JP5491974B2

JP5491974B2 - Optical access system and receiving apparatus

Info

Publication number: JP5491974B2
Application number: JP2010129336A
Authority: JP
Inventors: 友宏谷口
Original assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Current assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Priority date: 2010-06-04
Filing date: 2010-06-04
Publication date: 2014-05-14
Anticipated expiration: 2030-06-04
Also published as: JP2011259035A

Description

本発明は、送信装置及び受信装置の間でデータ伝送を行う光アクセスシステムにおいて、経済的かつ高精度にデータ受信を行うための受信装置に関する。 The present invention relates to a receiving apparatus for performing data reception economically and with high accuracy in an optical access system that performs data transmission between a transmitting apparatus and a receiving apparatus.

従来は、０及び１の２値ディジタル信号情報を光の強度に反映させた、ベースバンド伝送方式が利用されている。近年は、更なる伝送性能の向上を目的として、０及び１の２値ディジタル信号情報を光の強度、位相及び周波数に反映させた、４値ＰＳＫ（ＰｈａｓｅＳｈｉｆｔＫｅｙｉｎｇ）、１６値ＱＡＭ（ＱｕａｄｒａｔｕｒｅＡｍｐｌｉｔｕｄｅＭｏｄｕｌａｔｉｏｎ）及びＯＦＤＭ（ＯｒｔｈｏｇｏｎａｌＦｒｅｑｕｅｎｃｙＤｉｖｉｓｉｏｎＭｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）などの多値変調方式が検証されている。 Conventionally, a baseband transmission system in which binary digital signal information of 0 and 1 is reflected in the light intensity is used. In recent years, for the purpose of further improving transmission performance, binary digital signal information of 0 and 1 is reflected in the intensity, phase and frequency of light, a 4-value PSK (Phase Shift Keying), a 16-value QAM (Quadrature Amplitude). Multi-level modulation schemes such as Modulation and OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing) have been verified.

非特許文献１及び非特許文献２は、従来技術の光アクセスシステムを開示している。 Non-Patent Document 1 and Non-Patent Document 2 disclose a conventional optical access system.

図１は、従来技術の光アクセスシステムを示す図である。送信装置１は、受信装置２を含む複数の受信装置に、光伝送路３及び光スプリッタ４を介して、データを伝送する。送信装置１では、帯域信号発生器１０１は、所定の方式によりデータ信号を帯域信号に変調し、光送信器１０２は、帯域信号を電気信号から光信号に変換し送信する。図１（ｂ）は、帯域信号発生器１０１から出力される電気信号である帯域信号を示し、図１（ｃ）は、光送信器１０２から出力される光信号である帯域信号を示す。受信装置２では、受光器２０１は、帯域信号を受信し光信号から電気信号に変換し、ＡＤ（Ａｎａｌｏｇ／Ｄｉｇｉｔａｌ）変換回路２０２は、帯域信号をアナログ信号からディジタル信号に変換し、ディジタル信号処理回路２０３は、所定の方式により帯域信号をデータ信号に復調し、必要に応じて送信装置１及び光伝送路３などによる信号劣化を補償する。図１（ｄ）は、受光器２０１から出力される電気信号である帯域信号を示す。 FIG. 1 is a diagram illustrating a conventional optical access system. The transmission device 1 transmits data to a plurality of reception devices including the reception device 2 via the optical transmission path 3 and the optical splitter 4. In the transmission apparatus 1, the band signal generator 101 modulates a data signal into a band signal by a predetermined method, and the optical transmitter 102 converts the band signal from an electric signal to an optical signal and transmits the band signal. FIG. 1B shows a band signal that is an electrical signal output from the band signal generator 101, and FIG. 1C shows a band signal that is an optical signal output from the optical transmitter 102. In the receiver 2, the optical receiver 201 receives a band signal and converts it from an optical signal to an electrical signal, and an AD (Analog / Digital) conversion circuit 202 converts the band signal from an analog signal to a digital signal for digital signal processing. The circuit 203 demodulates the band signal into a data signal by a predetermined method, and compensates for signal degradation caused by the transmission apparatus 1 and the optical transmission line 3 as necessary. FIG. 1 (d) shows a band signal that is an electrical signal output from the light receiver 201.

図２は、従来技術の光送信器を示す図である。図２（ａ）では、直接変調方式により、帯域信号をレーザ光源１０３に入力し、変調光をレーザ光源１０３から出力する。図２（ｂ）では、外部変調方式により、帯域信号及びレーザ光源１０３の連続発振光を光変調器１０４に入力し、変調光を光変調器１０４から出力する。 FIG. 2 is a diagram illustrating a conventional optical transmitter. In FIG. 2A, the band signal is input to the laser light source 103 and the modulated light is output from the laser light source 103 by the direct modulation method. In FIG. 2B, the band signal and the continuous wave light of the laser light source 103 are input to the optical modulator 104 and the modulated light is output from the optical modulator 104 by an external modulation method.

光伝送路３の広帯域特性を利用して、複数の帯域信号を時分割多重化する時分割多重化方式が利用されている。非特許文献３は、特に光信号を受信し光信号を無線信号に変換し無線信号を送信する、図５に示した従来技術の時分割多重化受信装置を開示している。非特許文献４は、特に直接検波方式を利用せずコヒーレント検波を利用する、図８に示した従来技術の時分割多重化受信装置を開示している。 A time division multiplexing method is used in which a plurality of band signals are time-division multiplexed using the broadband characteristics of the optical transmission line 3. Non-Patent Document 3 discloses a prior art time division multiplexing receiver shown in FIG. 5 that receives an optical signal, converts the optical signal into a radio signal, and transmits the radio signal. Non-Patent Document 4 discloses a time division multiplexing receiver of the prior art shown in FIG. 8 that uses coherent detection without using a direct detection method.

図３は、従来技術の時分割多重化送信装置を示す図である。図３（ａ）に示したように、送信装置１Ａは、帯域信号発生器１０１Ａ−１、１０１Ａ−２、・・・、１０１Ａ−Ｎ、時分割多重用スイッチ１０５Ａ及び光送信器１０２Ａから構成される。帯域信号発生器１０１Ａ−１、１０１Ａ−２、・・・、１０１Ａ−Ｎは、所定の方式によりデータ信号を帯域信号に各々変調する。時分割多重用スイッチ１０５Ａは、複数の帯域信号を時分割多重化する。図３（ｂ）は、時分割多重用スイッチ１０５Ａに入力される複数の帯域信号を示し、図３（ｃ）は、時分割多重用スイッチ１０５Ａから出力される時分割多重化信号を示す。光送信器１０２Ａは、時分割多重化信号を電気信号から光信号に変換し送信する。図３（ｄ）は、光送信器１０２Ａから送信される時分割多重化信号を示す。 FIG. 3 is a diagram illustrating a conventional time division multiplexing transmitter. As shown in FIG. 3A, the transmission apparatus 1A includes band signal generators 101A-1, 101A-2,..., 101A-N, a time division multiplexing switch 105A, and an optical transmitter 102A. The The band signal generators 101A-1, 101A-2,..., 101A-N each modulate a data signal into a band signal by a predetermined method. The time division multiplexing switch 105A performs time division multiplexing of a plurality of band signals. FIG. 3B shows a plurality of band signals input to the time division multiplexing switch 105A, and FIG. 3C shows a time division multiplexed signal output from the time division multiplexing switch 105A. The optical transmitter 102A converts the time division multiplexed signal from an electrical signal to an optical signal and transmits it. FIG. 3D shows a time division multiplexed signal transmitted from the optical transmitter 102A.

図４は、従来技術の第１の時分割多重化受信装置を示す図である。図４（ａ）に示したように、受信装置２Ａは、受光器２０１Ａ、時分割分離用スイッチ２０４Ａ、ＡＤ変換回路２０２Ａ及びディジタル信号処理回路２０３Ａから構成される。受光器２０１Ａは、時分割多重化信号を受信し光信号から電気信号に変換する。図４（ｂ）は、受光器２０１Ａで受信される時分割多重化信号を示す。時分割分離用スイッチ２０４Ａは、時分割多重化信号から所定の帯域信号を抽出する。図４（ｃ）は、時分割分離用スイッチ２０４Ａに入力される時分割多重化信号を示し、図４（ｄ）は、時分割分離用スイッチ２０４Ａから出力される所定の帯域信号を示す。ＡＤ変換回路２０２Ａは、所定の帯域信号をアナログ信号からディジタル信号に変換する。ディジタル信号処理回路２０３Ａは、所定の方式により所定の帯域信号を所定のデータ信号に復調する。このように、受信装置２Ａは、光信号を電気信号に変換した後に、電気領域で時分割分離を行う。 FIG. 4 is a diagram showing a first conventional time division multiplexing receiver. As shown in FIG. 4A, the receiving device 2A includes a light receiver 201A, a time division separation switch 204A, an AD conversion circuit 202A, and a digital signal processing circuit 203A. The light receiver 201A receives the time division multiplexed signal and converts the optical signal into an electrical signal. FIG. 4B shows a time division multiplexed signal received by the optical receiver 201A. The time division separation switch 204A extracts a predetermined band signal from the time division multiplexed signal. FIG. 4C shows a time division multiplexed signal inputted to the time division separation switch 204A, and FIG. 4D shows a predetermined band signal outputted from the time division separation switch 204A. The AD conversion circuit 202A converts a predetermined band signal from an analog signal to a digital signal. The digital signal processing circuit 203A demodulates a predetermined band signal into a predetermined data signal by a predetermined method. As described above, the receiving device 2A performs time division separation in the electrical domain after converting the optical signal into the electrical signal.

図５は、従来技術の第２の時分割多重化受信装置を示す図である。図５（ａ）に示したように、受信装置２Ｂは、受光器２０１Ｂ、時分割分離用スイッチ２０４Ｂ、バンドパスフィルタ２０５Ｂ、無線信号フロントエンド２０６Ｂ及びアンテナ２０７Ｂから構成される。受光器２０１Ｂは、時分割多重化信号を受信し光信号から電気信号に変換する。図５（ｂ）は、受光器２０１Ｂで受信される時分割多重化信号を示す。時分割分離用スイッチ２０４Ｂは、時分割多重化信号から所定の帯域信号を抽出する。図５（ｃ）は、時分割分離用スイッチ２０４Ｂに入力される時分割多重化信号を示し、図５（ｄ）は、時分割分離用スイッチ２０４Ｂから出力される所定の帯域信号を示す。バンドパスフィルタ２０５Ｂは、所定の周波数の信号を抽出する。無線信号フロントエンド２０６Ｂは、所定の周波数の信号を電力増幅する。アンテナ２０７Ｂは、所定の周波数の信号を送信する。このように、受信装置２Ｂは、光信号を電気信号に変換した後に、電気領域で時分割分離を行う。 FIG. 5 is a diagram showing a second conventional time division multiplexing receiver. As shown in FIG. 5A, the receiving device 2B includes a light receiver 201B, a time division separation switch 204B, a bandpass filter 205B, a radio signal front end 206B, and an antenna 207B. The light receiver 201B receives the time division multiplexed signal and converts it from an optical signal to an electrical signal. FIG. 5B shows a time division multiplexed signal received by the optical receiver 201B. The time division separation switch 204B extracts a predetermined band signal from the time division multiplexed signal. FIG. 5C shows a time division multiplexed signal input to the time division separation switch 204B, and FIG. 5D shows a predetermined band signal output from the time division separation switch 204B. The band pass filter 205B extracts a signal having a predetermined frequency. The radio signal front end 206B amplifies a signal having a predetermined frequency. The antenna 207B transmits a signal having a predetermined frequency. In this way, the receiving device 2B performs time division separation in the electrical domain after converting the optical signal into an electrical signal.

図６は、従来技術の第２の時分割多重化受信装置の処理を示す図である。図６（ａ）は、元の帯域信号をサンプリングする前の帯域信号の周波数分布を示す。図６（ｂ）は、元の帯域信号をサンプリングした後の帯域信号の周波数分布を示す。図６（ｂ）では図６（ａ）と異なり、元の帯域信号の情報のコピーを有する信号が、元の帯域信号の周波数からサンプリング周波数の整数倍だけ隔てて周波数空間に分布する。ここで、図３の送信装置１Ａ及び図５の受信装置２Ｂにおいて、サンプリングのパルス幅を十分に狭く設定することにより、元の帯域信号の情報のコピーを有する信号が、高周波数帯である無線周波数帯にも分布する。そこで、バンドパスフィルタ２０５Ｂは、所定の無線周波数の信号を抽出でき、アンテナ２０７Ｂは、所定の無線周波数の信号を送信できる。 FIG. 6 is a diagram illustrating processing of the second conventional time division multiplexing receiver. FIG. 6A shows the frequency distribution of the band signal before sampling the original band signal. FIG. 6B shows the frequency distribution of the band signal after sampling the original band signal. In FIG. 6B, unlike FIG. 6A, a signal having a copy of the information of the original band signal is distributed in the frequency space separated from the frequency of the original band signal by an integer multiple of the sampling frequency. Here, in the transmitting apparatus 1A in FIG. 3 and the receiving apparatus 2B in FIG. 5, by setting the sampling pulse width to be sufficiently narrow, a signal having a copy of the information of the original band signal is a radio frequency band. It is also distributed in the frequency band. Therefore, the bandpass filter 205B can extract a signal with a predetermined radio frequency, and the antenna 207B can transmit a signal with a predetermined radio frequency.

図７は、従来技術の第３の時分割多重化受信装置を示す図である。図７（ａ）に示したように、受信装置２Ｃは、光スイッチ２０８Ｃ、受光器２０１Ｃ、ＡＤ変換回路２０２Ｃ及びディジタル信号処理回路２０３Ｃから構成される。光スイッチ２０８Ｃは、時分割多重信号を受信し時分割多重信号から所定の帯域信号を抽出する。図７（ｂ）は、光スイッチ２０８Ｃに入力される時分割多重化信号を示し、図７（ｃ）は、光スイッチ２０８Ｃから出力される所定の帯域信号を示す。受光器２０１Ｃは、所定の帯域信号を光信号から電気信号に変換する。図７（ｄ）は、受光器２０１Ｃから出力される所定の帯域信号を示す。ＡＤ変換回路２０２Ｃは、所定の帯域信号をアナログ信号からディジタル信号に変換する。ディジタル信号処理回路２０３Ｃは、所定の方式により所定の帯域信号を所定のデータ信号に復調する。このように、受信装置２Ｃは、光領域で時分割分離を行う。 FIG. 7 is a diagram illustrating a third conventional time division multiplexing receiver. As illustrated in FIG. 7A, the receiving device 2C includes an optical switch 208C, a light receiver 201C, an AD conversion circuit 202C, and a digital signal processing circuit 203C. The optical switch 208C receives the time division multiplexed signal and extracts a predetermined band signal from the time division multiplexed signal. FIG. 7B shows a time division multiplexed signal input to the optical switch 208C, and FIG. 7C shows a predetermined band signal output from the optical switch 208C. The light receiver 201C converts a predetermined band signal from an optical signal to an electrical signal. FIG. 7D shows a predetermined band signal output from the light receiver 201C. The AD conversion circuit 202C converts a predetermined band signal from an analog signal to a digital signal. The digital signal processing circuit 203C demodulates a predetermined band signal into a predetermined data signal by a predetermined method. Thus, the receiving device 2C performs time division separation in the optical domain.

図８は、従来技術の第４の時分割多重化受信装置を示す図である。受信装置２Ｄは、光合波器２０９Ｄ、受光器２０１Ｄ、ＡＤ変換回路２０２Ｄ、ディジタル信号処理回路２０３Ｄ、周波数安定化回路２１０Ｄ、パルス光源２１１Ｄ及び偏波調整器２１２Ｄから構成される。周波数安定化回路２１０Ｄは、パルス光源２１１Ｄから出力されるパルス光信号の周波数をサンプリング周波数に安定化するとともに、パルス光源２１１Ｄの発振波長及び受信した時分割多重化信号の波長の差が所定の値となるように、パルス光源２１１Ｄの発振波長を安定化する。偏波調整器２１２Ｄは、パルス光源２１１Ｄから出力されるパルス光信号の偏波状態を調整する。光合波器２０９Ｄは、送信装置１Ａからの時分割多重信号及び偏波調整器２１２Ｄからのパルス光信号を合波する。受光器２０１Ｄは、合波信号を光信号から電気信号に変換する。ＡＤ変換回路２０２Ｄは、合波信号をアナログ信号からディジタル信号に変換する。ディジタル信号処理回路２０３Ｄは、所定の方式により合波信号をデータ信号に復調する。合波信号は、所定の帯域信号をビート信号として含む。このように、受信装置２Ｄは、光領域で時分割分離を行う。 FIG. 8 is a diagram showing a fourth conventional time division multiplexing receiver. The receiving device 2D includes an optical multiplexer 209D, a light receiver 201D, an AD conversion circuit 202D, a digital signal processing circuit 203D, a frequency stabilization circuit 210D, a pulse light source 211D, and a polarization adjuster 212D. The frequency stabilizing circuit 210D stabilizes the frequency of the pulsed light signal output from the pulsed light source 211D to the sampling frequency, and the difference between the oscillation wavelength of the pulsed light source 211D and the wavelength of the received time-division multiplexed signal is a predetermined value. Thus, the oscillation wavelength of the pulse light source 211D is stabilized. The polarization adjuster 212D adjusts the polarization state of the pulse optical signal output from the pulse light source 211D. The optical multiplexer 209D combines the time division multiplexed signal from the transmission apparatus 1A and the pulsed optical signal from the polarization adjuster 212D. The light receiver 201D converts the combined signal from an optical signal to an electrical signal. The AD conversion circuit 202D converts the combined signal from an analog signal to a digital signal. The digital signal processing circuit 203D demodulates the combined signal into a data signal by a predetermined method. The combined signal includes a predetermined band signal as a beat signal. Thus, the receiving device 2D performs time division separation in the optical domain.

受信装置２が、数ＧＨｚ程度の広帯域信号を受信するときには、受光器２０１、ＡＤ変換回路２０２、ディジタル信号処理回路２０３、バンドパスフィルタ２０５及び無線信号フロントエンド２０６は、数ＧＨｚ程度の高速な動作を要求される。とくに、ＡＤ変換回路２０２は、数ＧＨｚ程度の高速な動作を困難とするため、受信装置２の構成を複雑にしており、受信装置２の価格を高額にしている。そこで、複数のＡＤ変換回路２０２が、数ＧＨｚ程度の広帯域信号を、分散・並列して処理するようにしている。 When the receiving device 2 receives a wideband signal of about several GHz, the light receiver 201, the AD conversion circuit 202, the digital signal processing circuit 203, the bandpass filter 205, and the radio signal front end 206 operate at a high speed of about several GHz. As required. In particular, since the AD converter circuit 202 makes it difficult to operate at a high speed of several GHz, the configuration of the receiving device 2 is complicated, and the price of the receiving device 2 is increased. Therefore, a plurality of AD conversion circuits 202 process wideband signals of about several GHz in a distributed and parallel manner.

図９は、従来技術の第１の広帯域信号受信装置を示す図である。図９（ａ）に示したように、受信装置２Ｅは、受光器２０１Ｅ、時分割分離用スイッチ２０４Ｅ、ＡＤ変換回路２０２Ｅ−１、２０２Ｅ−２、・・・、２０２Ｅ−Ｎ及びディジタル信号処理回路２０３Ｅから構成される。受光器２０１Ｅの処理は、図４の受光器２０１Ａの処理と同様である。図９（ｂ）は、受光器２０１Ｅで受信される広帯域信号を示す。時分割分離用スイッチ２０４Ｅは、第１、第２、・・・、第Ｎのタイミングでサンプリングした広帯域信号を、各々ＡＤ変換回路２０２Ｅ−１、２０２Ｅ−２、・・・、２０２Ｅ−Ｎに出力する。図９（ｃ）は、時分割分離用スイッチ２０４Ｅに入力されるサンプリング前の広帯域信号を示し、図９（ｄ）は、時分割分離用スイッチ２０４Ｅから出力されるサンプリング後の広帯域信号を示す。ＡＤ変換回路２０２Ｅ−１、２０２Ｅ−２、・・・、２０２Ｅ−Ｎは、各々第１、第２、・・・、第Ｎのタイミングでサンプリングされた広帯域信号をアナログ信号からディジタル信号に変換する。ディジタル信号処理回路２０３Ｅは、第１、第２、・・・、第Ｎのタイミングでサンプリングされた広帯域信号を合波して、所定の方式により広帯域信号をデータ信号に復調する。このように、受信装置２Ｅは、光信号を電気信号に変換した後に、電気領域で時分割分離を行い分散・並列処理を行う。 FIG. 9 is a diagram illustrating a first wideband signal receiving apparatus according to the prior art. As shown in FIG. 9A, the receiver 2E includes a light receiver 201E, a time division separation switch 204E, AD conversion circuits 202E-1, 202E-2,..., 202E-N, and a digital signal processing circuit. 203E. The processing of the light receiver 201E is the same as the processing of the light receiver 201A in FIG. FIG. 9B shows a broadband signal received by the optical receiver 201E. The time division separation switch 204E outputs the wideband signals sampled at the first, second,..., Nth timings to the AD conversion circuits 202E-1, 202E-2,. To do. FIG. 9C shows a broadband signal before sampling input to the time division separation switch 204E, and FIG. 9D shows a broadband signal after sampling output from the time division separation switch 204E. The AD conversion circuits 202E-1, 202E-2,..., 202E-N convert the wideband signals sampled at the first, second,. . The digital signal processing circuit 203E combines the wideband signals sampled at the first, second,..., Nth timings and demodulates the wideband signal into a data signal by a predetermined method. As described above, the receiving device 2E performs time-division separation in the electrical domain and performs distributed / parallel processing after converting the optical signal into the electrical signal.

図１０は、従来技術の第２の広帯域信号受信装置を示す図である。受信装置２Ｆは、光スイッチ２０８Ｆ、受光器２０１Ｆ−１、２０１Ｆ−２、・・・、２０１Ｆ−Ｎ、ＡＤ変換回路２０２Ｆ−１、２０２Ｆ−２、・・・、２０２Ｆ−Ｎ及びディジタル信号処理回路２０３Ｆから構成される。光スイッチ２０８Ｆは、広帯域信号を受信し、第１、第２、・・・、第Ｎのタイミングでサンプリングした広帯域信号を、各々受光器２０１Ｆ−１、２０１Ｆ−２、・・・、２０１Ｆ−Ｎに出力する。受光器２０１Ｆ−１、２０１Ｆ−２、・・・、２０１Ｆ−Ｎは、各々第１、第２、・・・、第Ｎのタイミングでサンプリングされた広帯域信号を、光信号から電気信号に変換する。ＡＤ変換回路２０２Ｆ−１、２０２Ｆ−２、・・・、２０２Ｆ−Ｎは、各々第１、第２、・・・、第Ｎのタイミングでサンプリングされた広帯域信号を、アナログ信号からディジタル信号に変換する。ディジタル信号処理回路２０３Ｆは、第１、第２、・・・、第Ｎのタイミングでサンプリングされた広帯域信号を合波して、所定の方式により広帯域信号をデータ信号に復調する。このように、受信装置２Ｆは、光領域で時分割分離を行い、電気領域で分散・並列処理を行う。 FIG. 10 is a diagram illustrating a second wideband signal receiving apparatus of the related art. Receiving device 2F includes optical switch 208F, light receivers 201F-1, 201F-2,..., 201F-N, AD conversion circuits 202F-1, 202F-2,. 203F. The optical switch 208F receives the broadband signal, and receives the broadband signals sampled at the first, second,..., Nth timings, respectively, on the optical receivers 201F-1, 201F-2,. Output to. Receiving devices 201F-1, 201F-2,..., 201F-N convert the broadband signals sampled at the first, second,. . The AD conversion circuits 202F-1, 202F-2,..., 202F-N convert the wideband signals sampled at the first, second,. To do. The digital signal processing circuit 203F combines the wideband signals sampled at the first, second,..., Nth timings, and demodulates the wideband signal into a data signal by a predetermined method. Thus, the receiving device 2F performs time division separation in the optical domain and performs distributed / parallel processing in the electrical domain.

図１１は、従来技術の第３の広帯域信号受信装置を示す図である。受信装置２Ｇは、光分岐器２１３Ｇ、光合波器２０９Ｇ−１、２０９Ｇ−２、・・・、２０９Ｇ−Ｎ、受光器２０１Ｇ−１、２０１Ｇ−２、・・・、２０１Ｇ−Ｎ、ＡＤ変換回路２０２Ｇ−１、２０２Ｇ−２、・・・、２０２Ｇ−Ｎ、ディジタル信号処理回路２０３Ｇ、周波数安定化回路２１０Ｇ、パルス光源２１１Ｇ、偏波調整器２１２Ｇ、光分岐器２１４Ｇ及び光遅延器２１５Ｇ−２、・・・、２１５Ｇ−Ｎから構成される。周波数安定化回路２１０Ｇ、パルス光源２１１Ｇ、偏波調整器２１２Ｇの処理は、各々図８の周波数安定化回路２１０Ｄ、パルス光源２１１Ｄ、偏波調整器２１２Ｄの処理と同様である。光分岐器２１４Ｇは、光パルス信号を偏波調整器２１２Ｇから入力し分岐する。光遅延器２１５Ｇ−２、・・・、２１５Ｇ−Ｎは、光分岐器２１４Ｇから分岐後の光パルス信号を入力し、各々の遅延時間だけ分岐後の光パルス信号を遅延させる。光分岐器２１３Ｇは、送信装置１Ａから広帯域信号を入力し分岐する。光合波器２０９Ｇ−１は、光分岐器２１３Ｇからの分岐後の広帯域信号及び光分岐器２１４Ｇからの分岐後の光パルス信号を合波し、光合波器２０９Ｇ−２、・・・、２０９Ｇ−Ｎは、各々光分岐器２１３Ｇからの分岐後の広帯域信号及び光遅延器２１５Ｇ−２、・・・、２１５Ｇ−Ｎからの分岐・遅延後の光パルス信号を合波する。受光器２０１Ｇ−１、２０１Ｇ−２、・・・、２０１Ｇ−Ｎは、各々光合波器２０９Ｇ−１、２０９Ｇ−２、・・・、２０９Ｇ−Ｎからの合波信号を光信号から電気信号に変換する。ＡＤ変換回路２０２Ｇ−１、２０２Ｇ−２、・・・、２０２Ｇ−Ｎは、各々受光器２０１Ｇ−１、２０１Ｇ−２、・・・、２０１Ｇ−Ｎからの合波信号をアナログ信号からディジタル信号に変換する。ディジタル信号処理回路２０３Ｇは、ＡＤ変換回路２０２Ｇ−１、２０２Ｇ−２、・・・、２０２Ｇ−Ｎからの合波信号を合波して、所定の方式により更なる合波信号をデータ信号に復調する。このように、受信装置２Ｇは、光領域で時分割分離を行い、電気領域で分散・並列処理を行う。 FIG. 11 is a diagram illustrating a third wideband signal receiving apparatus according to the prior art. Receiving device 2G includes optical splitter 213G, optical multiplexers 209G-1, 209G-2,..., 209G-N, light receivers 201G-1, 201G-2,. 202G-1, 202G-N, digital signal processing circuit 203G, frequency stabilization circuit 210G, pulse light source 211G, polarization controller 212G, optical branching device 214G, and optical delay device 215G-2, ... composed of 215G-N. The processing of the frequency stabilization circuit 210G, the pulse light source 211G, and the polarization adjuster 212G is the same as the processing of the frequency stabilization circuit 210D, the pulse light source 211D, and the polarization adjuster 212D of FIG. The optical splitter 214G receives an optical pulse signal from the polarization adjuster 212G and branches it. The optical delay units 215G-2,..., 215G-N receive the branched optical pulse signal from the optical branching unit 214G, and delay the branched optical pulse signal by the respective delay times. The optical branching device 213G receives a broadband signal from the transmission device 1A and branches it. The optical multiplexer 209G-1 combines the branched broadband signal from the optical branching device 213G and the optical pulse signal after branching from the optical branching device 214G, and combines the optical multiplexers 209G-2,. N multiplexes the branched broadband signal from the optical branching unit 213G and the optical pulse signal after branching / delaying from the optical delay units 215G-2,... 215G-N, respectively. The light receivers 201G-1, 201G-2,..., 201G-N convert the combined signals from the optical combiners 209G-1, 209G-2,. Convert. The AD conversion circuits 202G-1, 202G-2,..., 202G-N convert the combined signals from the optical receivers 201G-1, 201G-2,. Convert. The digital signal processing circuit 203G combines the combined signals from the AD conversion circuits 202G-1, 202G-2, ..., 202G-N, and demodulates the further combined signal into a data signal by a predetermined method. To do. Thus, the receiving device 2G performs time division separation in the optical domain and performs distributed / parallel processing in the electrical domain.

ＤａｙｏｕＱｉａｎ，ＮｅｄａＣｖｉｊｅｔｉｃ，ＪｕｎｑｉａｎｇＨｕａｎｄＴｉｎｇＷａｎｇ，“１０８Ｇｂ／ｓＯＦＤＭＡ−ＰＯＮｗｉｔｈｐｏｌａｒｉｚａｔｉｏｎｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇａｎｄｄｉｒｅｃｔｄｅｔｅｃｔｉｏｎ”，ＩＥＥＥＪ．Ｌｉｇｈｔｗ．Ｔｅｃｈｎｏｌ．，Ｖｏｌ．２８，Ｎｏ．４，ｐｐ．４８４−４９３，Ｆｅｂ．２０１０．Dayou Qian, Neda Cvjetic, Junqi Hu and Ting Wang, “108 Gb / s OFDMA-PON with polarization multiplexing and direction detection”, IEEE J. Lighttw. Technol. , Vol. 28, no. 4, pp. 484-493, Feb. 2010. Ｓａｎｇ−ＹｕｅｐＫｉｍ，ＮａｏｙａＳａｋｕｒａｉ，ＨｉｄｅａｋｉＫｉｍｕｒａａｎｄＫｉｙｏｍｉＫｕｍｏｚａｋｉ，“１０−Ｇｂｉｔ／ｓｎｅｘｔ−ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎｃｏｈｅｒｅｎｔＱＰＳＫ−ＰＯＮｗｉｔｈｒｅｄｕｃｅｄｂａｎｄｗｉｄｔｈｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓｅｍｐｌｏｙｉｎｇｌｉｎｅａｒｄｉｇｉｔａｌｅｑｕａｌｉｚａｔｉｏｎｗｉｔｈａｄａｐｔｉｖｅａｌｇｏｒｉｔｈｍ”，ＯＦＣ２００９，ＯＭＮ６，Ｍａｒ．２００９．Sang-Yuep Kim, Naoya Sakurai, Hideaki Kimura and Kiyomi Kumozaki, "10-Gbit / s next-generation coherent QPSK-PON with reduced bandwidth requirements employing linear digital equalization with adaptive algorithm", OFC 2009, OMN6, Mar. 2009. 原田博司，塚本勝俊，小牧省三，森永規彦，“光ＴＤＭを用いたミリ波無線信号光ファイバ伝送システム”，電子情報通信学会論文誌Ｃ−Ｉ，Ｖｏｌ．Ｊ７７−Ｃ−Ｉ，Ｎｏ．１，ｐｐ．６４９−６５８．，１９９４年１１月．Hiroshi Harada, Katsutoshi Tsukamoto, Shozo Komaki, Norihiko Morinaga, “Millimeter-Wave Radio Signal Optical Fiber Transmission System Using Optical TDM”, IEICE Transactions CI, Vol. J77-CI, No. 1, pp. 649-658. , November 1994. 張超，五十嵐浩司，加藤一弘，菊池和朗，“時間多重分離機能を持つディジタルコヒーレント受信器による光ＱＰＳＫ信号の復調”，２００８年電子情報通信学会総合大会，Ｂ−１０−９８，２００８年３月．Cho Zhang, Koji Igarashi, Kazuhiro Kato, Kazuo Kikuchi, “Demodulation of optical QPSK signal by digital coherent receiver with time demultiplexing function”, 2008 IEICE General Conference, B-10-98, March 2008 . ＥｓｚｔｅｒＵｄｖａｒｙａｎｄＴｉｂｏｒＢｅｒｃｅｌｉ，“ＳｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒＯｐｔｉｃａｌＡｍｐｌｉｆｉｅｒｆｏｒＤｅｔｅｃｔｉｏｎＦｕｎｃｔｉｏｎｉｎＲａｄｉｏＯｖｅｒＦｉｂｅｒＳｙｓｔｅｍｓ”，ＪｏｕｒｎａｌｏｆＬｉｇｈｔｗａｖｅＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｖｏｌ．２６，Ｎｏ．１５，ｐｐ．２５６３−２５７０，Ａｕｇｕｓｔ１，２００８．Eszter Udvary and Timber Berceli, “Semiconductor Optical Amplifier for Detection Function in Radio Over Fiber System”, Journal of Lightweight. 26, no. 15, pp. 2563-2570, August 1, 2008.

図４及び図５に示した受信装置２Ａ、２Ｂは、光信号を電気信号に変換した後に、電気領域で時分割分離を行う。図９に示した受信装置２Ｅは、光信号を電気信号に変換した後に、電気領域で時分割分離を行い分散・並列処理を行う。そのため、受信装置２Ａ、２Ｂ、２Ｅは、数ＧＨｚ程度の帯域信号を受信するのに適していない。 The receiving apparatuses 2A and 2B illustrated in FIG. 4 and FIG. 5 perform time division separation in the electrical domain after converting the optical signal into an electrical signal. The receiving apparatus 2E illustrated in FIG. 9 performs time-division separation in the electrical domain and performs distributed / parallel processing after converting the optical signal into an electrical signal. Therefore, the receiving devices 2A, 2B, and 2E are not suitable for receiving a band signal of about several GHz.

図７及び図８に示した受信装置２Ｃ、２Ｄは、光領域で時分割分離を行う。図１０及び図１１で示した受信装置２Ｆ、２Ｇは、光領域で時分割分離を行い、電気領域で分散・並列処理を行う。そのため、受信装置２Ｃ、２Ｄ、２Ｆ、２Ｇは、数ＧＨｚ程度の帯域信号を受信するのに適している。しかし、受信装置２Ｃ、２Ｆでは、光スイッチ２０８が光損失を発生させ、光損失を補償するために光増幅器を配置すれば、装置構成が複雑になる。そして、受信装置２Ｄ、２Ｇでは、周波数安定化回路２１０及び偏波調整器２１２が必要であり、装置構成が複雑になる。とくに、図１に示した光アクセスシステムでは、送信装置１は収容局舎であり、受信装置２は加入者宅内装置である。そして、受信装置２Ｃ、２Ｄ、２Ｆ、２Ｇを加入者宅内装置に適用すれば、光アクセスシステムが高額となる。このように、光領域の時分割分離の有効な手法について、具体的な検討はなかった。 The receiving apparatuses 2C and 2D illustrated in FIGS. 7 and 8 perform time division separation in the optical domain. The receiving apparatuses 2F and 2G illustrated in FIGS. 10 and 11 perform time division separation in the optical domain and perform distributed / parallel processing in the electrical domain. Therefore, the receiving devices 2C, 2D, 2F, and 2G are suitable for receiving a band signal of about several GHz. However, in the receiving apparatuses 2C and 2F, if the optical switch 208 generates an optical loss and an optical amplifier is arranged to compensate for the optical loss, the apparatus configuration becomes complicated. In the receiving apparatuses 2D and 2G, the frequency stabilization circuit 210 and the polarization adjuster 212 are necessary, and the apparatus configuration is complicated. In particular, in the optical access system shown in FIG. 1, the transmitting device 1 is a housing station, and the receiving device 2 is a subscriber premises device. If the receiving apparatuses 2C, 2D, 2F, and 2G are applied to the subscriber premises apparatus, the optical access system becomes expensive. Thus, there has been no specific study on an effective method for time-division separation of the optical region.

そこで、前記課題を解決するために、本発明は、送信装置及び受信装置の間でデータ伝送を行う光アクセスシステムにおいて、経済的かつ高精度に光領域の時分割分離によるデータ受信を行うための受信装置を提供することを目的とする。 Accordingly, in order to solve the above-described problems, the present invention provides an optical access system that performs data transmission between a transmission device and a reception device, and performs data reception by time-division separation of an optical region with high accuracy. An object is to provide a receiving apparatus.

上記目的を達成するために、光半導体増幅器が、時分割多重化された光信号又は広帯域信号などの光信号を、所定のタイミングでサンプリング及び増幅するようにした。信号発生器が、半導体光増幅器の閾値電流より大きい電流を有する信号を、所定のタイミングで半導体光増幅器に出力し、閾値電流以下の電流を有する信号を、所定のタイミング以外の時間で半導体光増幅器に出力するようにした。 In order to achieve the above object, the optical semiconductor amplifier samples and amplifies an optical signal such as a time-division multiplexed optical signal or a broadband signal at a predetermined timing. A signal generator outputs a signal having a current larger than a threshold current of the semiconductor optical amplifier to the semiconductor optical amplifier at a predetermined timing, and a signal having a current equal to or lower than the threshold current at a time other than the predetermined timing. Output to.

具体的には、本発明は、時分割多重化された光信号を送信する送信装置と、前記時分割多重化された光信号を受信する受信装置と、を備える光アクセスシステムであって、前記受信装置は、前記時分割多重化された光信号を入力し所定のタイミングでサンプリング及び増幅する半導体光増幅器と、前記半導体光増幅器の閾値電流より大きい電流を有する信号を、前記所定のタイミングで前記半導体光増幅器に出力し、前記閾値電流以下の電流を有する信号を、前記所定のタイミング以外の時間で前記半導体光増幅器に出力する信号発生器と、前記半導体光増幅器でサンプリング及び増幅された光信号を電気信号に変換する受光器と、を備えることを特徴とする光アクセスシステムである。 Specifically, the present invention is an optical access system comprising: a transmitter that transmits time-division multiplexed optical signals; and a receiver that receives the time-division multiplexed optical signals, The receiving device receives the time division multiplexed optical signal, samples and amplifies the semiconductor optical amplifier at a predetermined timing, and receives a signal having a current larger than a threshold current of the semiconductor optical amplifier at the predetermined timing. A signal generator that outputs to the semiconductor optical amplifier and outputs a signal having a current equal to or lower than the threshold current to the semiconductor optical amplifier at a time other than the predetermined timing; and an optical signal sampled and amplified by the semiconductor optical amplifier An optical access system comprising: a light receiver that converts the light into an electrical signal.

この構成によれば、時分割多重化された光信号を経済的かつ高精度に光領域で時分割分離する受信装置を備える光アクセスシステムを提供することができる。 According to this configuration, it is possible to provide an optical access system including a receiving device that time-division-separates time-division multiplexed optical signals in the optical domain with high accuracy.

また、本発明は、光信号を送信する送信装置と、前記光信号を受信する受信装置と、を備える光アクセスシステムであって、前記受信装置は、前記光信号を複数の分岐光信号に分岐する光分岐器と、各分岐光信号を入力し各所定のタイミングでサンプリング及び増幅する複数の半導体光増幅器と、各半導体光増幅器の閾値電流より大きい電流を有する信号を、各所定のタイミングで各半導体光増幅器に出力し、各閾値電流以下の電流を有する信号を、各所定のタイミング以外の時間で各半導体光増幅器に出力する複数の信号発生器と、各半導体光増幅器でサンプリング及び増幅された各分岐光信号を各電気信号に変換する複数の受光器と、各電気信号に信号処理を行い、信号処理を行った各電気信号を合波する電気回路と、を備えることを特徴とする光アクセスシステムである。 The present invention is also an optical access system comprising a transmitting device that transmits an optical signal and a receiving device that receives the optical signal, wherein the receiving device branches the optical signal into a plurality of branched optical signals. An optical branching device, a plurality of semiconductor optical amplifiers that input each branched optical signal, sample and amplify at each predetermined timing, and a signal having a current larger than the threshold current of each semiconductor optical amplifier at each predetermined timing. A plurality of signal generators that output to a semiconductor optical amplifier and output a signal having a current equal to or less than each threshold current to each semiconductor optical amplifier at a time other than each predetermined timing, and are sampled and amplified by each semiconductor optical amplifier A plurality of optical receivers that convert each branched optical signal into each electrical signal; and an electrical circuit that performs signal processing on each electrical signal and multiplexes the electrical signals that have undergone signal processing. Which is an optical access system that.

この構成によれば、広帯域信号などの光信号を経済的かつ高精度に光領域で時分割分離し、広帯域信号などの光信号を電気領域で分散・並列処理する受信装置を備える光アクセスシステムを提供することができる。 According to this configuration, an optical access system including a receiving device that optically and optically divides an optical signal such as a wideband signal in an optical domain and distributes and processes the optical signal such as a broadband signal in an electrical domain. Can be provided.

また、本発明は、前記信号発生器は、前記半導体光増幅器に出力する電流信号の振幅及びバイアスのうち少なくともいずれかを調整し、前記半導体光増幅器のサンプリングのパルス幅及び増幅の利得を制御することを特徴とする光アクセスシステムである。 According to the present invention, the signal generator controls at least one of an amplitude and a bias of a current signal output to the semiconductor optical amplifier, and controls a sampling pulse width and an amplification gain of the semiconductor optical amplifier. An optical access system characterized by the above.

この構成によれば、時分割多重化された光信号又は広帯域信号などの光信号の受信強度の変動に柔軟に対応する受信装置を備える光アクセスシステムを提供することができる。 According to this configuration, it is possible to provide an optical access system including a receiving apparatus that can flexibly cope with fluctuations in reception intensity of an optical signal such as a time-division multiplexed optical signal or a broadband signal.

また、本発明は、前記受信装置は、前記受光器が出力した電気信号を監視し、前記電気信号がベースバンド信号であるかベースバンド信号が変調された変調信号であるかを判断する制御回路と、前記制御回路の判断に基づいて、前記電気信号がベースバンド信号であるときには、前記信号発生器及び前記半導体光増幅器の相互の接続を遮断し、前記電気信号がベースバンド信号が変調された変調信号であるときには、前記信号発生器及び前記半導体光増幅器の相互を接続するスイッチ回路と、をさらに備えることを特徴とする光アクセスシステムである。 In the present invention, the receiving device monitors an electrical signal output from the light receiver, and determines whether the electrical signal is a baseband signal or a modulated signal obtained by modulating the baseband signal. Based on the determination of the control circuit, when the electrical signal is a baseband signal, the connection between the signal generator and the semiconductor optical amplifier is cut off, and the baseband signal is modulated with the electrical signal. In the case of a modulated signal, the optical access system further comprises a switch circuit for connecting the signal generator and the semiconductor optical amplifier to each other.

この構成によれば、ベースバンド信号を受信したときの処理内容及びベースバンド信号が変調された変調信号を受信したときの処理内容の相互間で、処理内容を柔軟に変更する受信装置を備える光アクセスシステムを提供することができる。 According to this configuration, the optical device includes a receiving device that flexibly changes the processing content between the processing content when the baseband signal is received and the processing content when the modulation signal obtained by modulating the baseband signal is received. An access system can be provided.

また、本発明は、時分割多重化された光信号を入力し所定のタイミングでサンプリング及び増幅する半導体光増幅器と、前記半導体光増幅器の閾値電流より大きい電流を有する信号を、前記所定のタイミングで前記半導体光増幅器に出力し、前記閾値電流以下の電流を有する信号を、前記所定のタイミング以外の時間で前記半導体光増幅器に出力する信号発生器と、前記半導体光増幅器でサンプリング及び増幅された光信号を電気信号に変換する受光器と、を備えることを特徴とする受信装置である。 The present invention also provides a semiconductor optical amplifier that inputs a time division multiplexed optical signal, samples and amplifies the signal at a predetermined timing, and a signal having a current larger than a threshold current of the semiconductor optical amplifier at the predetermined timing. A signal generator that outputs a signal having a current equal to or lower than the threshold current to the semiconductor optical amplifier, and outputs the signal to the semiconductor optical amplifier at a time other than the predetermined timing; and light sampled and amplified by the semiconductor optical amplifier And a light receiver for converting a signal into an electric signal.

この構成によれば、時分割多重化された光信号を経済的かつ高精度に光領域で時分割分離する受信装置を提供することができる。 According to this configuration, it is possible to provide a receiver that time-division-separates time-division multiplexed optical signals in the optical domain with high accuracy.

また、本発明は、光信号を複数の分岐光信号に分岐する光分岐器と、各分岐光信号を入力し各所定のタイミングでサンプリング及び増幅する複数の半導体光増幅器と、各半導体光増幅器の閾値電流より大きい電流を有する信号を、各所定のタイミングで各半導体光増幅器に出力し、各閾値電流以下の電流を有する信号を、各所定のタイミング以外の時間で各半導体光増幅器に出力する複数の信号発生器と、各半導体光増幅器でサンプリング及び増幅された各分岐光信号を各電気信号に変換する複数の受光器と、各電気信号に信号処理を行い、信号処理を行った各電気信号を合波する電気回路と、を備えることを特徴とする受信装置である。 Further, the present invention provides an optical branching device that branches an optical signal into a plurality of branched optical signals, a plurality of semiconductor optical amplifiers that input each branched optical signal, and sample and amplify at each predetermined timing, and A signal having a current larger than a threshold current is output to each semiconductor optical amplifier at each predetermined timing, and a signal having a current equal to or lower than each threshold current is output to each semiconductor optical amplifier at a time other than each predetermined timing. Signal generators, a plurality of optical receivers that convert each of the branched optical signals sampled and amplified by each semiconductor optical amplifier into electric signals, and electric signals that have been subjected to signal processing and signal processing. And an electric circuit for combining the two.

この構成によれば、広帯域信号などの光信号を経済的かつ高精度に光領域で時分割分離し、広帯域信号などの光信号を電気領域で分散・並列処理する受信装置を提供することができる。 According to this configuration, it is possible to provide a receiving apparatus that performs time-division separation of an optical signal such as a broadband signal in the optical domain economically and with high accuracy, and performs dispersion / parallel processing of the optical signal such as a broadband signal in the electrical domain. .

また、本発明は、前記信号発生器は、前記半導体光増幅器に出力する電流信号の振幅及びバイアスのうち少なくともいずれかを調整し、前記半導体光増幅器のサンプリングのパルス幅及び増幅の利得を制御することを特徴とする受信装置である。 According to the present invention, the signal generator controls at least one of an amplitude and a bias of a current signal output to the semiconductor optical amplifier, and controls a sampling pulse width and an amplification gain of the semiconductor optical amplifier. This is a receiving device.

この構成によれば、時分割多重化された光信号又は広帯域信号などの光信号の受信強度の変動に柔軟に対応する受信装置を提供することができる。 According to this configuration, it is possible to provide a receiving apparatus that can flexibly cope with fluctuations in the reception intensity of an optical signal such as a time-division multiplexed optical signal or a broadband signal.

また、本発明は、前記受光器が出力した電気信号を監視し、前記電気信号がベースバンド信号であるかベースバンド信号が変調された変調信号であるかを判断する制御回路と、前記制御回路の判断に基づいて、前記電気信号がベースバンド信号であるときには、前記信号発生器及び前記半導体光増幅器の相互の接続を遮断し、前記電気信号がベースバンド信号が変調された変調信号であるときには、前記信号発生器及び前記半導体光増幅器の相互を接続するスイッチ回路と、をさらに備えることを特徴とする受信装置である。 The present invention also provides a control circuit for monitoring an electrical signal output from the light receiver and determining whether the electrical signal is a baseband signal or a modulated signal obtained by modulating a baseband signal, and the control circuit When the electrical signal is a baseband signal, the mutual connection between the signal generator and the semiconductor optical amplifier is cut off, and when the electrical signal is a modulated signal obtained by modulating the baseband signal. And a switch circuit for connecting the signal generator and the semiconductor optical amplifier to each other.

この構成によれば、ベースバンド信号を受信したときの処理内容及びベースバンド信号が変調された変調信号を受信したときの処理内容の相互間で、処理内容を柔軟に変更する受信装置を提供することができる。 According to this configuration, there is provided a receiving apparatus that flexibly changes processing contents between processing contents when receiving a baseband signal and processing contents when receiving a modulated signal obtained by modulating the baseband signal. be able to.

本発明は、送信装置及び受信装置の間でデータ伝送を行う光アクセスシステムにおいて、経済的かつ高精度に光領域の時分割分離によるデータ受信を行うための受信装置を提供することができる。 INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention can provide a receiving apparatus for receiving data by time division separation of an optical region in an optical access system that performs data transmission between a transmitting apparatus and a receiving apparatus.

従来技術の光アクセスシステムを示す図である。It is a figure which shows the optical access system of a prior art. 従来技術の光送信器を示す図である。It is a figure which shows the optical transmitter of a prior art. 従来技術の時分割多重化送信装置を示す図である。It is a figure which shows the time division multiplexing transmission apparatus of a prior art. 従来技術の第１の時分割多重化受信装置を示す図である。It is a figure which shows the 1st time division multiplexing receiving apparatus of a prior art. 従来技術の第２の時分割多重化受信装置を示す図である。It is a figure which shows the 2nd time division multiplexing receiving apparatus of a prior art. 従来技術の第２の時分割多重化受信装置の処理を示す図である。It is a figure which shows the process of the 2nd time division multiplexing receiving apparatus of a prior art. 従来技術の第３の時分割多重化受信装置を示す図である。It is a figure which shows the 3rd time division multiplexing receiving apparatus of a prior art. 従来技術の第４の時分割多重化受信装置を示す図である。It is a figure which shows the 4th time division multiplexing receiving apparatus of a prior art. 従来技術の第１の広帯域信号受信装置を示す図である。It is a figure which shows the 1st wideband signal receiver of a prior art. 従来技術の第２の広帯域信号受信装置を示す図である。It is a figure which shows the 2nd wideband signal receiver of a prior art. 従来技術の第３の広帯域信号受信装置を示す図である。It is a figure which shows the 3rd wideband signal receiver of a prior art. 実施形態１の時分割多重化受信装置を示す図である。1 is a diagram illustrating a time division multiplexing receiver according to Embodiment 1. FIG. 実施形態１の半導体光増幅器及び信号発生器の処理を示す図である。It is a figure which shows the process of the semiconductor optical amplifier and signal generator of Embodiment 1. FIG. 実施形態１の半導体光増幅器及び信号発生器の処理を示す図である。It is a figure which shows the process of the semiconductor optical amplifier and signal generator of Embodiment 1. FIG. 実施形態１の半導体光増幅器及び信号発生器の処理を示す図である。It is a figure which shows the process of the semiconductor optical amplifier and signal generator of Embodiment 1. FIG. 実施形態１の半導体光増幅器及び信号発生器の処理を示す図である。It is a figure which shows the process of the semiconductor optical amplifier and signal generator of Embodiment 1. FIG. 実施形態１のタイミング調整方法を示す図である。FIG. 3 is a diagram illustrating a timing adjustment method according to the first embodiment. 実施形態１のサンプリング実験結果を示す図である。It is a figure which shows the sampling experiment result of Embodiment 1. FIG. 実施形態２の時分割多重化受信装置を示す図である。6 is a diagram illustrating a time division multiplexing receiver according to Embodiment 2. FIG. 実施形態３の広帯域信号受信装置を示す図である。It is a figure which shows the wideband signal receiver of Embodiment 3. 実施形態４の時分割多重化受信装置を示す図である。FIG. 10 is a diagram illustrating a time division multiplexing receiving apparatus according to a fourth embodiment. 実施形態５の時分割多重化受信装置を示す図である。FIG. 10 is a diagram illustrating a time division multiplexing receiver according to a fifth embodiment.

添付の図面を参照して本発明の実施形態を説明する。以下に説明する実施形態は本発明の実施の例であり、本発明は以下の実施形態に制限されるものではない。なお、本明細書及び図面において符号が同じ構成要素は、相互に同一のものを示すものとする。 Embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. The embodiments described below are examples of the present invention, and the present invention is not limited to the following embodiments. In the present specification and drawings, the same reference numerals denote the same components.

（実施形態１）
図１２は、実施形態１の時分割多重化受信装置を示す図である。受信装置２Ｈは、半導体光増幅器２１６Ｈ、受光器２０１Ｈ、ＡＤ変換回路２０２Ｈ、ディジタル信号処理回路２０３Ｈ、信号発生器２１７Ｈ、タイミング調整回路２１８Ｈ、振幅調整回路２１９Ｈ及びバイアス調整回路２２０Ｈから構成される。 (Embodiment 1)
FIG. 12 is a diagram illustrating the time division multiplexing receiver according to the first embodiment. The receiving device 2H includes a semiconductor optical amplifier 216H, a light receiver 201H, an AD conversion circuit 202H, a digital signal processing circuit 203H, a signal generator 217H, a timing adjustment circuit 218H, an amplitude adjustment circuit 219H, and a bias adjustment circuit 220H.

半導体光増幅器２１６Ｈは、時分割多重化信号を受信し、時分割多重化信号を所定のタイミングでサンプリング及び増幅し、所定の帯域信号を抽出する。受光器２０１Ｈは、所定の帯域信号を光信号から電気信号に変換する。ＡＤ変換回路２０２Ｈは、所定の帯域信号をアナログ信号からディジタル信号に変換する。ディジタル信号処理回路２０３Ｈは、所定の方式により所定の帯域信号を所定のデータ信号に復調する。 The semiconductor optical amplifier 216H receives the time division multiplexed signal, samples and amplifies the time division multiplexed signal at a predetermined timing, and extracts a predetermined band signal. The light receiver 201H converts a predetermined band signal from an optical signal to an electrical signal. The AD conversion circuit 202H converts a predetermined band signal from an analog signal to a digital signal. The digital signal processing circuit 203H demodulates a predetermined band signal into a predetermined data signal by a predetermined method.

信号発生器２１７Ｈは、半導体光増幅器２１６Ｈの閾値電流より大きい電流を有する信号を、所定のタイミングで半導体光増幅器２１６Ｈに出力し、閾値電流以下の電流を有する信号を、所定のタイミング以外の時間で半導体光増幅器２１６Ｈに出力する。タイミング調整回路２１８Ｈは、信号発生器２１７Ｈからの電流信号のタイミングを調整する。振幅調整回路２１９Ｈは、信号発生器２１７Ｈからの電流信号の振幅を調整する。バイアス調整回路２２０Ｈは、信号発生器２１７Ｈからの電流信号のバイアスを調整する。 The signal generator 217H outputs a signal having a current larger than the threshold current of the semiconductor optical amplifier 216H to the semiconductor optical amplifier 216H at a predetermined timing, and outputs a signal having a current equal to or lower than the threshold current at a time other than the predetermined timing. Output to the semiconductor optical amplifier 216H. The timing adjustment circuit 218H adjusts the timing of the current signal from the signal generator 217H. The amplitude adjustment circuit 219H adjusts the amplitude of the current signal from the signal generator 217H. The bias adjustment circuit 220H adjusts the bias of the current signal from the signal generator 217H.

図１３から図１６は、実施形態１の半導体光増幅器及び信号発生器の処理を示す図である。信号発生器２１７Ｈからの電流信号についての信号強度は、所定のタイミングでは半導体光増幅器２１６Ｈの閾値電流より大きくなり、所定のタイミング以外の時間では半導体光増幅器２１６Ｈの閾値電流以下となる。よって、半導体光増幅器２１６Ｈの利得は、所定のタイミングでは有限値となるが、所定のタイミング以外の時間ではほぼ０となる。そして、半導体光増幅器２１６Ｈでの受信信号のうち、所定のタイミングでの信号は増幅され通過するが、所定のタイミング以外の時間での信号はほぼ通過しない。 FIGS. 13 to 16 are diagrams illustrating processing of the semiconductor optical amplifier and the signal generator according to the first embodiment. The signal intensity of the current signal from the signal generator 217H is larger than the threshold current of the semiconductor optical amplifier 216H at a predetermined timing, and is lower than the threshold current of the semiconductor optical amplifier 216H at a time other than the predetermined timing. Therefore, the gain of the semiconductor optical amplifier 216H becomes a finite value at a predetermined timing, but becomes almost zero at a time other than the predetermined timing. Of the signals received by the semiconductor optical amplifier 216H, signals at a predetermined timing are amplified and pass, but signals at times other than the predetermined timing hardly pass.

図１３では、半導体光増幅器２１６Ｈでの受信信号は時間的に一定の強度を有する受信信号であり、信号発生器２１７Ｈからの電流信号は矩形波信号である。図１３（ａ）は、半導体光増幅器２１６Ｈでの受信信号についての信号強度の時間変化を示す。図１３（ｂ）は、半導体光増幅器２１６Ｈの電流−利得特性及び信号発生器２１７Ｈからの電流信号についての信号電流の時間変化を対比して示す。図１３（ｃ）は、半導体光増幅器２１６Ｈでの出力信号についての信号強度の時間変化を示す。 In FIG. 13, the received signal at the semiconductor optical amplifier 216H is a received signal having a constant temporal strength, and the current signal from the signal generator 217H is a rectangular wave signal. FIG. 13A shows the change over time of the signal strength for the received signal at the semiconductor optical amplifier 216H. FIG. 13B shows the current-gain characteristic of the semiconductor optical amplifier 216H and the time change of the signal current for the current signal from the signal generator 217H. FIG. 13C shows the change over time of the signal strength for the output signal from the semiconductor optical amplifier 216H.

振幅調整回路２１９Ｈは、信号発生器２１７Ｈからの電流信号の振幅を調整することにより、半導体光増幅器２１６Ｈの増幅の利得を調整することができる。バイアス調整回路２２０Ｈは、信号発生器２１７Ｈからの電流信号のバイアスを調整することにより、半導体光増幅器２１６Ｈの増幅の利得を調整することができる。振幅調整回路２１９Ｈ及びバイアス調整回路２２０Ｈのうち、少なくともいずれかが動作していればよい。 The amplitude adjustment circuit 219H can adjust the amplification gain of the semiconductor optical amplifier 216H by adjusting the amplitude of the current signal from the signal generator 217H. The bias adjustment circuit 220H can adjust the amplification gain of the semiconductor optical amplifier 216H by adjusting the bias of the current signal from the signal generator 217H. It is sufficient that at least one of the amplitude adjustment circuit 219H and the bias adjustment circuit 220H is operating.

図１４では、半導体光増幅器２１６Ｈでの受信信号は時間的に一定の強度を有する受信信号であり、信号発生器２１７Ｈからの電流信号は正弦波信号である。図１４（ａ）は、半導体光増幅器２１６Ｈでの受信信号についての信号強度の時間変化を示す。図１４（ｂ）は、半導体光増幅器２１６Ｈの電流−利得特性及び信号発生器２１７Ｈからの電流信号についての信号電流の時間変化を対比して示す。図１４（ｃ）は、半導体光増幅器２１６Ｈでの出力信号についての信号強度の時間変化を示す。 In FIG. 14, the received signal at the semiconductor optical amplifier 216H is a received signal having a constant intensity in time, and the current signal from the signal generator 217H is a sine wave signal. FIG. 14A shows the change over time of the signal strength for the received signal at the semiconductor optical amplifier 216H. FIG. 14B shows the current-gain characteristic of the semiconductor optical amplifier 216H and the time change of the signal current for the current signal from the signal generator 217H. FIG. 14C shows a time change of the signal intensity for the output signal from the semiconductor optical amplifier 216H.

振幅調整回路２１９Ｈは、信号発生器２１７Ｈからの電流信号の振幅を調整することにより、半導体光増幅器２１６Ｈのサンプリングのパルス幅及び増幅の利得を調整することができる。バイアス調整回路２２０Ｈは、信号発生器２１７Ｈからの電流信号のバイアスを調整することにより、半導体光増幅器２１６Ｈのサンプリングのパルス幅及び増幅の利得を調整することができる。振幅調整回路２１９Ｈ及びバイアス調整回路２２０Ｈのうち、少なくともいずれかが動作していればよい。図１４では、正弦波信号は広帯域信号ではないため、受信装置２Ｈは簡便なハードウェアを備えるのみで十分である。 The amplitude adjustment circuit 219H can adjust the sampling pulse width and amplification gain of the semiconductor optical amplifier 216H by adjusting the amplitude of the current signal from the signal generator 217H. The bias adjustment circuit 220H can adjust the sampling pulse width and amplification gain of the semiconductor optical amplifier 216H by adjusting the bias of the current signal from the signal generator 217H. It is sufficient that at least one of the amplitude adjustment circuit 219H and the bias adjustment circuit 220H is operating. In FIG. 14, since the sine wave signal is not a wideband signal, it is sufficient for the receiving apparatus 2H to include simple hardware.

図１５では、半導体光増幅器２１６Ｈでの受信信号は強度の大きい時分割多重化信号であり、信号発生器２１７Ｈからの電流信号は正弦波信号である。図１５（ａ）は、半導体光増幅器２１６Ｈでの受信信号についての信号強度の時間変化を示す。図１５（ｂ）は、半導体光増幅器２１６Ｈの電流−利得特性及び信号発生器２１７Ｈからの電流信号についての信号電流の時間変化を対比して示す。図１５（ｃ）は、半導体光増幅器２１６Ｈでの出力信号についての信号強度の時間変化を示す。 In FIG. 15, the received signal at the semiconductor optical amplifier 216H is a time-division multiplexed signal having a high intensity, and the current signal from the signal generator 217H is a sine wave signal. FIG. 15A shows the change over time of the signal strength of the received signal at the semiconductor optical amplifier 216H. FIG. 15B shows the current-gain characteristic of the semiconductor optical amplifier 216H and the time change of the signal current for the current signal from the signal generator 217H. FIG. 15C shows the change over time of the signal strength for the output signal from the semiconductor optical amplifier 216H.

信号発生器２１７Ｈは、所定の帯域信号を抽出するために、所定のタイミングで半導体光増幅器２１６Ｈの閾値電流より大きい電流信号を出力する。半導体光増幅器２１６Ｈでの受信信号は、強度の大きい時分割多重化信号であるため、信号発生器２１７Ｈからの電流信号の振幅及びバイアスは小さくても構わない。 The signal generator 217H outputs a current signal larger than the threshold current of the semiconductor optical amplifier 216H at a predetermined timing in order to extract a predetermined band signal. Since the received signal at the semiconductor optical amplifier 216H is a time-division multiplexed signal having a high intensity, the amplitude and bias of the current signal from the signal generator 217H may be small.

図１６では、半導体光増幅器２１６Ｈでの受信信号は強度の小さい時分割多重化信号であり、信号発生器２１７Ｈからの電流信号は正弦波信号である。図１６（ａ）は、半導体光増幅器２１６Ｈでの受信信号についての信号強度の時間変化を示す。図１６（ｂ）は、半導体光増幅器２１６Ｈの電流−利得特性及び信号発生器２１７Ｈからの電流信号についての信号電流の時間変化を対比して示す。図１６（ｃ）は、半導体光増幅器２１６Ｈでの出力信号についての信号強度の時間変化を示す。 In FIG. 16, the received signal at the semiconductor optical amplifier 216H is a time-division multiplexed signal with a low intensity, and the current signal from the signal generator 217H is a sine wave signal. FIG. 16A shows the change over time of the signal strength of the received signal at the semiconductor optical amplifier 216H. FIG. 16B shows the current-gain characteristic of the semiconductor optical amplifier 216H and the time change of the signal current for the current signal from the signal generator 217H. FIG. 16C shows the change over time of the signal strength for the output signal from the semiconductor optical amplifier 216H.

信号発生器２１７Ｈは、所定の帯域信号を抽出するために、所定のタイミングで半導体光増幅器２１６Ｈの閾値電流より大きい電流信号を出力する。半導体光増幅器２１６Ｈでの受信信号は、強度の小さい時分割多重化信号であるため、信号発生器２１７Ｈからの電流信号の振幅及びバイアスは大きければ望ましい。 The signal generator 217H outputs a current signal larger than the threshold current of the semiconductor optical amplifier 216H at a predetermined timing in order to extract a predetermined band signal. Since the received signal at the semiconductor optical amplifier 216H is a time-division multiplexed signal with a low intensity, it is desirable that the amplitude and bias of the current signal from the signal generator 217H be large.

図１５及び図１６で説明したように、信号発生器２１７Ｈからの電流信号の振幅及びバイアスを制御するためには、受光器２０１Ｈの出力電流をモニタリングすればよい。受信装置２Ｈは、時分割多重化信号の受信強度の変動に柔軟に対応することができる。 As described with reference to FIGS. 15 and 16, in order to control the amplitude and bias of the current signal from the signal generator 217H, the output current of the light receiver 201H may be monitored. The receiving device 2H can flexibly cope with fluctuations in the reception intensity of the time division multiplexed signal.

図１７は、実施形態１のタイミング調整方法を示す図である。送信装置１Ａでは、時分割多重用スイッチ１０５Ａは、複数の帯域信号及び同期捕捉用信号を時分割多重化する。同期捕捉用信号は、例えば交番信号などである。受信装置２Ｈでは、タイミング調整回路２１８Ｈは、信号発生器２１７Ｈからの電流信号のタイミングを調整することにより、同期捕捉用信号を抽出できるようにする。半導体光増幅器２１６Ｈは、同期捕捉用信号から所定の時間だけ隔てたタイミングで、時分割多重化信号をサンプリング及び増幅することにより、所定の帯域信号を抽出することができる。 FIG. 17 is a diagram illustrating a timing adjustment method according to the first embodiment. In the transmitting apparatus 1A, the time division multiplexing switch 105A performs time division multiplexing of a plurality of band signals and synchronization acquisition signals. The synchronization acquisition signal is, for example, an alternating signal. In the receiving device 2H, the timing adjustment circuit 218H adjusts the timing of the current signal from the signal generator 217H so that the synchronization acquisition signal can be extracted. The semiconductor optical amplifier 216H can extract a predetermined band signal by sampling and amplifying the time division multiplexed signal at a timing separated from the synchronization acquisition signal by a predetermined time.

図１８は、実施形態１のサンプリング実験結果を示す図である。図１８（ａ）は、２００ＭＨｚの正弦波により大きく変調された光信号を、１ＧＨｚの正弦波により動作される半導体光増幅器に入力したときの、光信号波形の測定結果を示す。図１８（ｂ）は、２００ＭＨｚの正弦波により小さく変調された光信号を、１ＧＨｚの正弦波により動作される半導体光増幅器に入力したときの、光信号波形の測定結果を示す。図１８（ａ）及び図１８（ｂ）では、サンプリング幅が１１０〜１２０ｐｓであるときに、サンプリングが高精度に行われていた。半導体光増幅器の動作条件を調整することにより、サンプリング幅が７０〜８０ｐｓであるときも、サンプリングが高精度に行われていた。 FIG. 18 is a diagram illustrating a sampling experiment result of the first embodiment. FIG. 18A shows the measurement result of the optical signal waveform when an optical signal greatly modulated by a 200 MHz sine wave is input to a semiconductor optical amplifier operated by a 1 GHz sine wave. FIG. 18B shows the measurement result of the optical signal waveform when an optical signal modulated small by a 200 MHz sine wave is input to a semiconductor optical amplifier operated by a 1 GHz sine wave. In FIGS. 18A and 18B, sampling is performed with high accuracy when the sampling width is 110 to 120 ps. By adjusting the operating conditions of the semiconductor optical amplifier, sampling was performed with high accuracy even when the sampling width was 70 to 80 ps.

以上に説明したように、半導体光増幅器が、時分割多重化信号を所定のタイミングでサンプリング及び増幅するようにし、信号発生器が、半導体光増幅器の閾値電流より大きい電流を有する信号を、所定のタイミングで半導体光増幅器に出力し、閾値電流以下の電流を有する信号を、所定のタイミング以外の時間で半導体光増幅器に出力するようにした。半導体光増幅器は、受光器と集積可能であり量産性にも優れるため、受信装置は、経済的かつ高精度に光領域の時分割分離によるデータ受信を行うことができる。 As described above, the semiconductor optical amplifier samples and amplifies the time division multiplexed signal at a predetermined timing, and the signal generator applies a signal having a current larger than the threshold current of the semiconductor optical amplifier to a predetermined value. A signal having a current equal to or lower than the threshold current is output to the semiconductor optical amplifier at a timing, and a signal having a current lower than the threshold current is output to the semiconductor optical amplifier at a time other than a predetermined timing. Since the semiconductor optical amplifier can be integrated with a light receiver and is excellent in mass productivity, the receiving apparatus can receive data by time division separation of the optical region economically and with high accuracy.

ここで、半導体光増幅器は、偏波依存性を小さくすることもできる。このときには、コヒーレント検波を利用したときに生じる偏波依存性の問題を解決することができる。さらに、半導体光増幅器は、量子ドット構造を利用して、１００ｎｍ以上の増幅波長帯域を有することもできる。このときには、非常に広い波長帯域で動作させることができる。 Here, the semiconductor optical amplifier can also reduce the polarization dependence. At this time, it is possible to solve the problem of polarization dependency that occurs when coherent detection is used. Furthermore, the semiconductor optical amplifier can have an amplification wavelength band of 100 nm or more by using a quantum dot structure. At this time, it can be operated in a very wide wavelength band.

（実施形態２）
図１９は、実施形態２の時分割多重化受信装置を示す図である。受信装置２Ｊは、半導体光増幅器２１６Ｊ、受光器２０１Ｊ、バンドパスフィルタ２０５Ｊ、無線信号フロントエンド２０６Ｊ、アンテナ２０７Ｊ、信号発生器２１７Ｊ、タイミング調整回路２１８Ｊ、振幅調整回路２１９Ｊ及びバイアス調整回路２２０Ｊから構成される。 (Embodiment 2)
FIG. 19 is a diagram illustrating a time division multiplexing receiver according to the second embodiment. The receiving device 2J includes a semiconductor optical amplifier 216J, a light receiver 201J, a bandpass filter 205J, a radio signal front end 206J, an antenna 207J, a signal generator 217J, a timing adjustment circuit 218J, an amplitude adjustment circuit 219J, and a bias adjustment circuit 220J. The

半導体光増幅器２１６Ｊ、受光器２０１Ｊ、信号発生器２１７Ｊ、タイミング調整回路２１８Ｊ、振幅調整回路２１９Ｊ及びバイアス調整回路２２０Ｊの処理は、各々図１２の半導体光増幅器２１６Ｈ、受光器２０１Ｈ、信号発生器２１７Ｈ、タイミング調整回路２１８Ｈ、振幅調整回路２１９Ｈ及びバイアス調整回路２２０Ｈの処理と同様である。バンドパスフィルタ２０５Ｊ及び無線信号フロントエンド２０６Ｊの処理は、各々図５のバンドパスフィルタ２０５Ｂ及び無線信号フロントエンド２０６Ｂの処理と同様である。実施形態１と同様な効果を得ることができるとともに、無線信号を出力することもできる。 The processes of the semiconductor optical amplifier 216J, the light receiver 201J, the signal generator 217J, the timing adjustment circuit 218J, the amplitude adjustment circuit 219J, and the bias adjustment circuit 220J are the same as those of the semiconductor optical amplifier 216H, the light receiver 201H, the signal generator 217H in FIG. The processing is the same as that of the timing adjustment circuit 218H, the amplitude adjustment circuit 219H, and the bias adjustment circuit 220H. The processing of the band pass filter 205J and the radio signal front end 206J is the same as the processing of the band pass filter 205B and the radio signal front end 206B of FIG. The same effect as that of the first embodiment can be obtained, and a radio signal can be output.

（実施形態３）
図２０は、実施形態３の広帯域信号受信装置を示す図である。受信装置２Ｋは、光分岐器２１３Ｋ、半導体光増幅器２１６Ｋ−１、２１６Ｋ−２、・・・、２１６Ｋ−Ｎ、受光器２０１Ｋ−１、２０１Ｋ−２、・・・、２０１Ｋ−Ｎ、ＡＤ変換回路２０２Ｋ−１、２０２Ｋ−２、・・・、２０２Ｋ−Ｎ、ディジタル信号処理回路２０３Ｋ、信号発生器２１７Ｋ、タイミング調整回路２１８Ｋ、振幅調整回路２１９Ｋ、バイアス調整回路２２０Ｋ、分岐器２２１Ｋ及び遅延回路２２２Ｋ−２、・・・、２２２Ｋ−Ｎから構成される。 (Embodiment 3)
FIG. 20 is a diagram illustrating the wideband signal receiving apparatus according to the third embodiment. Receiving device 2K includes optical branching device 213K, semiconductor optical amplifiers 216K-1, 216K-2,... 216K-N, light receivers 201K-1, 201K-2,. 202K-1, 202K-2, ..., 202K-N, digital signal processing circuit 203K, signal generator 217K, timing adjustment circuit 218K, amplitude adjustment circuit 219K, bias adjustment circuit 220K, branching device 221K and delay circuit 222K- 2, ..., 222K-N.

信号発生器２１７Ｋ、タイミング調整回路２１８Ｋ、振幅調整回路２１９Ｋ、バイアス調整回路２２０Ｋの処理は、各々図１２の信号発生器２１７Ｈ、タイミング調整回路２１８Ｈ、振幅調整回路２１９Ｈ、バイアス調整回路２２０Ｈの処理と同様である。 The processing of the signal generator 217K, timing adjustment circuit 218K, amplitude adjustment circuit 219K, and bias adjustment circuit 220K is the same as the processing of the signal generator 217H, timing adjustment circuit 218H, amplitude adjustment circuit 219H, and bias adjustment circuit 220H in FIG. It is.

分岐器２２１Ｋは、電流信号を信号発生器２１７Ｋから入力し分岐する。遅延回路２２２Ｋ−２、・・・、２２２Ｋ−Ｎは、分岐後の電流信号を分岐器２２１Ｋから入力し、各々の遅延時間だけ分岐後の電流信号を遅延させる。光分岐器２１３Ｋは、送信装置１Ａから広帯域信号を入力し分岐する。 The branching device 221K receives the current signal from the signal generator 217K and branches it. The delay circuits 222K-2,..., 222K-N receive the branched current signal from the branching device 221K, and delay the branched current signal by the respective delay times. The optical branching unit 213K receives a broadband signal from the transmission device 1A and branches it.

半導体光増幅器２１６Ｋ−１は、光分岐器２１３Ｋから分岐後の広帯域信号を入力し、分岐器２２１Ｋから分岐後の電流信号を入力し、分岐後の電流信号を用いて分岐後の広帯域信号をサンプリング及び増幅する。半導体光増幅器２１６Ｋ−２、・・・、２１６Ｋ−Ｎは、光分岐器２１３Ｋから分岐後の広帯域信号を入力し、各々遅延回路２２２Ｋ−２、・・・、２２２Ｋ−Ｎから分岐・遅延後の電流信号を入力し、各々の分岐・遅延後の電流信号を用いて分岐後の広帯域信号をサンプリング及び増幅する。 The semiconductor optical amplifier 216K-1 inputs the branched broadband signal from the optical branching device 213K, inputs the branched current signal from the branching device 221K, and samples the branched broadband signal using the branched current signal. And amplify. The semiconductor optical amplifiers 216K-2,..., 216K-N receive the branched broadband signals from the optical branching unit 213K, and are branched and delayed from the delay circuits 222K-2,. A current signal is input, and the branched and delayed wideband signal is sampled and amplified using the branched and delayed current signals.

受光器２０１Ｋ−１、２０１Ｋ−２、・・・、２０１Ｋ−Ｎは、各々半導体光増幅器２１６Ｋ−１、２１６Ｋ−２、・・・、２１６Ｋ−Ｎからのサンプリング・増幅後の広帯域信号を、光信号から電気信号に変換する。ＡＤ変換回路２０２Ｋ−１、２０２Ｋ−２、・・・、２０２Ｋ−Ｎは、各々受光器２０１Ｋ−１、２０１Ｋ−２、・・・、２０１Ｋ−Ｎからのサンプリング・増幅後の広帯域信号を、アナログ信号からディジタル信号に変換する。ディジタル信号処理回路２０３Ｋは、ＡＤ変換回路２０２Ｋ−１、２０２Ｋ−２、・・・、２０２Ｋ−Ｎからのサンプリング・増幅後の広帯域信号を合波して、所定の方式により合波されたサンプリング・増幅後の広帯域信号をデータ信号に復調する。 The optical receivers 201K-1, 201K-2,..., 201K-N are optical signals which are obtained by sampling and amplifying the broadband signals from the semiconductor optical amplifiers 216K-1, 216K-2,. Convert signal to electrical signal. The AD conversion circuits 202K-1, 202K-2,..., 202K-N respectively convert the wideband signals after sampling and amplification from the light receivers 201K-1, 201K-2,. Convert signal to digital signal. The digital signal processing circuit 203K combines the sampling / amplified wideband signals from the AD conversion circuits 202K-1, 202K-2,..., 202K-N, and combines the sampling signal amplified by a predetermined method. The amplified broadband signal is demodulated into a data signal.

以上に説明したように、半導体光増幅器が、広帯域信号などの光信号を所定のタイミングでサンプリング及び増幅するようにし、信号発生器が、半導体光増幅器の閾値電流より大きい電流を有する信号を、所定のタイミングで半導体光増幅器に出力し、閾値電流以下の電流を有する信号を、所定のタイミング以外の時間で半導体光増幅器に出力するようにした。半導体光増幅器は、受光器と集積可能であり量産性にも優れるため、受信装置は、経済的かつ高精度に光領域の時分割分離によるデータ受信を行うことができる。受信装置は、広帯域信号などの光信号を電気領域で分散・並列処理することができる。 As described above, the semiconductor optical amplifier samples and amplifies an optical signal such as a broadband signal at a predetermined timing, and the signal generator outputs a signal having a current larger than the threshold current of the semiconductor optical amplifier. The signal having a current equal to or lower than the threshold current is output to the semiconductor optical amplifier at a timing other than the predetermined timing. Since the semiconductor optical amplifier can be integrated with a light receiver and is excellent in mass productivity, the receiving apparatus can receive data by time division separation of the optical region economically and with high accuracy. The receiving apparatus can distribute and parallel process optical signals such as broadband signals in the electrical domain.

（実施形態４）
図２１は、実施形態４の時分割多重化受信装置を示す図である。受信装置２Ｌは、半導体光増幅器２１６Ｌ、ＡＤ変換回路２０２Ｌ、ディジタル信号処理回路２０３Ｌ、信号発生器２１７Ｌ、タイミング調整回路２１８Ｌ、振幅調整回路２１９Ｌ、バイアス調整回路２２０Ｌ及び信号分離回路２２３Ｌから構成される。 (Embodiment 4)
FIG. 21 is a diagram illustrating a time division multiplexing receiver according to the fourth embodiment. The receiving device 2L includes a semiconductor optical amplifier 216L, an AD conversion circuit 202L, a digital signal processing circuit 203L, a signal generator 217L, a timing adjustment circuit 218L, an amplitude adjustment circuit 219L, a bias adjustment circuit 220L, and a signal separation circuit 223L.

ＡＤ変換回路２０２Ｌ、ディジタル信号処理回路２０３Ｌ、信号発生器２１７Ｌ、タイミング調整回路２１８Ｌ、振幅調整回路２１９Ｌ及びバイアス調整回路２２０Ｌの処理は、各々図１２のＡＤ変換回路２０２Ｈ、ディジタル信号処理回路２０３Ｈ、信号発生器２１７Ｈ、タイミング調整回路２１８Ｈ、振幅調整回路２１９Ｈ及びバイアス調整回路２２０Ｈの処理と同様である。 The AD conversion circuit 202L, digital signal processing circuit 203L, signal generator 217L, timing adjustment circuit 218L, amplitude adjustment circuit 219L, and bias adjustment circuit 220L are respectively processed by the AD conversion circuit 202H, digital signal processing circuit 203H, and signal in FIG. The processing is the same as that of the generator 217H, the timing adjustment circuit 218H, the amplitude adjustment circuit 219H, and the bias adjustment circuit 220H.

半導体光増幅器２１６Ｌは、時分割多重化信号を受信し、時分割多重化信号を所定のタイミングでサンプリング及び増幅し、所定の帯域信号を抽出するとともに、所定の帯域信号を光信号から電気信号に変換する（非特許文献５を参照。）。信号分離回路２２３Ｌは、半導体光増幅器２１６Ｌからの所定の帯域信号及び信号発生器２１７Ｌからの電流信号を分離する。信号分離回路２２３Ｌとして、方向性結合器を利用することができる。実施形態１と同様な効果を得ることができるとともに、受光器を不要とすることもできる。 The semiconductor optical amplifier 216L receives the time division multiplexed signal, samples and amplifies the time division multiplexed signal at a predetermined timing, extracts a predetermined band signal, and converts the predetermined band signal from an optical signal to an electrical signal. Convert (see Non-Patent Document 5). The signal separation circuit 223L separates a predetermined band signal from the semiconductor optical amplifier 216L and a current signal from the signal generator 217L. A directional coupler can be used as the signal separation circuit 223L. The same effects as those of the first embodiment can be obtained, and a light receiver can be omitted.

（実施形態５）
図２２は、実施形態５の時分割多重化受信装置を示す図である。受信装置２Ｍは、半導体光増幅器２１６Ｍ、受光器２０１Ｍ、切替回路２２６Ｍ、ＡＤ変換回路２０２Ｍ、ディジタル信号処理回路２０３Ｍ、ベースバンド信号受信回路２２７Ｍ、信号発生器２１７Ｍ、タイミング調整回路２１８Ｍ、振幅調整回路２１９Ｍ、バイアス調整回路２２０Ｍ、制御回路２２４Ｍ及びスイッチ回路２２５Ｍから構成される。 (Embodiment 5)
FIG. 22 is a diagram illustrating a time division multiplexing receiver according to the fifth embodiment. The receiving device 2M includes a semiconductor optical amplifier 216M, a light receiver 201M, a switching circuit 226M, an AD conversion circuit 202M, a digital signal processing circuit 203M, a baseband signal receiving circuit 227M, a signal generator 217M, a timing adjustment circuit 218M, and an amplitude adjustment circuit 219M. , A bias adjustment circuit 220M, a control circuit 224M, and a switch circuit 225M.

送信装置１Ａは、ベースバンド信号及びベースバンド信号が変調された変調信号を、所定のタイミングで切り替えて送信する。受信装置２Ｍは、受信信号がベースバンド信号及びベースバンド信号が変調された変調信号のうちいずれであるかに応じて、受信信号の処理方法を選択する。ベースバンド信号として、１０Ｇｂ／ｓ又は４０Ｇｂ／ｓのＮＲＺ信号などの高速ベースバンド信号をあげられる。ベースバンド信号が変調された変調信号として、４値ＰＳＫ、１６値ＱＡＭ及びＯＦＤＭなどの多値変調信号をあげられる。 The transmitting apparatus 1A switches and transmits a baseband signal and a modulated signal obtained by modulating the baseband signal at a predetermined timing. The receiving apparatus 2M selects a received signal processing method according to whether the received signal is a baseband signal or a modulated signal obtained by modulating the baseband signal. Examples of the baseband signal include a high-speed baseband signal such as a 10 Gb / s or 40 Gb / s NRZ signal. Examples of the modulation signal obtained by modulating the baseband signal include multilevel modulation signals such as 4-level PSK, 16-level QAM, and OFDM.

制御回路２２４Ｍは、受光器２０１Ｍからの電気信号がベースバンド信号であるかベースバンド信号が変調された変調信号であるかを、以下に説明するように判断する。 The control circuit 224M determines whether the electrical signal from the light receiver 201M is a baseband signal or a modulation signal obtained by modulating the baseband signal as described below.

まず、ベースバンド信号のビットレートがサンプリング周波数の整数倍と異なる場合について説明する。制御回路２２４Ｍは、ベースバンド信号のビットレートと等しい周波数に対してのクロック抽出機能を有する。制御回路２２４Ｍは、受光器２０１Ｍからの電気信号からクロック抽出することができたときには、受光器２０１Ｍからの電気信号がベースハンド信号であると判断する。制御回路２２４Ｍは、受光器２０１Ｍからの電気信号からクロック抽出することができないときには、受光器２０１Ｍからの電気信号がベースハンド信号が変調された変調信号であると判断する。 First, a case where the bit rate of the baseband signal is different from an integer multiple of the sampling frequency will be described. The control circuit 224M has a clock extraction function for a frequency equal to the bit rate of the baseband signal. When the clock can be extracted from the electrical signal from the light receiver 201M, the control circuit 224M determines that the electrical signal from the light receiver 201M is the base hand signal. When the clock cannot be extracted from the electrical signal from the light receiver 201M, the control circuit 224M determines that the electrical signal from the light receiver 201M is a modulated signal obtained by modulating the base hand signal.

次に、ベースバンド信号のビットレートがサンプリング周波数の整数倍と等しい場合について説明する。送信装置１Ａでは、ベースバンド信号及びベースバンド信号が変調された変調信号のうち少なくともいずれかのヘッダ部分に、信号種類判断用のパターンを予め付加する。受信装置２Ｍでは、制御回路２２４Ｍは、信号種類判断用のパターンに基づいて、受光器２０１Ｍからの電気信号がベースバンド信号であるかベースバンド信号が変調された変調信号であるかを判断する。 Next, a case where the bit rate of the baseband signal is equal to an integer multiple of the sampling frequency will be described. In the transmitting apparatus 1A, a signal type determination pattern is added in advance to at least one of the header portion of the baseband signal and the modulated signal obtained by modulating the baseband signal. In the receiving device 2M, the control circuit 224M determines whether the electrical signal from the light receiver 201M is a baseband signal or a modulated signal obtained by modulating the baseband signal based on the signal type determination pattern.

ベースバンド信号のビットレートがサンプリング周波数の整数倍と異なる場合には、制御回路２２４Ｍがベースバンド信号のビットレートと等しい周波数に対してのクロック抽出機能を有してもよく、送信装置１Ａでは信号種類判断用のパターンを予め付加してもよい。ベースバンド信号のビットレートがサンプリング周波数の整数倍と等しい場合には、制御回路２２４Ｍがベースバンド信号のビットレートと等しい周波数に対してのクロック抽出機能を有しても、時分割多重化信号のクロックの高調成分がクロック抽出される可能性があるため、送信装置１Ａでは信号種類判断用のパターンを予め付加する。 When the bit rate of the baseband signal is different from an integer multiple of the sampling frequency, the control circuit 224M may have a clock extraction function for a frequency equal to the bit rate of the baseband signal. A pattern for type determination may be added in advance. When the bit rate of the baseband signal is equal to an integer multiple of the sampling frequency, even if the control circuit 224M has a clock extraction function for a frequency equal to the bit rate of the baseband signal, the time division multiplexed signal Since the harmonic components of the clock may be extracted, the transmission apparatus 1A adds a signal type determination pattern in advance.

まず、受信装置２Ｍがベースバンド信号を受信したときの処理方法について説明する。制御回路２２４Ｍは、受光器２０１Ｍからの電気信号がベースバンド信号であると判断し、スイッチ回路２２５Ｍをオフにし、切替回路２２６Ｍをベースバンド信号受信回路２２７Ｍ側にセットする。半導体光増幅器２１６Ｍは、ベースバンド信号を単に増幅させる。ベースバンド信号受信回路２２７Ｍは、所定の方式によりベースバンド信号を復調する。 First, a processing method when the receiving device 2M receives a baseband signal will be described. The control circuit 224M determines that the electrical signal from the light receiver 201M is a baseband signal, turns off the switch circuit 225M, and sets the switching circuit 226M on the baseband signal reception circuit 227M side. The semiconductor optical amplifier 216M simply amplifies the baseband signal. The baseband signal receiving circuit 227M demodulates the baseband signal by a predetermined method.

次に、受信装置２Ｍがベースバンド信号が変調された変調信号を受信したときの処理方法について説明する。制御回路２２４Ｍは、受光器２０１Ｍからの電気信号がベースバンド信号が変調された変調信号であると判断し、スイッチ回路２２５Ｍをオンにし、切替回路２２６ＭをＡＤ変換回路２０２Ｍ側にセットする。半導体光増幅器２１６Ｍは、ベースバンド信号が変調された変調信号を信号発生器２１７Ｍからの電流信号を用いてサンプリング及び増幅する。ＡＤ変換回路２０２Ｍは、ベースバンド信号が変調された変調信号をアナログ信号からディジタル信号に変換し、ディジタル信号処理回路２０３Ｍは、所定の方式によりベースバンド信号が変調された変調信号を復調する。 Next, a processing method when receiving apparatus 2M receives a modulated signal obtained by modulating a baseband signal will be described. The control circuit 224M determines that the electrical signal from the light receiver 201M is a modulation signal obtained by modulating the baseband signal, turns on the switch circuit 225M, and sets the switching circuit 226M on the AD conversion circuit 202M side. The semiconductor optical amplifier 216M samples and amplifies the modulated signal obtained by modulating the baseband signal using the current signal from the signal generator 217M. The AD conversion circuit 202M converts the modulation signal obtained by modulating the baseband signal from an analog signal to a digital signal, and the digital signal processing circuit 203M demodulates the modulation signal obtained by modulating the baseband signal by a predetermined method.

以上に説明したように、受信装置は、ベースバンド信号を受信したときの処理内容及びベースバンド信号が変調された変調信号を受信したときの処理内容の相互間で、処理内容を柔軟に変更することができる。 As described above, the receiving apparatus flexibly changes the processing content between the processing content when the baseband signal is received and the processing content when the modulation signal obtained by modulating the baseband signal is received. be able to.

本発明に係る光アクセスシステム及び受信装置は、ベースバンド信号及びベースバンド信号が変調された変調信号を光信号として送受信するシステムに適用することができる。 The optical access system and the receiving apparatus according to the present invention can be applied to a system that transmits and receives a baseband signal and a modulated signal obtained by modulating the baseband signal as an optical signal.

１：送信装置
２：受信装置
３：光伝送路
４：光スプリッタ
１０１：帯域信号発生器
１０２：光送信器
１０３：レーザ光源
１０４：光変調器
１０５：時分割多重用スイッチ
２０１：受光器
２０２：ＡＤ変換回路
２０３：ディジタル信号処理回路
２０４：時分割分離用スイッチ
２０５：バンドパスフィルタ
２０６：無線信号フロントエンド
２０７：アンテナ
２０８：光スイッチ
２０９：光合波器
２１０：周波数安定化回路
２１１：パルス光源
２１２：偏波調整器
２１３：光分岐器
２１４：光分岐器
２１５：光遅延器
２１６：半導体光増幅器
２１７：信号発生器
２１８：タイミング調整回路
２１９：振幅調整回路
２２０：バイアス調整回路
２２１：分岐器
２２２：遅延回路
２２３：信号分離回路
２２４：制御回路
２２５：スイッチ回路
２２６：切替回路
２２７：ベースバンド信号受信回路 1: transmitter 2: receiver 3: optical transmission path 4: optical splitter 101: band signal generator 102: optical transmitter 103: laser light source 104: optical modulator 105: time division multiplexing switch 201: light receiver 202: AD conversion circuit 203: Digital signal processing circuit 204: Time division separation switch 205: Band pass filter 206: Radio signal front end 207: Antenna 208: Optical switch 209: Optical multiplexer 210: Frequency stabilization circuit 211: Pulse light source 212 : Polarization adjuster 213: Optical splitter 214: Optical splitter 215: Optical delay 216: Semiconductor optical amplifier 217: Signal generator 218: Timing adjustment circuit 219: Amplitude adjustment circuit 220: Bias adjustment circuit 221: Branch device 222 : Delay circuit 223: Signal separation circuit 224: Control circuit 225: Switch circuit 226: Switching Road 227: baseband signal reception circuit

Claims

A transmitter for transmitting time-division multiplexed optical signals;
A receiver for receiving the time-division multiplexed optical signal;
An optical access system comprising:
The receiving device is:
A semiconductor optical amplifier that inputs the time-division multiplexed optical signal and samples and amplifies the optical signal at a predetermined timing;
A signal having a current larger than a threshold current of the semiconductor optical amplifier is output to the semiconductor optical amplifier at the predetermined timing, and a signal having a current equal to or lower than the threshold current is output at the semiconductor optical amplifier at a time other than the predetermined timing. A signal generator for output to the amplifier;
A light receiver that converts an optical signal sampled and amplified by the semiconductor optical amplifier into an electrical signal;
A control circuit that monitors the electrical signal output by the light receiver and determines whether the electrical signal is a baseband signal or a modulated signal obtained by modulating the baseband signal;
Based on the determination of the control circuit, when the electrical signal is a baseband signal, the signal generator and the semiconductor optical amplifier are disconnected from each other, and the electrical signal is a modulated signal obtained by modulating the baseband signal. A switch circuit for connecting the signal generator and the semiconductor optical amplifier to each other;
An optical access system comprising:

A transmission device for transmitting an optical signal;
A receiving device for receiving the optical signal;
An optical access system comprising:
The receiving device is:
An optical branching device for branching the optical signal into a plurality of branched optical signals;
A plurality of semiconductor optical amplifiers for inputting and sampling and amplifying each branched optical signal at each predetermined timing;
A signal having a current larger than the threshold current of each semiconductor optical amplifier is output to each semiconductor optical amplifier at each predetermined timing, and a signal having a current lower than each threshold current is output to each semiconductor optical amplifier at a time other than each predetermined timing. A plurality of signal generators for output to the amplifier;
A plurality of optical receivers that convert each branched optical signal sampled and amplified by each semiconductor optical amplifier into respective electrical signals;
An electrical circuit that performs signal processing on each electrical signal and combines the electrical signals that have undergone signal processing;
A control circuit that monitors the electrical signal output by the light receiver and determines whether the electrical signal is a baseband signal or a modulated signal obtained by modulating the baseband signal;
Based on the determination of the control circuit, when the electrical signal is a baseband signal, the signal generator and the semiconductor optical amplifier are disconnected from each other, and the electrical signal is a modulated signal obtained by modulating the baseband signal. A switch circuit for connecting the signal generator and the semiconductor optical amplifier to each other;
An optical access system comprising:

The signal generator adjusts at least one of an amplitude and a bias of a current signal output to the semiconductor optical amplifier, and controls a sampling pulse width and an amplification gain of the semiconductor optical amplifier. Item 3. The optical access system according to Item 1 or 2.

A semiconductor optical amplifier that inputs time-division multiplexed optical signals and samples and amplifies them at a predetermined timing;
A signal having a current larger than a threshold current of the semiconductor optical amplifier is output to the semiconductor optical amplifier at the predetermined timing, and a signal having a current equal to or lower than the threshold current is output at the semiconductor optical amplifier at a time other than the predetermined timing. A signal generator for output to the amplifier;
A light receiver that converts an optical signal sampled and amplified by the semiconductor optical amplifier into an electrical signal;
A control circuit that monitors the electrical signal output by the light receiver and determines whether the electrical signal is a baseband signal or a modulated signal obtained by modulating the baseband signal;
Based on the determination of the control circuit, when the electrical signal is a baseband signal, the signal generator and the semiconductor optical amplifier are disconnected from each other, and the electrical signal is a modulated signal obtained by modulating the baseband signal. A switch circuit for connecting the signal generator and the semiconductor optical amplifier to each other;
A receiving apparatus comprising:

An optical branching device for branching an optical signal into a plurality of branched optical signals;
A plurality of semiconductor optical amplifiers for inputting and sampling and amplifying each branched optical signal at each predetermined timing;
A signal having a current larger than the threshold current of each semiconductor optical amplifier is output to each semiconductor optical amplifier at each predetermined timing, and a signal having a current lower than each threshold current is output to each semiconductor optical amplifier at a time other than each predetermined timing. A plurality of signal generators for output to the amplifier;
A plurality of optical receivers that convert each branched optical signal sampled and amplified by each semiconductor optical amplifier into respective electrical signals;
An electrical circuit that performs signal processing on each electrical signal and combines the electrical signals that have undergone signal processing;
A control circuit that monitors the electrical signal output by the light receiver and determines whether the electrical signal is a baseband signal or a modulated signal obtained by modulating the baseband signal;
Based on the determination of the control circuit, when the electrical signal is a baseband signal, the signal generator and the semiconductor optical amplifier are disconnected from each other, and the electrical signal is a modulated signal obtained by modulating the baseband signal. A switch circuit for connecting the signal generator and the semiconductor optical amplifier to each other;
A receiving apparatus comprising:

The signal generator adjusts at least one of an amplitude and a bias of a current signal output to the semiconductor optical amplifier, and controls a sampling pulse width and an amplification gain of the semiconductor optical amplifier. Item 6. The receiving device according to Item 4 or 5 .