間隔を４ＫＨｚ以上にとること
ができる。
【００３９】
【発明の効果】このように請求項１ないし請求項４記載
の発明によれば、受信すべき波長の光信号が断となった
ときはトーン信号抽出手段の出力レベルが基準値以下に
低下するので、たとえ隣接する波長の光信号からクロッ
ク成分が抽出されたとしても、識別再生手段の動作が停
止される。これにより、隣接する波長の光信号を誤って
受信してしまうことがない。
【００４０】また請求項２記載の発明によれば、バンド
パスフィルタで抽出したトーン信号のピーク値をトーン
抽出手段の出力信号としているので、基準値と容易に比
較することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例における光受信装置の構成の
概要を表わしたブロック図である。
【図２】図１に示したトーン信号抽出回路の構成の概要
を表わしたブロック図である。
【図３】光送信装置で用いられる光送信盤の構成の概要
を表わしたブロック図である。
【図４】狭帯域波長伝送システムの構成の概要を表わし
たシステム構成図である。
【図５】従来から使用されている光受信盤の構成の概要
を表わしたブロック図である。
【符号の説明】
１２ 光電気変換回路 １４ タイミング抽出回路 １５ トーン信号抽出回路 １６ 識別回路 １７ クロック信号 １９ 比較回路 ２１ 基準電圧源 ２３ リセット信号 ３１ バンドパスフィルタ ３２ ピーク検出回路 ４２ トーン信号発生回路 ４３ 重畳回路 ４７ 半導体レーザ ４８ 半導体レーザ駆動回路

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 互いに周波数の異なるチャネル識別用の
    トーン信号の重畳された波長の近似する複数の光信号の
    波長多重された光を入力するとともにこれら波長多重さ
    れた複数の光信号のうち予め定めた１つの光信号の波長
    と等しい中心波長を有する光バンドパスフィルタと、 この光バンドパスフィルタの出力光を受光しその光強度
    に応じた電気信号を出力する光電気変換手段と、 この光電気変換手段の出力信号からこれを識別再生する
    ためのクロック成分を抽出するクロック抽出手段と、 このクロック抽出手段の出力を基に前記光電気変換手段
    の出力信号を識別再生する識別再生手段と、 前記予め定めた１つの光信号に重畳されている前記トー
    ン信号の周波数成分を前記光電気変換手段の出力信号か
    ら抽出するトーン信号抽出手段と、 このトーン信号抽出手段の出力レベルを所定の基準値と
    比較する比較手段と、 前記トーン信号抽出手段の出力レベルが前記基準値以下
    であることをこの比較手段の比較結果が示しているとき
    前記識別再生手段による識別再生動作を停止させる識別
    再生停止手段とを具備することを特徴とする光受信装
    置。
  2. 【請求項２】 前記トーン信号抽出手段は、前記光電気
    変換手段の出力信号から前記予め定めた１つの光信号に
    重畳されている前記トーン信号の周波数成分を抽出する
    バンドパスフィルタと、このバンドパスフィルタの出力
    のピーク値を検出するピーク検出回路とを具備すること
    を特徴とする請求項１記載の光受信装置。
  3. 【請求項３】 前記識別再生停止手段は、前記トーン信
    号抽出手段の出力レベルが所定の基準値以下のとき前記
    クロック抽出手段から前記識別再生手段へのクロックの
    供給を停止することを特徴とする請求項１記載の光受信
    装置。
  4. 【請求項４】 前記識別再生停止手段は、前記トーン信
    号抽出手段の出力レベルが所定の基準値以下のとき前記
    識別再生手段にリセット信号を送出することを特徴とす
    る請求項１記載の光受信装置。
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