JPH10511518A

JPH10511518A - 光ｔｄｍ網内のノード

Info

Publication number: JPH10511518A
Application number: JP8520057A
Authority: JP
Inventors: デイビス、デイビッド・アーサー・オーウェン; エリス、アンドリュー・デイビッド
Original assignee: British Telecommunications PLC
Current assignee: British Telecommunications PLC
Priority date: 1994-12-23
Filing date: 1995-12-21
Publication date: 1998-11-04
Also published as: AU699962B2; KR980701168A; EP0799537B1; CN1175334A; WO1996020545A1; HK1004623A1; CA2207504A1; NO972891D0; DE69522711T2; NO972891L; MX9704743A; DE69522711D1; AU4309296A; CA2207504C; FI972645L; NZ297839A; FI972645A0; EP0799537A1; FI972645A7; US5999287A

Abstract

(57)【要約】光時分割多重通信システム用のノードと、そのようなノードを動作させる方法を開示する。この発明の実施例では、ノードは光信号を受けるためのマルチプレクサと、光放射のソースとから構成され、ソースは連続波ソースでも、また光パルスのソースでもよい。外へ向う光時分割多重信号が光放射のソースからの光パルスだけで成るようにノードが構成されている。

Description

【発明の詳細な説明】光ＴＤＭ網内のノード発明の背景この発明は光時分割多重（ＯＴＤＭ）通信システム、とくにこの種のシステムで使用するためのノードと、この種のシステムのためのノードを動作する方法とに関する。遠隔通信オペレータは、高度化が進みかつ帯域幅強調サービスに対する顧客からの需要にかなうように、再構成可能であり、かつ設置された当時よりも高いデータレートで動作する網を必要としている。光伝送リンクが、一点から別な点への網のデータ搬送能力を増大させるために遠隔通信網に利用されてきている。ＯＴＤＭ（光時分割多重）を採用して、光伝送リンク上で使用可能な帯域幅をいくつかのチャンネル間で共用するのに時間でチャンネルをインターリーブするようにしている。通信網のフレキシビリティ（融通性）を増すために、網のノードに、ときに設備を施してノードでチャンネル（単数もしくは複数）を抽き出す、すなわち“ドロップ”したり、ノードでチャンネル（単数もしくは複数）を加える、すなわち“挿入する”ことがされる。点間のＯＴＤＭシステムに対しても、またＯＴＤＭ網に対しても、ともに処理（すなわち、多重化する、多重化を解く、ドロップする、挿入すること）が電子的に行なわれるとすると、この通信システムのデータ搬送能力は電子部分の動作速度によって制限される。従って、網の各ノードで光信号を電子信号に変換し、必要とされる信号についての処理を電子的に行ない、かつ結果として生じた電子信号を前方送りのために光信号に再変換するのではなく、処理機能を光で実行して、ＯＴＤＭシステムの帯域を制限しないようにすることが望まれる。光処理を採用した実験的ＯＴＤＭシステムの多くが報告されており、例えばＤ．Ｍ．ＳｐｉｒｉｔとＬ．Ｃ．Ｂｌａｎｋの“ＯｐｔｉｃａｌＴｉｍｅＤｉｖｉｓｉｏｎＭｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇＦｏｒＦｕｔｕｒｅＨｉｇｈＣａｐａｃｉｔｙＮｅｔｗｏｒｋＡｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ”，ＢＴＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙＪｏｕｒｎａｌＶｏｌ．１１Ｎｏ．２，Ａｐｒｉｌ１９９３は同じ単一信号光ソースから発せられた光チャンネルをインターリーブしている。しかし、実用上のＯＴＤＭシステムを考えるときは、各光チャンネルは異なる光ソースから発せられ、従って、網のノードを出て行く光信号は多数の別々の光ソースからのインターリーブされたパルスを含んでいる。これら多数の光ソースが実質的に同一で、高品質の光パルスを作らない場合は、ＯＴＤＭシステムのエラーレートは後の伝送では受入れられないものとなり得る。さらにこれらの実験的ＯＴＤＭシステムはしばしば単一の点間の光リンクで構成される。ＯＴＤＭ網については、点間のリンクと違って、別な問題が生ずる。というのは各光チャンネルで網の特性ノードで受けたものは異なる距離を進行してきているかもしれず、従って、ＯＴＤＭ網ではたとえ光ソースが同一の光パルスを作るとか（ＳｐｉｒｉｔとＢｌａｎｋが提案しているように）、単一の光ソースが網全体で採用されるとかしても、特定のノードから外へ出て行く光パルスは異なる光の性質をもつことになろう。例えば、外へ出て行く光パルスは、異なる長さの先行リンクを介しての伝送の際に受けた分散が原因で、異なる幅のものとなっているかもしれない。このパルスは伝送の際に減衰され、パルス幅の変化は局部的な発射パワーを受けたパルスのそれと整合するのを難しくする。その理由は平均対ピークパワー比がパルス幅によって変わることによる。こういったパルスの光の性質の差異がノード内部でも（例えば受信機感度とスイッチング効率に影響を与える）、またＯＴＤＭ網内での後続の伝搬でも困難の原因となっていて、パルスの光の性質の差異が違ったやり方で例えば時間スロットエラーを導入するという展開を生じさせる。これらの効果は累積されるもので、ＯＴＤＭ網の別なノードでも発生し、かつ数多くの、非同一光ソースが採用されそうな実用上のシステムでは悪化が進行することになる。発明の要旨この発明を第１の観点からとらえると、光時分割多重通信システム用のノードが用意されており、このノードは：データ信号を受けるための複数の入力手段を有するマルチプレクサであって、少くとも１つの該入力手段は使用時に光データ信号を受けるものであるマルチプレクサと；時分割多重光データ信号を送るための出力手段と；光放射のソースであって、該出力手段によって送られる光データ信号は該ソースからの光パルスだけで構成されているものとを含んでいる。この発明を第２の観点でとらえると、光時分割多重通信システム内のノードを動作する方法が用意されており、この方法は：該ノードで複数のデータ信号、少くともその１つは光データ信号とする、を受ける段階と；該ノードから光データ信号を送る段階とを含み、該送られた光データ信号は光放射の単一ソースからの光パルスだけで成ることを特徴とする方法である。このようにしてノードに対して局在する（ローカルな）光放射のソースを用意することによって、またこのノードによって前方へ送られる光データ信号がこのローカルソースからの光パルスだけで構成されることを確かなものとすることによって、この発明は多くの利点を提供する。このノードから発せられる全光パルスが同一の特性をもつことができ、このノードで受けたデータ信号についての発生元、伝搬の来歴とは無関係とされる。このようにして、このノードから発せられる全光パルスは高光品質のものであり、例えばみんな同じ中心波長と同じチャープ量とを有している。通信網内の第１のノードと第２のノードとの間の光伝送リンクのエラーレート性能は、こうして第１のノードによって受けたデータ信号の発生元に依存することがなくなる。さらにこの発生によるノードの使用は網内の各ノードで光ソースが同一であることを要件を免除する。この発明の別な利点はあるノードの全出力が簡単に波長同調がとれることである。これは波長分割多重技術がＯＴＤＭと組合せられるときの利点となりうる。このノードの光放射のソースは連続波ソースでよいけれども、光放射のソースは好ましくは光パルスのソースとする。光パルスのソースを用意することによって、このノードに入るＯＴＤＭ信号内のパルスのパルス幅もしくはパルス位置を補正することができる。この発明は全光方式でないノードに適用することができる。例えば、あるノードが遠隔ノードから高ビットレートでＯＴＤＭ光信号を受け、またそのノードに対してローカルに生成された低ビットレートの電気信号を受けてこれら到来光及び電気信号を結合して出力される光ＯＴＤＭ信号を作るようにできる。この場合、このノードはローカルに生成された電気信号を光信号に変換してからこのローカル信号をＯＴＤＭ光信号内に挿入できる。この発明の実施例は入力データ信号からクロック信号を再生するための手段を必要としない（例えば、ノードが加える機能だけを実行し、ドロップ機能を実行しないときである）けれども、ノードにはクロック再生手段を用意して入力データ信号からクロック信号を再生するためとするのが好ましい。このクロック再生手段は電気的でも光式でもよい。電気的クロック再生手段は現在では光式手段よりも実現するのに簡単であり、非常に高いデータレートで動作でき１００ＧＨｚまでの動作もありうる。電子的クロック再生でこのデータレートのものは実現可能性があり、その理由として、データ検出とは違って、もっとずっと少ない帯域幅動作がクロックでは必要とされることがある。再生された電気的クロック信号は、光パルスのソース、例えばモードロックしたファイバリングレーザを同期されるのに都合よいものとなる。電気的クロックパルス再生を採用する別の利点は、ノード内部で必要とされるクロック分割が光式よりも電気的に実行する方が容易となることである。また、ここで用いられる“ゲート”という用語は例えば、連続波ソースと一緒に使われて、かつアナログゲート機能を行う変調器も含む広義のものである。代って、クロック再生手段は光式であってもよい。光クロック再生の結果はクロック周波数での光パルスの流れ（ストリーム）であるから、この場合クロック再生手段は光パルスのソースとしてのサービスを提供する。例えばクロス位相変調といった変調のある形式と共働するモードロックリングレーザが光クロック再生手段として利用できる。好ましいのは、電気的又は光式クロック再生手段の両方にとって、光で制御されたゲートを用意することである。光で制御されたゲートはマルチプレクサからの多重化された光信号と、光パルスのソースからの光パルスとを受け、かつ多重化された光信号に従って光パルスをゲートするように接続がとられていることである。クロック分割はクロック再生プロセスの一部として実行できる。マルチプレクサは電気的に制御された装置、例えばリチウムナイオベート変調器を含んでいるが、好ましくはマルチプレクサは全光式デバイスとする。図面の説明この発明の実施例を、例としてだけ、添付の図面を参照して記述して行く。図１は典型的な先行技術のＯＴＤＭ網を示す模式図である；図２はこの発明の実施例によるＯＴＤＭ網のあるノードの模式図である；図３はこの発明の実施例で光マルチプレクサとして、また光制御されたゲートとして利用される非線形光ループミラーの模式図である；図４はこの発明の実施例で光クロック再生サブシステムとして利用されるモードロックファイバリングレーザの模式図である；図５Ａと５ＢとはＫｅｒｒゲート生成器を用いるノードと、ＥＤＦＡ増幅器の詳細とをそれぞれ示す模式図である；図６は電子クロック再生を用いるノードの代りの実施例の模式図である；図７はこの発明を実施する網の模式図である；また、図８はクロス接続ノードの模式図である。実施例の記述典型的なＯＴＤＭ網が図１に示されており、送りノード１、ドロップ及び挿入ノード２と３、及び受けノード４があり伝送リンク５，６と７で接続されている。伝送リンク５，６，７は光増幅器と再生器とで成る。送りノード１は電子的インターフェース８、マルチプレクサ９、及び光パルスのソース１０を含む。動作の際は、光パルスソース１０はマルチプレクサ９によって作られた多重化信号に従って、伝送リンク５へ光パルスを送る。ドロップ及び挿入ノード２と３とは電子インターフェース８、光パルスソース１１と１２、光変調器１３及び光マルチプレクサ１４を含む。使用時には、ドロップ及び挿入ノード２と３はそれぞれ伝送リンク５又は６から光ＯＴＤＭ信号を受ける。ドロップ及び挿入ノード２又は３は次に光ＯＴＤＭ信号を追加チャンネルに挿入するか、ＯＴＤＭ信号からあるチャンネルを抽出すなわちドロップする。通常の、もしくは先行技術の、ドロップ及び挿入ノードに対しては、チャンネルが挿入されることとなる場合には、ノード２に対してローカルなパルスソース１１が挿入されることになるチャンネル内のデータに従って、変調器１３によって変調される。この新しい光チャンネルは次に光マルチプレクサ１４によってＯＴＤＭ信号内の適当な空きの時間スロット内部に挿入される。光マルチプレクサ１４からの伝送リンク６への出力はこうして送りノード１の光パルスソースから発せられる光パルスを含み、それがドロップ及び挿入ノード２の光パルスソース１１からの光パルスとインターリーブされている。これらのパルスは異なるパルスソースから発せられているので、異なる光特性、例えば中心波長、幅又はチャープを有していよう。さらに、光パルスソース１０と１１とが同一であったとしても、光パルスソース１０からのパルスは伝送リンク５を通って移送され（また増幅されたり、再生されたりし）ているので、ドロップ及び挿入ノード２に到達するときにはやはり異なる光特性をもつことになろう。もしさらに別なチャンネルが、ドロップ及び挿入ノード３でＯＴＤＭ光信号に挿入されるときには、この追加のチャンネルがドロップ及び挿入ノード３の光パルスソースからの光パルスを含むことになる。従って、受けノード４に到着するＯＴＤＭ光信号は３つの別個の光パルスソース１０，１１，１２から発せられる光パルスを含んでおり、それらのパルスが異なる伝送来歴をもっていることになる。これが受けノードでおびただしい問題を生じさせることになり、例えば時間スロットエラー、又はチャンネル間のビットエラーレートの変動を生じさせる。これらの問題の源はＯＴＤＭ網内部で追跡するのは困難であろう。図２はこの発明の実施例によるＯＴＤＭ網のノードを示す。ノードは光マルチプレクサ１５、クロック再生サブシステム１６（電気的でも光式でもよい）、光増幅器１７及び光制御されたゲート１８を含む。クロック再生サブシステム１６が電気的であるときは、このノードには光パルスソース１９がさらに含まれる。使用時には光マルチプレクサ１５はＯＴＤＭ光入力信号２０とローカルに生成された低ビットレート光信号２１とをＯＴＤＭ信号２０への挿入用に受ける。低い方のビットレート信号２１がＯＴＤＭ信号２０の自由なチャンネル内に挿入され、また結果として生じた多重化された信号２２が光増幅器１７を経て光制御されたゲート１８の制御入力２３に送られる。光マルチプレクサ１５はまたクロック再生サブシステム１６にも接続されている。接続は双方向性であり、その理由は光マルチプレクサ１５がＯＴＤＭ信号２０の正しい時間スロット内部に低ビットレート信号２１を挿入するためにはクロック信号を必要とするからである。もしクロック再生サブシステム１６が光クロックパルスを生成するときは、これらのパルスは直接に光制御されたゲート１８の入力に送られる。クロック再生サブシステム１６が電気的クロックパルスを生成するときは、これらのパルスは光パルスソース１９に送られ、パルスソース１９を同期するために使用され、またパルスソース１９の同期した出力は光制御されたゲート１８の入力２４に送られる。正規の光クロックパルスでクロック再生サブシステム１６、もしくはパルスソース１９で生成されたものは光制御されたゲートの入力２４に入り、光制御されたゲートの制御入力２３に入る多重化されたＯＴＤＭ信号によりゲートされる。こうしてこのノードを出て行くＯＴＤＭ信号２５を含む光パルスのすべてが単一の光パルスソースから発せられる。送り出されるＯＴＤＭ信号の波長を到来するＯＴＤＭ信号の波長と変えることが望ましく、それは単に単一の光パルスソースを所望の波長のものとすることを確かめることにより簡単に達成できる。現在の実施例によるノードの全ての部品はそれ自体で知られているものであり、これから詳細に記述して行く。非線形光ループミラー（ＮＯＬＭ）は超高速光スイッチ及び信号処理用に使用することができ、近年相当な関心がよせられている。適切に構成されたＮＯＬＭはこの発明の実施例で利用されて光マルチプレクサ１５のもつ機能を提供するようにされ（チャンネルのドロップと挿入との両方の機能である）、またさらに光制御されたゲート１８の機能を提供するために利用もされる。図３は入力ポートＡとＤ、出力ポートＢとＣでファイバループ２６にサーキュレータ２７と２８と５０：５０溶融カップラ２９とを経て接続されたものを含んだＮＯＬＭを示している。このファイバループ２６は偏光制御器３０、相当長の分散シフトファイバ３１及び２つのＷＤＭカップラ３２と３３を含む。このようなＮＯＬＭは“Ｂｉｔ−ｒａｔｅＦｌｅｘｉｂｌｅＡｌｌ−ＯｐｔｉｃａｌＤｅｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ，ＵｓｉｎｇａＮｏｎ−ｌｉｎｅａｒＯｐｔｉｃａｌＬｏｏｐＭｉｒｒｏｒ”，Ｄ．Ｍ．Ｐａｔｒｉｃｋ，Ａ．Ｄ．ＥｌｌｉｓａｎｄＤ．Ｍ．Ｓｐｒｉｔ，ＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓＬｅｔｔｅｒｓ，１５Ａｐｒｉｌ１９９３，Ｖｏｌ．２９，Ｎｏ．８，ｐｐ．７０２ −７０３，（ここで参考文献として利用する）に記載されている。ＯＴＤＭ光信号で処理すべきものが入力ポートＡを経てＮＯＬＭに入力され、また制御信号がＷＤＭカップラ３２の入力ポート３４を経てＮＯＬＭに入力される。このＮＯＬＭは入力光信号を光処理することができ、その理由は入力光信号で光制御パルスと一緒に伝搬するものが反対方向に伝搬する光信号よりも大きなクロス位相変調により導入される非線形位相シフトを受けることによる。制御パルスがないときには、Ａにおける光信号入力はＢにおける出力となる。しかし、ＷＤＭカップラ３２の入力３４に制御パルスが入力されるときは、時計方向に伝搬する光信号で制御パルスと一緒に伝搬するものが、分散シフトファイバ内でのクロス位相変調により位相変化を受けることになる。反時計方向に伝搬する光信号は、制御パルスに対して反対方向に伝搬し、このような位相シフトは受けない。こうして、反対方向に伝搬する光信号は５０：５０カップラ２９に戻るときは、相対位相シフトはπラジアンであり、それらが出力ポートＣで出て行く。従って、Ａにおける光ＯＴＤＭ信号入力の特定チャンネルをＮＯＬＭへ入力される適切な制御パルスによって出力ポートＣへ“ドロップ”することができる。入力３４における制御パルスは電気的でも光式でもいずれかで生成できる。位相ロックループを利用する光クロック信号を抽出方法は“Ｕｌｔｒａｈｉｇｈ− ＳｐｅｅｄＰｈａｓｅＬｏｃｋｅｄ−Ｌｏｏｐ−ＴｙｐｅＣｌｏｃｋＲｅｃｏｖｅｒｙＣｉｒｃｕｉｔＵｓｉｎｇａＴｒａｖｅｌｌｉｎｇ−ＷａｖｅＬａｓｅｒＤｉｏｄｅＡｍｐｌｉｆｉｅｒａｓａ５０ＧＨｚＰｈａｓｅＤｅｔｅｃｔｏｒ”，ｂｙＳ．Ｋａｗａｎｉｓｈｉ，Ｈ．Ｔａｋａｒａ，Ｍ．ＡｒｕｗａｔａｒｉａｎｄＴ．Ｋｉｔｏｈ，ＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓＬｅｔｔｅｒｓ，１７Ｓｅｐｔｅｍｂｅｒ１９９３，Ｖｏｌ．２９，Ｎｏ．１９，ｐｐ．１７１４−１７１５に記載されている。この技術文献は単一の低周波数光クロック信号の抽出を記述しているが、この技術はこのノードでドロップされることになるチャンネル内だけのパルスを有するクロックパターンを生成するのに適合されうるもので、例えば低周波数クロック信号を分離して、適切な光遅延を信号の再結合の前に導入することにより適合がされる。入力３４へ加えられる制御パルスを生成するための全光方式技術は我々の共に未決の国際特許出願ＰＣＴ／ＧＢ９４／０２２３９（ここで参照に供することとする）に記述されている。この技術はリングレーザを利用して入力３４に加えられる制御パルスを含むクロックパターンを生成する。リングレーザの空洞周波数は個々のＯＴＤＭチャンネルの繰返しレートの完全な約数（ｉｎｔｅｇｅｒｓｕｂ−ｍｕｌｔｉｐｌｅ）となるようにされている。リングレーザを始動させるために、このノードでドロップされることになるＯＴＤＭチャンネル内のデータだけがリングレーザに送られるようにされている。これらのチャンネル内のデータは次にリングレーザ内でパルス形式を始め、リングレーザのＣは図３に示したＮＯＬＭの入力（３４）に向けられる。図３に示したＮＯＬＭのポートＣからの出力、すなわち、ドロップしたデータはリングレーザの入力に向けられて、適切なデータチャンネル内でリングレーザからのパルス生成が維持されるようにしている。ＮＯＬＭを利用する挿入機能を実行するために、挿入されることになる光データが入力Ｄに加えられる。ＮＯＬＭ内に制御パルスがあるときにはＤにおける光データ入力はＢからの出力となり、ドロップしたチャンネルは依然Ｃから出力される。制御パルスがなければ、Ａでの光信号入力はＢから出て行く。このように、光信号でＢから出て行くものは入力Ａに加えられたＯＴＤＭ信号から、出力Ｃから出て行くドロップしたチャンネルを引いて、さらにＤでの挿入されたチャンネル入力を加えたもので構成されている。従って、図２を参照して、前方への伝送のためのＯＴＤＭ信号２２はＢからの出力の信号となる。さらに第２のＮＯＬＭは上述しかつ図３に示したように、図２に示した光制御のゲートとして利用できる。必要とされる機能を達成するために、ＯＴＤＭ信号で前方伝送２３をするためのものがＷＤＭカップラに入力３４され、ＮＯＬＭに対する制御信号を作る。正規の光クロックパルスで光クロック再生サブシステム１６又は光パルスソース１９によって生成されたものがＮＯＬＭにＡで入力される。Ａでの信号入力はこうしてＷＤＭカップラへ入力３４された制御信号によりゲートされて、Ｃから出力される。こうしてＣからの出力は図２の前方伝送のためのＯＴＤＭ信号を作る。光クロック再生サブシステム１６として図２に示したものは、上述のようにモードロックしたファイバレーザを含み、我々の共に未決の国際特許出願ＷＯ９３／２２８５５、出願日１９９３年４月２６日にクレームされており、それをここで参照に供する。図４を参照すると、モードロックしたファイバレーザはリングレーザ空洞を形成するファイバのループ４６、非線形光変調器４７、データ入力４８及び出力４９、それに出力５１をもつカップラ５０を含んでいる。使用時には、光データは入力４８を経てモードロックしたファイバレーザへ入力され、カップラ５０の出力５１を経て光クロックパルス列で光信号入力４８のタイミング波形でロックされたものを出力する。この光クロックパルス列の生成は我々の共に未決の出願ＷＯ９３／２２８５５に完全に記述されるようにして行なわれ、非線形光変調器内でのクロス位相変調で達成され、それはリングレーザ内でモードロックを生じさせることにより振幅変調に変えられる。この発明の実施例で採用されるときは、モードロックしたファイバレーザは多重化されたＯＴＤＭ光信号を図２の光マルチプレクサ１５から受けて、光クロックパルス列２４を光制御のゲート１８に出力する。図５Ａと５Ｂとはこの発明を実施するノードの回路の別な例の詳細を示す。ノード５００には入力ポートＡがあり、使用時にはこれが網に接続されて到来するＯＴＤＭデータ流を受領し、また出力ポートＢがあり、これが網に接続されてこのノードからのデータの前方伝送用とされる。入力データ流はＳｉｆａｍにより製造された５０：５０カップラで分けられて、一部分がクロック再生／パルス生成段５１９に行き、他部分がマルチプレクサ５１５を経て再生器段５１８に行く。この例では、パルス生成段のクロック再生は次に我々の上記引用の国際特許出願ＷＯ９３／２２８５５に記載のモードロックしたファイバレーザを使用する。この例の回路は、後述するように、ポラライザが光空洞内に含まれるような変形が加えられている。再生器段５１８はファイバＫｅｒｒゲートに基いたものである。データ入力がないときは、クロック再生回路はファイバリングレーザとして連続波をレーザ発振し、その波長には帯域通過フィルタ（ＢＰＦ）が同調されるもので、１．５５３μｍである。入力データ流があると、空洞内の光はデータ流と一緒に１ｋｍの長さの分散シフトしたファイバ（ＤＳＦ）、λ₀＝１．５５０μ ｍに沿って伝搬する。このデータ流はクロス位相変調ＸＰＭによりリングレーザ上に周波数変調を及ぼす。ＸＰＭはまたＫｅｒｒ効果による空洞光の非線形偏光回転ＮＰＲを伴い、これが空洞内のポラライザによる振幅変調に変換される。空洞の一周通過時間はデータ流ビット期間の倍数と整合して、安定もモードロッキングが行なわれるようにしている。空洞光の２０％は再生されたクロックパルス流を形成するために結合されて、Ｋｅｒｒゲート５１８内で再度変調される。再生されたクロックパルスはポラライザを通って進み、１２ｋｍＤＳＦ変調器λ₀＝１．５５１μｍを通って伝搬する。ＤＳＦの出力では、再生されたクロックパルスが第２のポラライザで第１のものと交差しているものを通る。スイッチ用ビームがないときは、再生したクロック流は完全に減衰する。増幅されたデータ流はＤＳＦ変調器に沿っても伝搬し、データの存在下では再生されたクロック流のＮＰＲを生じさせる。このＮＰＲは一緒に伝搬している再生されたクロックパルスのポラライザを通る透過を生じさせる。再生されたクロックパルスはもとのデータ流からのデータで再ロードされて、これで再生機能が完成する。ファイバストレッチャがＫｅｒｒゲートの入力に含まれていてクロック再生されたパルスと増幅された入力データパルスとを位相整合させる。図５ＢはＥＤＦＡを構成している部品を示す。アイソレータＩはＩｓｏｗａｒｅからモデルＩ１５ＰＩＰＴＸ−Ａとして市販されているものである。ファイバ増幅器用のポンプはＪＤＳによりモデルＮｏ．ＰＢ−ＷＤ１４１５Ｍ１−Ａ１として製造されているＷＤＭカップラを介して結合されている。フィルタＦはＪＤＳＴＢ１５００Ｓである。クロック再生回路では、ＷＤＭカップラはモデルＪＤＳＷＤ１５１５Ｕ−Ａ１１である。ＤＳＦは上述した中心波長でコーデンクすることにより作られている。８０：２０カップラはＳｉｆａｍによって製造され、またポラライザはＳｉｆａｍモデル１５５０。ＢＰＦはＪＤＳＴＢ１５００Ｓとして市販されている。対応する部品はこの回路の別なところで使われている。全光式クロック再生を使用するのに代って、この発明の実施例のノードは電子的クロック再生段を使用することができる。図６はこのような電子的クロック再生段６１６が、電子的制御されたマルチプレクサ６１５と、ローカルチャンネルを前方送りデータ流内にローカルチャンネルを加えるための変調器段６２１と一緒に使われていることを示す。図６に示す回路の出力は次に前述した光制御されたゲートを用いて再生される。この例のマルチプレクサ６１５は一対の電子制御された振幅変調器を含み、これらは住友形式ＴＭＺ１．５−２０として市販されている。段６１５への入力は５０：５０分割され、半分は第１の変調器ＭＯＤ１に、他の残りが第２の変調器ＭＯＤ２へ進む。バイアスＴとしてＨＰ１１６１２Ａとして市販されているものが変調器ＭＯＤ１，ＭＯＤ２間に接続されている。この変調器は３つの広帯域増幅器ＷＡ１−３と周波数２倍器２ｆとで成る増幅器段を介して電気的に駆動される。増幅器ＷＡ１とＥＲＡ広帯域１Ｗ２０ＧＨｚ増幅器である。ＷＡ２はＥＲＡ増幅器モデルＷＢＡ２０−２０−１０であり、ＷＡ３はＥＲＡＷＢＡ２１１５−２０Ｐである。パワースプリッタＰＳはＨＰ１１６６７Ｂとして市販されている。クロック再生段に先行して光データ流がＰＩＮホトダイオードでＨＰ８３４４０Ｂ３８ＧＨｚＰＩＮとして市販されているものを用いて検出される。結果として得られる電子信号はＭＩＴＥＱＪＳ４−３８００４１００−ＭＡ−１１Ｐ−４増幅器を用いて増幅される。次に位相ロックループが使用されて電子クロック信号が再生される。このループでは周波数２倍器はモデルＳＭＤ１８４０でＷａｔｋｉｎｓＪｏｈｎｓｏｎ製である。増幅器ＡはＭＩＴＥＱモデルＡＦ５４−００１０２で、別な増幅器Ａ２はＭＩＴＥＱＪ５４−３０００−ＮＡ−１１Ｐ−４である。ＶＣＯはＶＴＯ−８９５０である。使用時には、再生された電子クロックがマルチプレクサ６１５の変調器を駆動するために使用される。これらの変調器は相補的なやり方で制御されて、第１の変調器ＭＯＤ１はローカルにドロップされることになるチャンネル上を進み、残りのチャンネルを全て完全に打消してしまい、他方では変調器ＭＯＤ２がローカルにドロップされることになるもの以外の全チャンネルを通過させる。ローカルに加えられることになるチャンネルはデータ流に加えられるが、半導体光モードックレーザＭＭＬと８ＧＨｚリチウムナイオベート変調器でＢＴ＆Ｄ製のものが用いられている。光式制御のゲートで既述のものの代替として、進行波半導体増幅器で非線形光ループミラー内部に置かれたものを使用できる。４０Ｇｂｉｔ／ｓで動作するこの技術の開示はＡ．Ｄ．Ｅｌｌｉｓらの論文“Ｄａｔａｄｒｉｖｅｎｏｐｅｒａｔｉｏｎｏｆｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒａｍｐｌｉｆｉｅｒｌｏｏｐｍｉｒｒｏｒａｔ４０Ｇｂｉｔ／ｓ”ｐｐ．１２４５−１２４７ＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓＬｅｔｔｅｒｓ，２０ｔｈＪｕｌｙ１９９５，Ｖｏｌ．３１，Ｎｏ．１５に記述されている。また別な形式の光パルス源１９とゲート１８とが論文“Ａｌｌｏｐｔｉｃａｌｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ４０ＧＨｚｂｉｔｆｒｅｑｕｅｎｃｙｃｏｎｖｅｒｓｉｏｎｓｏｌｕｔｉｏｎｓｏｕｒｃｅ”，Ａ．Ｄ．Ｅｌｌｉｓｅｔａｌ．，ＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓＬｅｔｔｅｒｓ，３ｒｄＡｕｇｕｓｔ１９９５，Ｖｏｌ．３１，Ｎｏ．１６，ｐｐ．１３６２−１３６３に記述されている。上述のように、パルスソース１９の使用はある場合にはローカルＣＷレーザソースにより、有利な置換ができる。この場合に、ゲート１８はパルス形成及びゲート作用の機能を組合せている。ＣＷレーザソースはたとえばＤＦＢ半導体レーザで１．５５８μｍで動作するものであり、またゲート１８は１１ｋｍ分散シフトファイバ内のＸＰＭ変調を用いるものであってよい。適当な部品はＤ．Ｍ．Ｐａｔｒｉｃｋ及びＡ．Ｄ．Ｅｌｌｉｓによる論文でＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓＬｅｔｔｅｒｓ，２２ｎｄＪｕｌｙ１９９３，Ｖｏｌ．２９，Ｎｏ．１５，ｐｐ．１３９１−１３９２で論じられている。この発明は各種の違った網トポロジイに応用される。１つの簡単なトポロジイは図７に示してあり、そこでは各ノードＮＯＤＥ１，ＮＯＤＥ２などが広帯域光網Ｎへのローカルトラヒックのインターフェースとなっている。この網は遠隔通信で、もしくは例えば光計算機システム内のプロセッサの相互接続用として使用されることになろう。同じように、このノードは簡単な加入／ドロップ機能以外の機能も実行できる。例えば、図８は２つの入力ポートＡ，Ａ′と２つの出力ポートＯＰ１，ＯＰ２と一緒にクロス接続機能をもつように構成されたノードを示している。図２と比較すると、このノードには追加の増幅器１７′とゲート１８′とが含まれている。図２について上述したようなゲート１８′とゲート１８を実現するのに同じ部品を使うことができる。このようなクロス接続は例えばＳＤＨスイッチングセンタで使用することができよう。

【手続補正書】特許法第１８４条の８第１項【提出日】１９９７年１月２８日【補正内容】請求の範囲１．ａ）光網と；ｂ）該光網によって相互接続された複数のノードとで構成される光時分割多重通信システムであって、少くとも１つのノードがｉ）データ信号を受けるための複数の入力手段を有するマルチプレクサであって、少くとも１つの該入力手段は該光網に該ノードの入力ポートを経て接続されかつ使用時に該少くとも１つのノードから遠隔のソースからＯＴＤＭデータ流を受け、また該入力手段の他のものはローカルデータソースに接続されているマルチプレクサと； ii）光放射のローカルソースと； iii）該マルチプレクサの出力に接続された制御入力と、該光放射のローカルソースと直接又は間接に接続された信号入力と、ノードの出力に接続され、かつ使用時にローカルデータソースからのデータと少くとも１つのノードから遠隔のソースからのデータとの両方を含むＯＴＤＭデータ流を出力し、該ＯＴＤＭデータ流がローカルソースだけからの光放射でなるものであるような信号出力とを有する光制御されたゲートとから構成されているシステム。２．前記光放射のローカルソースが連続波ソースである請求項１記載のシステム。３．前記光制御されたゲートは、前記マルチプレクサからの多重化された光信号と前記光放射のソースからの連続波光放射とを受け、かつ該多重化された光信号に従って変調された光パルスを送るように接続されている請求項２記載のシステム。４．前記光放射のソースが光パルスのソースである請求項１，２，３のいずれか１項記載のシステム。５．さらに、入力データ信号からクロック信号を再生するためのクロック再生手段（１６）を備えた請求項１ないし４のいずれか１項記載のシステム。６．前記クロック再生手段（１６）は電気的クロック信号を生成するようにされており、かつ該電気的クロック信号が光パルスのソース（１９）を制御する請求項５記載のシステム。７．前記クロック再生手段（１６）は前記光パルスのソース（１９）を含み、かつ使用時に光クロック信号を生成する請求項５記載のシステム。８．前記マルチプレクサが全光デバイスである請求項１ないし７のいずれか１項記載のシステム。９．前記マルチプレクサが非線形ループミラーで成る請求項８記載のシステム。１０．前記非線形ループミラーが半導体レーザ増幅器を含む請求項９記載のシステム。１１．前記光制御されたゲートが半導体レーザ増幅器で成る請求項１ないし１０のいずれか１項記載のシステム。１２．前記光制御されたゲートが干渉計装置で成る請求項１ないし１０のいずれか１項記載のシステム。１３．前記干渉計装置が非線形ループミラーである請求項１２記載のシステム。１４．前記非線形ループミラーが半導体レーザ増幅器を含む請求項１３記載のシステム。１５．前記ゲートが非線形偏光回転（ＮＲＰ）ゲートである請求項１記載のシステム。１６．前記非線形ループミラーが半導体レーザ増幅器を含む請求項１５記載のノード。１７．前記ゲートが非線形偏光回転（ＮＲＰ）ゲートである請求項２記載のノード。１８．それぞれ遠方で生成された異なるＯＴＤＭデータ流を受けるようにされた複数の入力ポートと複数の出力ポートとを含み、前記ノードがクロス接続機能のために構成されている請求項１ないし１７のいずれか１項記載のシステム。１９．光時分割多重通信システムにおけるノードを動作させる方法であって：該ノードにおいて複数のデータ信号としてローカルに発せられたデータ信号と、該ノードから遠方のソースから網を経て受けたデータ信号とを含むものを受ける段階と；該ローカルに発せられたデータ信号と、該ノードから遠方のソースからのデータ信号との両方を一緒に多重化する段階と；該多重化されたデータをローカル光ソースに直接又は間接に接続されている光ゲートの制御入力に加えて、それによりローカル光ソースからの光パルスだけで成るＯＴＤＭデータ流を生成する段階と；該ノードから該ＯＴＤＭデータ流を出力する段階とから成る方法。２０．前記ノードが複数の遠方のソースからのＯＴＤＭデータ流をクロス接続する請求項１９記載の方法。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＫＥ，ＬＳ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＺ，ＵＧ)，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＥ，ＨＵ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＳ，ＵＺ，ＶＮ (72)発明者エリス、アンドリュー・デイビッドイギリス国、アイピー８・３アールダブリュ、サフォーク、イプスウィッチ、ボウランド・ドライブ 18

Claims

【特許請求の範囲】１．光時分割多重通信システム用のノードであって、データ信号を受けるための複数の入力手段（１５１，１５２）を有し、少くとも１つの該入力手段は使用時に光データ信号を受けるマルチプレクサ（１５）と；時分割多重光データ信号を送出するための出力手段（１８）と；光放射のソースとで構成され；該出力手段は該ソースからの光パルスだけで成る光データ信号を伝送するようにされていることを特徴とするノード。２．前記出力手段（１８）はマルチプレクサの出力に接続された制御入力（１８１）と、光放射のソース（１９）に直接又は間接に接続された信号入力（１８２）と、ノードの出力に接続され、かつ使用時にＯＴＤＭデータ流を出力する信号出力（２５）とを有する光制御されたゲートを含む請求項１記載のノード。３．前記入力手段（１５１，１５２）の１つはノードの入力ポートに接続され、かつ使用時にＯＴＤＭデータ流をノードから遠方のソースから受け、かつ他の入力手段はローカルデータソースに接続されている請求項１又は２に記載のノード。４．前記光放射のソースは連続波ソースである請求項１又は２記載のノード。５．前記光制御されたゲートは光変調器で成り、マルチプレクサからの多重化された光信号と光放射のソースからの連続波光放射とを受け、かつ該多重化された光信号に従って変調された光パルスを送出するように接続されている請求項２に依存する請求項４記載のノード。６．前記光放射のソースが光パルスのソースである請求項１，２又は３記載のノード。７．入力データ信号からクロック信号を再生するためのクロック再生手段をさらに備えた請求項１ないし６のいずれか１項に記載のノード。８．前記クロック再生手段（１６）は電気的クロック信号を生成するようにされ、該電気的クロック信号が光パルス（１９）のソースを制御する請求項６記載のノード。９．前記クロック再生手段（１６）は光パルスのソースを含み、かつ使用時に光クロック信号を生成する請求項７記載のノード。１０．前記マルチプレクサが全光デバイスである請求項１ないし９のいずれか１項に記載のノード。１１．前記マルチプレクサが非線形ループミラーで成る請求項１０記載のノード。１２．前記非線形ループミラーが半導体レーザ増幅器を含む請求項１１記載のノード。１３．前記光制御されたゲートが半導体レーザ増幅器で成る請求項２又は請求項２に依存する請求項３ないし１２のいずれか１項に記載のノード。１４．前記光制御されたゲートが干渉計装置で成る請求項２又は請求項２に依存する請求項３ないし１２のいずれか１項に記載のノード。１５．前記干渉計装置が非線形ループミラーである請求項１３記載のノード。１６．前記非線形ミラーが半導体レーザ増幅器を含む請求項１５記載のノード。１７．前記ゲートが非線形偏光回転（ＮＰＲ）ゲートである請求項２記載のノード。１８．それぞれ遠方で生成された異なるＯＴＤＭデータ流を受けるようにされた複数の入力ポートと複数の出力ポートとを含み、前記ノードがクロス接続機能のために構成されている請求項１ないし１７のいずれか１項記載のノード。１９．請求項１ないし１８のいずれか１項記載のノードを少くとも１つ含む複数のノードを接続する光網で成る光時分割多重通信システム。２０．光時分割多重通信システムにおけるノードを動作させる方法であって：少くともその１つが光データ光信である複数のデータ信号を該ノードで受ける段階と；該ノードから光データ信号を送る段階とから成り、該送られた光データ信号は光放射の単一ソースからの光パルスのみで構成されていることを特徴とする方法。２１．ＯＴＤＭデータ流を形成するために前記複数のデータ信号を多重化し、該ＯＴＤＭデータ流を前記光ソースに直接及び間接的に接続された光ゲートの制御入力に加え、該光ゲートから前記光データ信号を出力する段階を含む請求項２０記載の方法。２２．前記複数のデータ信号が前記ノードから遠方に置かれたデータソースから受けた少くとも１つのデータ信号を含む請求項２０又は２１記載の方法。２３．前記複数のデータ信号が前方に送るため遠方のデータソースから受けたデータ信号に加えるための少くとも１つのローカルなデータ流をさらに含んでいる請求項２２記載の方法。２４．前記ノードは複数の遠方のソースからのＯＴＤＭデータ流をクロス接続する請求項２０ないし２３のいずれか１項記載の方法。