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JP4458098B2 - Optical time gate device and OCDM signal receiving device - Google Patents

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JP4458098B2 JP2007033485A JP2007033485A JP4458098B2 JP 4458098 B2 JP4458098 B2 JP 4458098B2 JP 2007033485 A JP2007033485 A JP 2007033485A JP 2007033485 A JP2007033485 A JP 2007033485A JP 4458098 B2 JP4458098 B2 JP 4458098B2
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  • Optical Communication System (AREA)

Description

本発明は、入力クロック信号に同期して入力光の透過及び遮断を切り換える光時間ゲート装置、及び、この光時間ゲート装置を用いたOCDM信号受信装置に関するものである。   The present invention relates to an optical time gate device that switches transmission and blocking of input light in synchronization with an input clock signal, and an OCDM signal receiving device using the optical time gate device.

図15は、光符号分割多重(OCDM)通信システムを概略的に示す構成図である。図15に示されるように、OCDM通信においては、通信したい情報にしたがって変調された光信号を光情報信号送信器201から送信し、各チャネルに割り当てられた符号にしたがって符号化器202によって2次変調(「符号化」と言う。)し、各チャネルから得られる符号化された信号を合波器203によって合波して送信する。伝送路204を介して受信された信号は、分岐器303によってチャネル毎に分岐され、所望の情報を含む信号を抽出するために、復号化器302によって再び符号化し(「復号化」と言う。)、光情報信号受信器301によって、光符号から情報を取り出して、受信情報ビットを出力する。   FIG. 15 is a block diagram schematically showing an optical code division multiplexing (OCDM) communication system. As shown in FIG. 15, in OCDM communication, an optical signal modulated in accordance with information desired to be transmitted is transmitted from an optical information signal transmitter 201, and second-order by an encoder 202 in accordance with a code assigned to each channel. Modulation (referred to as “encoding”) is performed, and the encoded signals obtained from the respective channels are combined by the multiplexer 203 and transmitted. A signal received via the transmission path 204 is branched for each channel by the branching unit 303 and is encoded again by the decoder 302 (referred to as “decoding”) in order to extract a signal including desired information. The optical information signal receiver 301 extracts information from the optical code and outputs received information bits.

符号化及び復号化の方法としては、時間拡散方式(例えば、非特許文献1参照)、スペクトル位相符号化方式(例えば、非特許文献2参照)、及び時間拡散・波長ホップ方式(例えば、特許文献1参照)などが報告されている。   As encoding and decoding methods, a time spreading method (see, for example, non-patent document 1), a spectrum phase encoding method (for example, refer to non-patent document 2), and a time spreading / wavelength hop method (for example, patent document). 1)) has been reported.

X.Wang, et al., “Demonstration of the improvement of apodized 127−chip SSFBG in coherent time−spreading OCDMA network,” OFC2004, MF74.X. Wang, et al. , “Demonstration of the improvement of apodized 127-chip SSFBG in coherent time-spreading OCDMA network,” OFC 2004, MF74. Wei Cong, et al., “Demonstration of 160− and 320−Gb/s SPECTS O−CDMA Network Testbeds,” IEEE Photonics Technology Letters, Vol.18, No.5, pp.1567−1569, Aug.1,2006.Wei Kong, et al. "Demonstration of 160- and 320-Gb / s SPECTS O-CDMA Network Testbeds," IEEE Photonics Technology Letters, Vol. 18, no. 5, pp. 1567-1569, Aug. 1,2006. 特開2000−209186号公報JP 2000-209186 A

図16(a)乃至(f)は、時間拡散方式を採用したOCDMシステムの動作説明図である。図16(a)に示される送信情報ビット(電気信号)に対応する、図16(b)に示される符号化前の光信号は、RZ(Return to Zero)フォーマットであり、ビットレート1/Tの速度で送信情報ビットにしたがって変調される。このRZフォーマットの光信号を「光情報信号」と言い、光情報信号を構成するそれぞれの光パルス401を「情報ビットパルス」と言い、ビットレートの逆数Tを「ビット周期」と言う。図16(c)に示されるように、符号化に際して、情報ビットパルス401を複数の光パルス(「チップパルス」と言う。)P,…,Pに分割し、与えられた符号パターンにしたがって、チップパルスP,…,P間の時間位置関係が決定される。このことを「時間拡散」と言う。チップパルスP,…,P間の時間差の最大値である拡散時間をTとし、隣接チップパルスP,…,P間の時間差をTとし、チップパルスP,…,Pの数をNとすると、次式(1)が成り立つ。
N=T/T 式(1)
また、一つの情報ビットパルス401から分割されるチップパルスの数をNとすると、図示の例においては、N=N=5となる。なお、図16(c)には、1情報ビットパルス401の期間だけを示している。
FIGS. 16A to 16F are operation explanatory diagrams of the OCDM system adopting the time spreading method. The optical signal before encoding shown in FIG. 16B corresponding to the transmission information bit (electrical signal) shown in FIG. 16A is in RZ (Return to Zero) format and has a bit rate of 1 / T. Modulated according to the transmitted information bits at a rate of b . Refers to optical signal of the RZ format as "optical information signal", the respective light pulses 401 constituting an optical information signal is called "information bit pulse", the reciprocal T b the bit rate referred to as "bit period". As shown in FIG. 16 (c), in encoding, (referred to as "chip pulse".) The information bit pulse 401 a plurality of light pulses P 1, ..., is divided into P 5, a given code pattern Therefore, the time positional relationship between the chip pulses P 1 ,..., P 5 is determined. This is called “time diffusion”. Chip pulses P 1, ..., a diffusion time which is the maximum value of the time difference between P 5 and T s, the adjacent chip pulses P 1, ..., a time difference between P 5 and T c, a chip pulse P 1, ..., P When the number of 5 is N, the following equation (1) is established.
N = T s / T c (1)
Further, when the number of chip pulses divided from one information bit pulse 401 and N c, in the illustrated example, the N c = N = 5. In FIG. 16C, only the period of one information bit pulse 401 is shown.

図16(d)に示されるように、復号化に際して、各チップパルスP,…,Pは、与えられた符号パターンにしたがって、拡散時間Tで時間拡散される。ただし、図を簡単化するため、チップパルス間の位相関係は図示していない。T<Tであるから、図16(c)に示されるN個のチップパルスP,…,Pのそれぞれから時間拡散によって得られた光パルス(図16(d))は、互いに時間的に重なり合う。このとき、重なり合った光パルスの強度と位相関係にしたがって足し算した結果が、その時点で光パルスとして得られる。このような足し算が全ての時点で得られた結果、復号化後の光波形が決定される。図16(e)に示されるように、符号化と復号化で同一の符号を用いた場合、一つのピーク402と、このピーク402に対して小さな振幅のサイドローブを持つ光波形、すなわち、自己相関波形が得られる。また、図16(f)に示されるように、符号化と復号化で異なる符号を用いた場合、特定のピークを持たない光波形、すなわち、相互相関波形が得られる。なお、スペクトル位相符号化方式、又は、時間拡散・波長ホップ方式を採用した場合にも、同様に、符号化と復号化で同一の符号を用いた場合、自己相関波形が得られ、符号化と復号化で異なる符号を用いた場合、相互相関波形が得られる。 As shown in FIG. 16D, at the time of decoding, each chip pulse P 1 ,..., P 5 is time-spread with a spreading time T s according to a given code pattern. However, in order to simplify the drawing, the phase relationship between the chip pulses is not shown. Since T c <T s , an optical pulse (FIG. 16 (d)) obtained by time spreading from each of the N c chip pulses P 1 ,..., P 5 shown in FIG. Overlap each other in time. At this time, the result of addition according to the intensity and phase relationship of the overlapping optical pulses is obtained as an optical pulse at that time. As a result of obtaining such addition at all times, the optical waveform after decoding is determined. As shown in FIG. 16E, when the same code is used for encoding and decoding, an optical waveform having one peak 402 and a small sidelobe with respect to this peak 402, that is, self A correlation waveform is obtained. In addition, as shown in FIG. 16F, when different codes are used for encoding and decoding, an optical waveform having no specific peak, that is, a cross-correlation waveform is obtained. Similarly, when the spectrum phase encoding method or the time spread / wavelength hop method is adopted, if the same code is used for encoding and decoding, an autocorrelation waveform is obtained and encoding is performed. When different codes are used for decoding, a cross-correlation waveform is obtained.

OCDM通信では、所望チャネルの受信側で復号化後に得られる波形は、所望チャネル(送信側)で符号化し、同じ所望チャネル(受信側)で復号化することにより得られる自己相関波形と、他チャネル(送信側)で符号化し、所望チャネル(受信側)で復号化することにより得られる相互相関波形との和となる。相互相関波形は干渉雑音となるので、復号化後に何らかの手段を用いて取り除くことが望ましい。この干渉除去の手段として、自己相関波形ピークが通過する時間だけ入力光を透過させ、それ以外の時間は入力光を遮断することにより、相互相関波形を除去する時間ゲートがある。入力光を透過させる持続時間を「時間ゲート幅」と言い、Tで表す。自己相関波形は、所望チャネルの送信情報ビットパルスから得られるものであるから、所望チャネルのビットレートの周波数で時間ゲートを通過するので、時間ゲートはビットレートの周波数で透過と遮断を繰り返す。自己相関波形は、ビット周期Tの時間範囲において、時間差Tを単位とする時間幅毎のチップパルスから構成され、複数のチップパルスの内の一つの期間のみでピークとなる。相互相関波形をできるだけ除去し、自己相関波形ピークのみを時間ゲートで透過させるには、
=T 式(2)
とすることが望ましい。
In OCDM communication, a waveform obtained after decoding on the receiving side of the desired channel is encoded on the desired channel (transmitting side) and decoded on the same desired channel (receiving side), and other channels It is the sum of cross-correlation waveforms obtained by encoding on the (transmission side) and decoding on the desired channel (reception side). Since the cross-correlation waveform becomes interference noise, it is desirable to remove it by some means after decoding. As a means for removing the interference, there is a time gate for removing the cross-correlation waveform by transmitting the input light only during the time when the autocorrelation waveform peak passes and blocking the input light at other times. The duration during which the input light is transmitted is called “time gate width” and is represented by T g . Since the autocorrelation waveform is obtained from the transmission information bit pulse of the desired channel, it passes through the time gate at the bit rate frequency of the desired channel, so that the time gate repeats transmission and blocking at the bit rate frequency. Autocorrelation waveform in the time range of the bit period T b, is configured a time difference T c from the chip pulse every time width in units, a peak only in one period of the plurality of chip pulse. To remove the cross-correlation waveform as much as possible and transmit only the autocorrelation waveform peak through the time gate,
T g = T c formula (2)
Is desirable.

また、図16(a)乃至(f)において、仮に、T<2Tとした場合には、情報ビットパルスを時間拡散することによって生成されたチップパルス(図16(c))を、復号化することによって時間拡散されたチップパルス(図16(d))が、隣接する情報ビットパルス間で重なり合い、そのことが受信品質の劣化要因になってしまい望ましくない。したがって、図16(a)乃至(f)に示されるように、
>2T 式(3)
とすることが望ましい。式(3)は、次式(4)
<T/2 式(4)
と等価である。また、式(1)は、次式(5)
=N・T 式(5)
と等価である。式(4)と式(5)から次式(6)が得られる。
N・T<T/2 式(6)
式(6)から次式(7)が得られる。
=T/N<(T/N)/2 式(7)
式(2)と式(7)から次式(8)が得られる。
<(T/N)/2 式(8)
したがって、相互相関波形をできるだけ除去し、自己相関波形ピークのみを時間ゲートで透過させるには、式(8)を満たすことが望ましい。Nは2以上の整数であるので、時間ゲート幅Tは少なくてもビット周期Tの1/4以下にする必要がある。また、多重数を増加させるために、Nは大きくしたほうが好ましく、時間ゲート幅Tはさらに小さくなる。
16A to 16F, if T b <2T s , a chip pulse (FIG. 16C) generated by time-spreading an information bit pulse is decoded. As a result, the time-spread chip pulse (FIG. 16D) overlaps between adjacent information bit pulses, which becomes a cause of deterioration in reception quality, which is not desirable. Therefore, as shown in FIGS. 16A to 16F,
T b > 2T s formula (3)
Is desirable. Formula (3) is expressed by the following formula (4)
T s <T b / 2 Formula (4)
Is equivalent to Further, the formula (1) is expressed by the following formula (5)
T s = N · T c Formula (5)
Is equivalent to The following equation (6) is obtained from the equations (4) and (5).
N · T c <T b / 2 Formula (6)
The following equation (7) is obtained from the equation (6).
T c = T s / N < (T b / N) / 2 Equation (7)
The following equation (8) is obtained from the equations (2) and (7).
T g <(T b / N) / 2 Formula (8)
Therefore, in order to remove the cross-correlation waveform as much as possible and transmit only the autocorrelation waveform peak through the time gate, it is desirable to satisfy Equation (8). Since N is 2 or more integer, there 1/4 must be less time gate width The T g less the bit period T b. In order to increase the number of multiplexing, it is preferable to increase N, and the time gate width Tg is further decreased.

この時間ゲートを実現する方法(時間ゲート装置)として、非特許文献2には、モード同期レーザと非線形ループミラー(NOLM)を用いたものが挙げられる。ただし、非特許文献2では、符号化方式はスペクトル位相符号化方式で符号化するものが開示されている。この方法では、光ファイバで生じる非線形効果の一つである相互位相変調効果を利用している。モード同期レーザから発生する光パルス列(制御パルス)と復号化された信号をNOLMに入力すると、復号化された信号が光パルス列と重なる部分のみで非線形位相シフトを生じ、NOLMを通過できる。このとき、制御パルスと自己相関波形ピークが重なるようにすると、自己相関波形ピークのみがNOLMを通過できる。これは制御パルスのオン時に重なる部分がNOLMを通過し制御パルスのオフ時に重なる部分がNOLMを通過できないことから、時間ゲートの動作であると言える。この文献では、チャネル当りの情報転送レート10Gb/s(すなわち、ビット周期T=100ps)、制御パルス幅すなわち時間ゲート幅Tは3psであり、ビット周期Tの3%の時間ゲート幅Tが得られている。すなわち、上記時間拡散符号化方式に、この時間ゲート装置を用いると、式(8)から、
3ps<(100ps/N)/2
となり、この式から、
N<100/6≒16.6
となる。このことは、Nが16以下の場合に、符号化及び復号化された信号に対して自己相関ピークのみを取り出すことができることを意味する。
As a method (time gate device) for realizing this time gate, Non-Patent Document 2 includes a method using a mode-locked laser and a nonlinear loop mirror (NOLM). However, Non-Patent Document 2 discloses that the encoding method is performed by the spectral phase encoding method. This method uses a cross-phase modulation effect, which is one of nonlinear effects generated in an optical fiber. When the optical pulse train (control pulse) generated from the mode-locked laser and the decoded signal are input to the NOLM, a non-linear phase shift occurs only at the portion where the decoded signal overlaps the optical pulse train and can pass through the NOLM. At this time, if the control pulse and the autocorrelation waveform peak overlap, only the autocorrelation waveform peak can pass through the NOLM. This can be said to be a time gate operation because the overlapping portion when the control pulse is on passes through the NOLM and the overlapping portion when the control pulse is off cannot pass through the NOLM. In this document, the information transfer rate per channel is 10 Gb / s (ie, the bit period T b = 100 ps), the control pulse width, that is, the time gate width T g is 3 ps, and the time gate width T is 3% of the bit period T b. g is obtained. That is, when this time gate device is used for the above time spreading coding method, from the equation (8),
3 ps <(100 ps / N) / 2
From this equation,
N <100 / 6≈16.6
It becomes. This means that when N is 16 or less, only the autocorrelation peak can be extracted from the encoded and decoded signals.

しかしながら、チャネル当りの情報転送レートが小さいOCDM通信に適用する場合、入力光の透過及び遮断の繰返し周波数を小さくしなければならない。モード同期レーザとNOLMを用いる方法による時間ゲート装置では、制御パルスの練返し周波数を小さくするためにモード同期レーザの共振長を大きくしなければならず、部品サイズ、その結果、装置サイズが大きくなる問題がある。具体的には、チャネル当りの情報転送レートが1Gb/s以下になると、モード同期レーザの10倍以上の共振器長が必要になる。   However, when applied to OCDM communication with a small information transfer rate per channel, the repetition frequency of transmission and blocking of input light must be reduced. In a time gate device using a method using a mode-locked laser and NOLM, the resonance length of the mode-locked laser must be increased in order to reduce the repetition frequency of the control pulse, resulting in an increase in component size and consequently device size. There's a problem. Specifically, when the information transfer rate per channel is 1 Gb / s or less, the resonator length is 10 times or more that of the mode-locked laser.

そこで、本発明は、上記従来技術の課題を解決するためになされたものであり、その目的は、入力クロック信号に同期して入力光の透過及び遮断を切り換えることができる小型の光時間ゲート装置、及び、この光時間ゲート装置を用いたOCDM信号受信装置を提供することにある。   Accordingly, the present invention has been made to solve the above-described problems of the prior art, and an object of the present invention is to provide a compact optical time gate device capable of switching between transmission and blocking of input light in synchronization with an input clock signal. Another object of the present invention is to provide an OCDM signal receiver using this optical time gate device.

本発明の光時間ゲート装置は、矩形状の波形の入力クロック信号を分岐して、第1のクロック信号と第2のクロック信号を出力する分岐手段と、前記第2のクロック信号に位相遅延を与え且つ位相遅延量が可変である移相手段と、前記第1のクロック信号と前記位相遅延された前記第2のクロック信号との差分に比例した電圧値を持ち、前記電圧値が正の電圧値である高レベル、前記電圧値が0である0レベル、前記電圧値が負の電圧値である低レベルの3値からなる差分信号を出力する差動増幅手段と、前記差分信号の電圧値に応じて入力光の光透過率が変化し、前記差分信号の前記電圧値が大きいほど前記光透過率が大きい光強度変調手段とを有し、前記差分信号の前記電圧値が正である場合における前記差分信号の電圧変化に対する前記光透過率の変化率が、前記差分信号の前記電圧値が負である場合における前記差分信号の電圧変化に対する前記光透過率の変化率よりも大きいことを特徴としている。 An optical time gate device of the present invention branches an input clock signal having a rectangular waveform and outputs a first clock signal and a second clock signal, and a phase delay for the second clock signal. A phase shift means having a variable phase delay amount and a voltage value proportional to a difference between the first clock signal and the phase delayed second clock signal, and the voltage value is a positive voltage Differential amplifying means for outputting a differential signal consisting of a high level which is a value, a zero level where the voltage value is 0, and a low level where the voltage value is a negative voltage value, and the voltage value of the differential signal the light transmittance is changed in the input light in accordance with, have a light intensity modulating means and the larger the larger the voltage value wherein the light transmittance of the difference signal, when the voltage value of the difference signal is positive Before the voltage change of the differential signal at The rate of change of light transmittance, and being greater than the rate of change of the light transmittance with respect to voltage change of the difference signal when the voltage value of the difference signal is negative.

本発明のOCDM信号受信装置は、OCDM方式により符号化された光信号を受信するOCDM信号受信装置であって、受信された前記光信号を復号化する復号化手段と、請求項1乃至のいずれか1項に記載の光時間ゲート装置とを有し、前記光時間ゲート装置に、前記復号化手段によって復号化された光信号が入力されることを特徴としている。 OCDM signal receiving apparatus of the present invention is a OCDM signal receiving apparatus for receiving an optical signal encoded by the OCDM scheme, and decoding means for decoding the received the optical signal, according to claim 1 to 3 The optical time gate device according to any one of claims 1 to 6, wherein the optical signal decoded by the decoding means is input to the optical time gate device.

本発明の光時間ゲート装置によれば、位相遅延量に応じた時間だけ入力光を透過させ、それ以外の時間は入力光を遮断する手段を採用することによって、装置の構成の簡素化及び小型化を実現できる。   According to the optical time gating device of the present invention, by adopting means for transmitting the input light for a time corresponding to the phase delay amount and blocking the input light for the other time, the configuration of the device is simplified and reduced in size. Can be realized.

また、本発明のOCDM信号受信装置によれば、入力光信号の情報転送レートに同期した繰り返し周波数で位相遅延量に応じた時間だけ入力光を透過させ、それ以外の時間は入力光を遮断させて出力することができ、その結果、自己相関波形を透過させ、自己相関波形以外を遮断させることができる。   Further, according to the OCDM signal receiving apparatus of the present invention, the input light is transmitted for a time corresponding to the phase delay amount at a repetition frequency synchronized with the information transfer rate of the input optical signal, and the input light is blocked for other times. As a result, the autocorrelation waveform can be transmitted and other than the autocorrelation waveform can be blocked.

以下、本発明の光時間ゲート装置及びこれを用いたOCDM信号受信装置の実施形態を、図面を参照しながら説明する。   Embodiments of an optical time gate device and an OCDM signal receiving device using the same according to the present invention will be described below with reference to the drawings.

第1の実施形態
図1は、本発明の第1の実施形態に係る光時間ゲート装置150の構成を概略的に示すブロック図である。図1に示されるように、第1の実施形態に係る光時間ゲート装置150は、分岐器101と、移相器102と、差動増幅器103と、光強度変調器104とを有している。
First Embodiment FIG. 1 is a block diagram schematically showing a configuration of an optical time gate device 150 according to a first embodiment of the present invention. As shown in FIG. 1, the optical time gate device 150 according to the first embodiment includes a branching device 101, a phase shifter 102, a differential amplifier 103, and a light intensity modulator 104. .

分岐器101は、矩形状の波形の電気信号である入力クロック信号Sを受け取り、入力クロック信号Sを2分岐して、矩形状の波形の電気信号である第1のクロック信号Sと第2のクロック信号Sを出力する。第1のクロック信号S及び第2のクロック信号Sは、入力クロック信号Sと同じ波形を持ち、また、第1のクロック信号Sと第2のクロック信号Sとは、同じ位相を持つ。 Splitter 101 receives an input clock signal S 0 is an electrical signal of a rectangular waveform, the input clock signal S 0 and then 2 branches, a first clock signals S 1 and an electrical signal of a rectangular waveform outputting a second clock signal S 2. The first clock signal S 1 and the second clock signal S 2 has the same waveform as the input clock signal S 0, also the first clock signals S 1 and the second of the clock signal S 2, the same phase have.

移相器102は、第2のクロック信号Sを受け取り、第2のクロック信号Sに位相遅延(時間遅延と等価である。)を与えて、位相遅延された第2のクロック信号Sを出力する。移相器102の位相遅延量は、可変である。 Phase shifter 102, second receive clock signal S 2, a second phase delay to the clock signal S 2 (which is equivalent to the time delay.) Giving a second clock signal S 3 which is phase-delayed Is output. The phase delay amount of the phase shifter 102 is variable.

差動増幅器103は、第1のクロック信号Sと位相遅延された第2のクロック信号Sとを受け取り、第1のクロック信号Sと位相遅延された第2のクロック信号Sとの差分信号Sを生成して出力する。差動増幅器103が生成する差分信号Sは、例えば、第1のクロック信号Sから、位相遅延された第2のクロック信号Sを差し引いた電圧値に基づく信号である。この電圧値に基づく信号とは、例えば、第1のクロック信号Sから、位相遅延された第2のクロック信号Sを差し引いた電圧値を定数倍した信号(比例する信号)である。なお、差動増幅器103が生成する差分信号Sは、例えば、位相遅延された第2のクロック信号Sから第1のクロック信号Sを差し引いた電圧値に基づく信号であってもよい。 The differential amplifier 103 receives the first clock signal S 1 and the second clock signal S 3 phase-delayed, and receives the first clock signal S 1 and the second clock signal S 3 phase-delayed. It generates a differential signal S 4 and outputs. Difference signal S 4 to the differential amplifier 103 is generated, for example, from the first clock signal S 1, a signal based on a voltage value obtained by subtracting the second clock signal S 3 that is phase-delayed. The signal based on the voltage value, for example, from the first clock signal S 1, a phase-delayed second clock signal S 3 the voltage values constant multiple signal obtained by subtracting (signal proportional). Incidentally, the difference signal S 4 to the differential amplifier 103 is generated, for example, may be a signal based on the second voltage value from the clock signal S 3 by subtracting the first clock signal S 1 phase delay.

光強度変調器104は、光透過率を変化させて、入力光Lを強度変調して出力光Lとして出力する。光強度変調器104の光透過率は、入力制御信号である差分信号Sの電圧値に応じて変化する。 The light intensity modulator 104 changes the light transmittance, modulates the intensity of the input light L 0 , and outputs it as output light L 1 . The light transmittance of the optical intensity modulator 104 is changed in accordance with the voltage value of the difference signal S 4 which is an input control signal.

図2は、第1の実施形態の光時間ゲート装置150を用いたOCDM信号受信装置160の構成を概略的に示すブロック図である。図2に示されるOCDM信号受信装置160は、図15に示される受信側の構成(例えば、受信側のチャネル1)に対応している。図2に示されるOCDM信号受信装置160において、図15に示される受信側の構成と同一又は対応する構成には、同じ符号を付す。図2に示されるOCDM信号受信装置160は、受信された光信号を復号化する復号化器302と、復号化器302の出力光を遅延させる光遅延器151と、復号化器302の出力光に基づいてクロック信号(電気信号)Sを出力するクロック抽出器152と、入力光Lを強度変調して出力光Lとして出力する光時間ゲート装置150と、出力光L(光情報信号)を受信して電気信号を生成する光情報信号受信器301とを有している。光遅延器151は、クロック抽出器152から出力されるクロック信号Sが光時間ゲート装置150に入力されるタイミングと、入力光Lが光時間ゲート装置150に入力されるタイミングとを同期させるために、光信号を遅延させる。 FIG. 2 is a block diagram schematically showing the configuration of the OCDM signal receiving apparatus 160 using the optical time gating apparatus 150 of the first embodiment. The OCDM signal receiving apparatus 160 shown in FIG. 2 corresponds to the configuration on the receiving side (for example, channel 1 on the receiving side) shown in FIG. In the OCDM signal receiving apparatus 160 shown in FIG. 2, the same or corresponding components as those on the receiving side shown in FIG. The OCDM signal receiving apparatus 160 shown in FIG. 2 includes a decoder 302 that decodes a received optical signal, an optical delay unit 151 that delays output light from the decoder 302, and output light from the decoder 302. , A clock extractor 152 that outputs a clock signal (electrical signal) S 0 , an optical time gate device 150 that modulates the intensity of the input light L 0 and outputs it as output light L 1 , and an output light L 1 (optical information) And an optical information signal receiver 301 for generating an electrical signal. The optical delay device 151 synchronizes the timing at which the clock signal S 0 output from the clock extractor 152 is input to the optical time gate device 150 and the timing at which the input light L 0 is input to the optical time gate device 150. Therefore, the optical signal is delayed.

図2に示されるOCDM信号受信装置160によれば、光時間ゲート装置150の光強度変調器104(図1に示す)に、入力光Lとして、希望信号Ldesと干渉信号Lunを含む復号化された光信号波形が入力されたときに、希望信号(ピーク波形)Ldesが存在する期間以外の干渉信号Lunを除去して出力光Lとして出力することができる。 According to the OCDM signal receiving device 160 shown in FIG. 2, the optical intensity modulator 104 (shown in FIG. 1) of the optical time gate device 150 includes the desired signal L des and the interference signal L un as the input light L 0. when decoded optical signal waveform is input, it can be output by removing the interference signal L un except during the lifetime of the desired signal (peak waveform) L des as output beam L 1.

次に、光時間ゲート装置150による時間ゲート信号の生成動作を詳細に説明する。図3(a)乃至(c)は、図1に示される差動増幅器104の動作を示すタイムチャートである。図3(a)は、入力クロック信号Sを示し、分岐器101を通過して差動増幅器103に入力する信号Sと同じ波形を持つ。ここで、クロック信号の繰返し周期(すなわち、ビット周期)をTとする。また、図示されるように、クロック信号Sは、繰返し周期Tの1/2毎、すなわち、時間で0.5T毎にHigh(高)レベルとLow(低)レベルを繰り返す。図3(b)は、差動増幅器103の他の入力クロック信号Sを示し、図3(a)と比べて、時間ゲート幅Tの位相遅延(時間遅延)がある。この位相遅延Tは、移相器102により与えられる。図3(c)は、差動増幅器103の出力信号Sを示し、出力信号Sの波形は、図3(a)に示されるクロック信号Sの波形から図3(b)で示されるクロック信号Sの波形を差し引いた差分から得られる。図3(c)に示される差分信号Sは、光強度変調器104の光透過率の制御信号(電気信号)となる。 Next, the generation operation of the time gate signal by the optical time gate device 150 will be described in detail. 3A to 3C are time charts showing the operation of the differential amplifier 104 shown in FIG. FIG. 3A shows the input clock signal S 0 , which has the same waveform as the signal S 1 that passes through the branching device 101 and is input to the differential amplifier 103. Here, the repetition period of the clock signal (i.e., bit period) the a T b. Further, as shown in the figure, the clock signal S 0 repeats a high (high) level and a low (low) level every half of the repetition period T b , that is, every 0.5 T b in time. Figure 3 (b) shows the other of the input clock signal S 3 of the differential amplifier 103, in comparison 3 and (a), there is a phase delay of the time gate width T g (time delay). This phase delay T g is given by the phase shifter 102. FIG. 3 (c) shows an output signal S 4 of the differential amplifier 103, the waveform of the output signal S 4, shown in FIG. 3 (b) from the clock signals S 1 having a waveform shown in FIG. 3 (a) obtained from the difference obtained by subtracting the waveform of the clock signal S 3. The differential signal S 4 shown in FIG. 3C is a light transmittance control signal (electric signal) of the light intensity modulator 104.

図4(a)乃至(d)は、図1に示される光強度変調器104の動作に関し、図4(a)及び(b)は、光強度変調器104の動作を示す説明図であり、図4(c)は、光強度変調器104の入力電気信号S(図3(c)と同じ波形)を示すタイムチャートであり、図4(d)は、光強度変調器104の光透過率を示すタイムチャートである。図4(b)は、光強度変調器104の入力電気信号Sと光透過率(入力光信号Lを連続光としたときの出力光信号L)の関係(特性曲線)を示している。ここで、入力電圧は光強度変調器104の入力電気信号Sの電圧、光透過率とは光強度変調器104の出力光と入力光の強度比である。光強度変調器104の入力電圧−光透過率特性(曲線170)が、図4(b)に示されるように非線形である場合、入力電気信号Sの低電圧範囲(S4L)での電圧の時間変化が、入力電気信号Sの高電圧範囲(S4H)での電圧の時間変化が光透過率の時間変化に反映されにくくなる。ここで、入力電気信号Sの低電圧範囲(S4L)とは、信号Sが負の範囲であり、入力電気信号Sの高電圧範囲(S4H)とは、信号Sが正の範囲である。 4A to 4D relate to the operation of the light intensity modulator 104 shown in FIG. 1, and FIGS. 4A and 4B are explanatory diagrams showing the operation of the light intensity modulator 104. FIG. FIG. 4C is a time chart showing the input electric signal S 4 (the same waveform as in FIG. 3C) of the light intensity modulator 104, and FIG. 4D is a light transmission of the light intensity modulator 104. It is a time chart which shows a rate. FIG. 4B shows the relationship (characteristic curve) between the input electrical signal S 4 of the light intensity modulator 104 and the light transmittance (output light signal L 1 when the input light signal L 0 is continuous light). Yes. Here, the input voltage is the voltage of the input electric signal S 4 of the optical intensity modulator 104, the light transmittance of the intensity ratio of the output light and the input light of the optical intensity modulator 104. When the input voltage-light transmittance characteristic (curve 170) of the light intensity modulator 104 is non-linear as shown in FIG. 4B, the voltage in the low voltage range (S 4L ) of the input electrical signal S 4 Is less likely to be reflected in the time change of the light transmittance in the high voltage range (S 4H ) of the input electric signal S 4 . Here, the low voltage range (S 4L) of the input electrical signal S 4, the range signal S 4 is negative, the high voltage range of the input electrical signal S 4 (S 4H), signal S 4 is positive Range.

図4(b)に示されるように、入力電気信号Sの電圧値が正である場合(電圧範囲S4H)における差分信号の電圧変化に対する光透過率の変化率が、入力電気信号Sの電圧値が負である場合(電圧範囲S4L)における差分信号の電圧変化に対する光透過率の変化率よりも大きい場合には、入力電気信号Sがある電圧(図4(c)において、0レベルとする)を中心にして正及び負方向のそれぞれに同じ振幅のパルス波形であるが、図4(d)に示されるように、光透過率は基準レベル171を中心にして正及び負方向のそれぞれに同じ振幅のパルス波形にはならない。したがって、図4(c)で示される入力電気信号(図3(c)の波形)に対して、光強度変調器104の透過特性は図4(d)のようになり、繰返し周期T、時間ゲート幅Tの時間ゲートが実現できる。 Figure 4 As shown in (b), the input electric signal when the voltage value of S 4 is positive (voltage range S 4H) change in light transmittance with respect to the voltage change of the difference signal in the ratio of the input electrical signal S 4 Is larger than the rate of change of the light transmittance with respect to the voltage change of the differential signal in the case where the voltage value is negative (voltage range S 4L ), the input electric signal S 4 has a certain voltage (in FIG. Although the pulse waveforms have the same amplitude in the positive and negative directions centered on the zero level), the light transmittance is positive and negative centered on the reference level 171 as shown in FIG. The pulse waveform does not have the same amplitude in each direction. Therefore, for the input electrical signal shown in FIG. 4C (the waveform of FIG. 3C), the transmission characteristic of the light intensity modulator 104 is as shown in FIG. 4D, and the repetition period T b , time gate of the time gate width T g can be realized.

ここで、時間ゲート幅Tの設定方法について述べる。図3(a)乃至(c)及び図4(c),(d)のタイムチャートからわかるように、時間ゲート幅Tは移相器102における位相遅延量により決定される。この位相遅延は、分岐器102と差動増幅器103を接続する2系統の配線長を等しくし、差動増幅器103bへ入力される系統のクロック信号に((T/T)×2π)ラジアンの位相遅延を移相器102で施せば実現できる。 Here, we describe how to set the time gate width T g. As can be seen from the time charts of FIGS. 3A to 3C and FIGS. 4C and 4D, the time gate width T g is determined by the phase delay amount in the phase shifter 102. This phase delay equalizes the lengths of the two lines connecting the branching device 102 and the differential amplifier 103, and adds ((T g / T b ) × 2π) radians to the clock signal of the line input to the differential amplifier 103b. This phase delay can be realized by the phase shifter 102.

ここで、本発明の実施に好適な繰返し周期T、時間ゲート幅Tの設定値を説明する。一例として、差動増幅器103の入力クロック信号Sを次式で示すように立上がり時間(立下がり時間)Tを持つ矩形波とする。ただし、クロック信号が矩形となるためには
≦T/2 式(9)
が必要である。また、V(t)を、差動増幅器103に入力する第1のクロック信号Sの電圧とし、V(t)を、差動増幅器103に入力する遅延された第2のクロック信号Sの電圧とし、tを時間とし、Vを電圧振幅とし、位相遅延量(時間遅延量)をΔTとしたときに、V(t)及びV(t)は次式(10)〜(12)で表される。

Figure 0004458098
Here, the set values of the repetition period T b and the time gate width T g suitable for implementing the present invention will be described. As an example, the input clock signal S 0 of the differential amplifier 103 is a rectangular wave having a rise time (fall time) T r as shown by the following equation. However, in order for the clock signal to be rectangular, T r ≦ T b / 2 Equation (9)
is required. Further, V 1 (t) is the voltage of the first clock signal S 1 input to the differential amplifier 103, and V 2 (t) is the delayed second clock signal S input to the differential amplifier 103. 3 of the voltage, the time t, the V 0 and voltage amplitude, phase delay (time delay) when the [Delta] t, V 1 (t) and V 2 (t) the following equation (10) to It is represented by (12).
Figure 0004458098

差動増幅器103の出力信号の電圧Vout(t)は、第1のクロック信号Sの電圧V(t)から第2のクロック信号Sの電圧V(t)を引き算した結果に対応し、差動増幅器103の利得をG(0以上の実数)とすると、次式(13)となる。
out(t)=G・(V(t)−V(t)) 式(13)
このように定義された矩形波を用いて第1のクロック信号Sの電圧V(t)、第2のクロック信号Sの電圧V(t)、及び差動増幅器103の出力信号の電圧Vout(t)を図示したタイムチャートを、図5(a)及び(b)〜図12(a)及び(b)に示す。これらの図は、以下の内容を示している。
図5(a)は、0<ΔT<Tの場合のタイムチャートを示す。
図5(b)は、ΔT=Tの場合のタイムチャートを示す。
図6(a)は、T<ΔT<(T/2)−Tの場合のタイムチャートを示す。
図6(b)は、ΔT=(T/2)−Tの場合のタイムチャートを示す。
図7(a)は、(T/2)−T<ΔT<(T/2)−(T/2)の場合のタイムチャートを示す。
図7(b)は、ΔT=(T/2)−(T/2)の場合のタイムチャートを示す。
図8(a)は、(T/2)−(T/2)<ΔT<T/2の場合のタイムチャートを示す。
図8(b)は、ΔT=T/2の場合のタイムチャートを示す。
図9(a)は、T/2<ΔT<(T/2)+(T/2)の場合のタイムチャートを示す。
図9(b)は、ΔT=(T/2)+(T/2)の場合のタイムチャートを示す。
図10(a)は、(T/2)+(T/2)<ΔT<(T/2)+Tの場合のタイムチャートを示す。
図10(b)は、ΔT=(T/2)+Tの場合のタイムチャートを示す。
図11(a)は、(T/2)+T<ΔT<T−Tの場合のタイムチャートを示す。
図11(b)は、ΔT=T−Tの場合のタイムチャートを示す。
図12(a)は、T−T<ΔT<Tの場合のタイムチャートを示す。
図12(b)は、ΔT=Tの場合のタイムチャートを示す。
The voltage V out (t) of the output signal of the differential amplifier 103 is obtained by subtracting the voltage V 2 (t) of the second clock signal S 2 from the voltage V 1 (t) of the first clock signal S 1. Correspondingly, if the gain of the differential amplifier 103 is G (a real number of 0 or more), the following equation (13) is obtained.
V out (t) = G · (V 1 (t) −V 2 (t)) Equation (13)
Voltage V 1 of the thus defined first clock signals S 1 with a rectangular wave (t), the output signal of the second clock signal S 2 of the voltage V 2 (t), and a differential amplifier 103 Time charts illustrating the voltage V out (t) are shown in FIGS. 5A and 5B to 12A and 12B. These figures show the following contents.
FIG. 5A shows a time chart in the case of 0 <ΔT < Tr .
FIG. 5B shows a time chart in the case of ΔT = Tr .
FIG. 6A shows a time chart in the case of T r <ΔT <(T b / 2) −T r .
FIG. 6B shows a time chart in the case of ΔT = (T b / 2) −T r .
FIG. 7A shows a time chart in the case of (T b / 2) −T r <ΔT <(T b / 2) − (T r / 2).
FIG. 7B shows a time chart in the case of ΔT = (T b / 2) − (T r / 2).
FIG. 8A shows a time chart in the case of (T b / 2) − (T r / 2) <ΔT <T b / 2.
FIG. 8B shows a time chart in the case of ΔT = T b / 2.
FIG. 9A shows a time chart in the case of T b / 2 <ΔT <(T b / 2) + (T r / 2).
FIG. 9B shows a time chart in the case of ΔT = (T b / 2) + (T r / 2).
FIG. 10A shows a time chart in the case of (T b / 2) + (T r / 2) <ΔT <(T b / 2) + T r .
FIG. 10B shows a time chart when ΔT = (T b / 2) + T r .
FIG. 11A shows a time chart in the case of (T b / 2) + T r <ΔT <T b −T r .
FIG. 11B shows a time chart in the case of ΔT = T b −T r .
FIG. 12A shows a time chart in the case of T b −T r <ΔT <T b .
Figure 12 (b) shows a time chart when the [Delta] T = T b.

図4(c)及び(d)からわかるように、差動増幅器103の出力信号の電圧Vout(t)の負電圧の部分は時間ゲートの動作に寄与しないので、時間ゲート幅Tを、図5(a)及び(b)〜図12(a)及び(b)において得られる差動増幅器103の出力信号の電圧Vout(t)の0又は正の電圧をとる時間で考える。そこで、時間ゲート幅Tを、差動増幅器103の出力信号の電圧Vout(t)の値が最大値Vmaxの2分の1をとる時間間隔(t−t)と定義する。すなわち、1周期Tの時間内で、差動増幅器103の出力信号の電圧Vout(t)の最大値Vmaxを、
max/2=Vout(t)=Vout(t
とすると、図5(a)及び(b)〜図12(a)及び(b)からわかるように、差動増幅器103の出力信号の電圧Vout(t)がVmax/2となる時間は2つある。ここで、時間ゲート幅Tは、次式(14)で表すことができる。
=|t−t| 式(14)
このとき、時間ゲート幅Tは次式(15)及び(16)のように求められる。

Figure 0004458098
As can be seen from FIGS. 4C and 4D, since the negative voltage portion of the voltage V out (t) of the output signal of the differential amplifier 103 does not contribute to the operation of the time gate, the time gate width T g is Consider the time when the voltage V out (t) of the output signal of the differential amplifier 103 obtained in FIGS. 5A and 5B to FIGS. 12A and 12B takes 0 or a positive voltage. Therefore, the time gate width T g is defined as a time interval (t 2 −t 1 ) in which the value of the voltage V out (t) of the output signal of the differential amplifier 103 takes one half of the maximum value V max . That is, the maximum value V max of the voltage V out (t) of the output signal of the differential amplifier 103 within the time of one cycle T b is
V max / 2 = V out (t 1 ) = V out (t 2 )
Then, as can be seen from FIGS. 5A and 5B to FIGS. 12A and 12B, the time for the voltage V out (t) of the output signal of the differential amplifier 103 to be V max / 2 is There are two. Here, the time gate width The T g can be expressed by the following equation (14).
T g = | t 2 -t 1 | formula (14)
At this time, the time gate width Tg is obtained by the following equations (15) and (16).
Figure 0004458098

時間ゲート幅Tと遅延時間ΔTとの関係を示すグラフを、図13に示す。ただし、式(16)より、時間ゲート幅Tは繰返し周期Tを周期とする周期関数なので、図13は、0≦ΔT≦Tの範囲のみを示している。図13より、時間ゲート幅Tの設定範囲は、次式(17)

Figure 0004458098
となる。また、図13のグラフはΔT=T/2を中心として線対称であるので、移相器102における時間遅延はT/2、すなわち、位相遅延に変換するとπラジアンあれば十分である。以上のように、移相器102で0からπラジアンまでの範囲のいずれかの位相遅延を施すことにより、式(17)に示される範囲のいずれかの時間ゲート幅Tを設定できる。 The graph showing the relationship between the time gate width T g and the delay time [Delta] T, shown in Figure 13. However, from the equation (16), the time gate width T g because periodic function having a period of repetition period T b, Fig. 13 shows only the range of 0 ≦ ΔT ≦ T b. Than 13, the setting range of the time gate width The T g, the following equation (17)
Figure 0004458098
It becomes. Further, since the graph of FIG. 13 is axisymmetric with respect to ΔT = T b / 2, the time delay in the phase shifter 102 is T b / 2, that is, π radians is sufficient when converted to a phase delay. As described above, by applying one of the phase delay in the range from 0 to π radians phase shifter 102 can be set to one of the time gate width T g of the range shown in the formula (17).

一例として、市販の部品カタログから得られる数値を用いて、時間ゲート幅Tの設定範囲の数値例を示す。移相器102としては、Sage社(Sage Laboratories Inc.)製の製品番号6805を用いることができる。この製品の仕様書から、この製品は、
「・Phase Shift, min 40°/GHz
(すなわち、位相の可変幅の保証範囲が、40°/GHzである。)
・Insertion Phase, nom at Min Phase Setting 150°/GHz
(すなわち、最小位相設定時における位相が、150°/GHzである。)」
という特性を持つ。
As an example, using a numerical value obtained from commercially available parts catalog, numerical examples of the setting range of the time gate width T g. As the phase shifter 102, a product number 6805 manufactured by Sage (Sage Laboratories Inc.) can be used. From the product specifications, this product
“・ Phase Shift, min 40 ° / GHz
(That is, the guaranteed range of phase variable width is 40 ° / GHz.)
・ Insertion Phase, nom at Min Phase Setting 150 ° / GHz
(In other words, the phase when the minimum phase is set is 150 ° / GHz.) ”
It has the characteristics.

また、Inphi社(Inphi Corporation)製の製品番号1312VAを用いることができ、この差動増幅器の立上がり時間は30ps(最大)である。   In addition, the product number 1312VA manufactured by Inphi Corporation can be used, and the rise time of this differential amplifier is 30 ps (maximum).

1000psの時間遅延が360°の位相遅延に対応するので、上記遅延を時間遅延に変換すると、
「Phase Shift, min」値は、111psになり、
「Insertion Phase, nom at Min Phase Setting」値は、417psとなる。
したがって、417ps+111ps=528psより、Sage社製の製品番号6805の移相器による時間ゲート幅の設定可能範囲は、528psまでとなる。
Since a 1000 ps time delay corresponds to a 360 ° phase delay, converting the delay to a time delay,
The “Phase Shift, min” value is 111 ps,
The “Insertion Phase, nom at Min Phase Setting” value is 417 ps.
Therefore, from 417 ps + 111 ps = 528 ps, the settable range of the time gate width by the phase shifter of product number 6805 manufactured by Sage is up to 528 ps.

ここで、分岐器101から差増増幅器103までの第1のクロック信号Sの信号線による時間遅延量を、分岐器101から移相器102を経由して差増増幅器103までの第2のクロック信号S(又はS)の機器及び信号線による時間遅延量の最小値に等しくするように構成すると、移相器102による時間遅延の可変範囲は111psになる。一方、差動増幅器103の立上がり時間は30psである。したがって、時間ゲート幅の設定範囲は、30psから111psまでの範囲となる。 Here, the time delay amount by the signal line of the first clock signal S 1 from the branching device 101 to the differential amplifier 103 is set to the second delay from the branching device 101 to the differential amplifier 103 via the phase shifter 102. When the clock signal S 2 (or S 3 ) is configured to be equal to the minimum value of the time delay amount by the device and signal line, the variable range of the time delay by the phase shifter 102 is 111 ps. On the other hand, the rise time of the differential amplifier 103 is 30 ps. Therefore, the setting range of the time gate width is a range from 30 ps to 111 ps.

以上に説明したように、第1の実施形態に係る光時間ゲート装置150によれば時間ゲート幅Tを移相器102の調整のみで設定できるため、装置の構成の簡素化及び小型化を実現できる。 As described above, since the optical time gate device 150 in accordance if the time gate width The T g of the first embodiment can be set only by adjusting the phase shifter 102, the simplification and miniaturization of the configuration of the device realizable.

また、多重数が多く要求されるシステムほど、チップ数が多くなりチップパルス幅が小さくなることにより、より小さな時間ゲート幅Tが要求されるので、移相器の位相遅延量が小さくなり、部品・装置サイズが小さくなる。 Also, as the system has multiplexing are often required by the chip pulse width becomes large number of chips is reduced, since a smaller time gate width T g is required, the phase delay amount of the phase shifter is reduced, Parts / equipment size is reduced.

また、第1の実施形態に係るOCDM信号受信装置160によれば、チャネル当りの情報転送レートが小さい、すなわち、ビット周期Tが大きいOCDM通信において、時間ゲート幅Tが繰返し周期Tに比べて十分小さい時間ゲートによる干渉除去手段を提供することができる。 Further, according to the OCDM signal receiving apparatus 160 according to the first embodiment, the information transfer rate per channel is small, i.e., in the bit period T b is larger OCDM communication, the time gate width T g is the repetition period T b Compared with this, it is possible to provide an interference canceling means using a gate that is sufficiently smaller in time.

第2の実施形態
図14は、本発明の第2の実施形態に係る光時間ゲート装置150aの構成を概略的に示すブロック図である。図14において、図1に示される構成と同一又は対応する構成には、同じ符号を付す。図14に示されるように、第2の実施形態に係る光時間ゲート装置150aは、第1のクロック信号Sが伝送される分岐器101から差動増幅器103までの第1の信号線102aと、第2のクロック信号S(又はS)が伝送される分岐器101から差動増幅器103までの第2の信号線102bとを有し、第2の信号線102bの配線長を第1の信号線102aの配線長よりも長くしている。このように、第2の実施形態に係る光時間ゲート装置150aは、差動増幅器103に入力される一方の信号線の配線長を長くし、差動増幅器103に入力される2系統のクロック信号の一方に位相遅延を与えている点が、位相器102によって位相遅延を与えている第1の実施形態に係る光時間ゲート装置150と相違する。
Second Embodiment FIG. 14 is a block diagram schematically showing a configuration of an optical time gate device 150a according to a second embodiment of the present invention. In FIG. 14, the same reference numerals are given to the same or corresponding components as those shown in FIG. As shown in FIG. 14, the optical time gate device 150a according to the second embodiment includes a first signal line 102a from the branching unit 101 to the first clock signal S 1 is transmitted to the differential amplifier 103 , The second signal line 102b from the branching device 101 to the differential amplifier 103 through which the second clock signal S 2 (or S 3 ) is transmitted, and the wiring length of the second signal line 102b is the first The signal line 102a is longer than the wiring length. As described above, the optical time gate device 150 a according to the second embodiment increases the wiring length of one signal line input to the differential amplifier 103, and the two clock signals input to the differential amplifier 103. The phase delay is given to one of the optical time gate devices 150 according to the first embodiment in which the phase delay is given by the phase shifter 102.

一例として、市販の部品カタログから得られる数値を用いて、時間ゲート幅Tの設定範囲の数値例を示す。同軸ケーブル(Suhner社製の製品番号SUCOFLEX101:伝搬遅延4.3ns/m)を用いると、2系統の配線長の差を2.58cm与えると、111psの時間遅延を2系統のクロック信号間に与えることができる。このように、市販の同軸ケーブルを使用して一方のクロック信号に位相遅延を与えることによって、時間ゲート幅Tを所望の値に設定することができる。 As an example, using a numerical value obtained from commercially available parts catalog, numerical examples of the setting range of the time gate width T g. Using a coaxial cable (product number SUCOFLEX101 manufactured by Suhner, Inc .: propagation delay 4.3 ns / m) gives a time delay of 111 ps between the two clock signals when the difference in wiring length between the two systems is 2.58 cm. be able to. Thus, it can be set by providing a phase delay to one of the clock signal using a commercially available coaxial cable, the time gate width T g to a desired value.

以上に説明したように、第2の実施形態に係る光時間ゲート装置150aによれば、時間ゲート幅Tを信号線102a及び102bの配線長で設定できるため、装置の構成の簡素化及び小型化を実現できる。 As described above, according to the optical time gate device 150a according to the second embodiment, it is possible to set the time gate width T g in the signal lines 102a and 102b of the wiring length, simplification and compact arrangement of the device Can be realized.

また、多重数が多く要求されるシステムほど、チップ数が多くなりチップパルス幅が小さくなることにより、より小さな時間ゲート幅Tが要求されるので、移相器の位相遅延量が小さくなり、部品・装置サイズが小さくなる。 Also, as the system has multiplexing are often required by the chip pulse width becomes large number of chips is reduced, since a smaller time gate width T g is required, the phase delay amount of the phase shifter is reduced, Parts / equipment size is reduced.

なお、上記以外の点については、第2の実施形態に係る光時間ゲート装置150aは、第1の実施形態に係る光時間ゲート装置150と同じである。   In addition to the above, the optical time gate device 150a according to the second embodiment is the same as the optical time gate device 150 according to the first embodiment.

本発明の第1の実施形態に係る光時間ゲート装置の構成を概略的に示すブロック図である。1 is a block diagram schematically showing a configuration of an optical time gate device according to a first embodiment of the present invention. 第1の実施形態に係る光時間ゲート装置を用いたOCDM信号受信装置の構成を概略的に示すブロック図である。It is a block diagram which shows roughly the structure of the OCDM signal receiver using the optical time gate apparatus which concerns on 1st Embodiment. (a)乃至(c)は、図1に示される差動増幅器の動作を示すタイムチャートである。(A) thru | or (c) are time charts which show operation | movement of the differential amplifier shown by FIG. (a)乃至(d)は、図1に示される光強度変調器の動作に関し、(a)及び(b)は、光強度変調器の動作を示す説明図であり、(c)は、光強度変調器の入力電気信号を示すタイムチャートであり、(d)は、光強度変調器の光透過率を示すタイムチャートである。(A) thru | or (d) is related with operation | movement of the light intensity modulator shown by FIG. 1, (a) and (b) are explanatory drawings which show operation | movement of a light intensity modulator, (c) is light. It is a time chart which shows the input electrical signal of an intensity modulator, (d) is a time chart which shows the light transmittance of a light intensity modulator. (a)及び(b)は、図1に示される差動増幅器の動作を示すタイムチャートである。(A) And (b) is a time chart which shows operation | movement of the differential amplifier shown by FIG. (a)及び(b)は、図1に示される差動増幅器の動作を示すタイムチャートである。(A) And (b) is a time chart which shows operation | movement of the differential amplifier shown by FIG. (a)及び(b)は、図1に示される差動増幅器の動作を示すタイムチャートである。(A) And (b) is a time chart which shows operation | movement of the differential amplifier shown by FIG. (a)及び(b)は、図1に示される差動増幅器の動作を示すタイムチャートである。(A) And (b) is a time chart which shows operation | movement of the differential amplifier shown by FIG. (a)及び(b)は、図1に示される差動増幅器の動作を示すタイムチャートである。(A) And (b) is a time chart which shows operation | movement of the differential amplifier shown by FIG. (a)及び(b)は、図1に示される差動増幅器の動作を示すタイムチャートである。(A) And (b) is a time chart which shows operation | movement of the differential amplifier shown by FIG. (a)及び(b)は、図1に示される差動増幅器の動作を示すタイムチャートである。(A) And (b) is a time chart which shows operation | movement of the differential amplifier shown by FIG. (a)及び(b)は、図1に示される差動増幅器の動作を示すタイムチャートである。(A) And (b) is a time chart which shows operation | movement of the differential amplifier shown by FIG. 時間ゲート幅、時間遅延、及び立上がり(立下がり)時間の関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between a time gate width, a time delay, and a rise (fall) time. 本発明の第2の実施形態に係る光時間ゲート装置の構成を概略的に示すブロック図である。It is a block diagram which shows roughly the structure of the optical time gate apparatus which concerns on the 2nd Embodiment of this invention. 従来のOCDM通信システムを示す構成図である。It is a block diagram which shows the conventional OCDM communication system. (a)乃至(f)は、従来の光符号分割多重方式の説明図である。(A) thru | or (f) is explanatory drawing of the conventional optical code division multiplexing system.

符号の説明Explanation of symbols

101 分岐器、 102 移相器、 102a 第1の信号線、 102b 第2の信号線、 103 差動増幅器、 104 光強度変調器、 150,150a 光時間ゲート装置、 151 遅延器、 152 クロック抽出器、 160 OCDM信号受信装置、 S 入力クロック信号、 S 分岐されたクロック信号(第1のクロック信号)、 S 分岐されたクロック信号(第2のクロック信号)、 S 位相遅延した第2のクロック信号、 S 差分信号、 L 入力光、 L 出力信号、 Ldes 希望信号、 Lun 干渉信号、 T ビット周期(ビットレートの逆数)、 T 隣接チップパルス間の時間差、 T 時間ゲート幅、 T 立上がり(立下がり)時間、 T 拡散時間、 ΔT 位相遅延、 V(t) 第1のクロック信号の電圧、 V(t) 第2のクロック信号の電圧、 Vout(t) 光強度変調器の出力電圧。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 101 Branch device, 102 Phase shifter, 102a 1st signal line, 102b 2nd signal line, 103 Differential amplifier, 104 Optical intensity modulator, 150,150a Optical time gate apparatus, 151 Delay device, 152 Clock extractor 160 OCDM signal receiver, S 0 input clock signal, S 1- branched clock signal (first clock signal), S 2- branched clock signal (second clock signal), S 3 phase delayed second Clock signal, S 4 differential signal, L 0 input light, L 1 output signal, L des desired signal, L un interference signal, T b bit period (reciprocal of bit rate), T c Time difference between adjacent chip pulses, T g time gate width, Tr rise (fall) time, T s spreading time, ΔT phase delay, V 1 (t) voltage of first clock signal, V 2 (t ) Voltage of second clock signal, V out (t) Output voltage of light intensity modulator.

Claims (4)

矩形状の波形の入力クロック信号を分岐して、第1のクロック信号と第2のクロック信号を出力する分岐手段と、
前記第2のクロック信号に位相遅延を与え且つ位相遅延量が可変である移相手段と、
前記第1のクロック信号と前記位相遅延された前記第2のクロック信号との差分に比例した電圧値を持ち、前記電圧値が正の電圧値である高レベル、前記電圧値が0である0レベル、前記電圧値が負の電圧値である低レベルの3値からなる差分信号を出力する差動増幅手段と、
前記差分信号の電圧値に応じて入力光の光透過率が変化し、前記差分信号の前記電圧値が大きいほど前記光透過率が大きい光強度変調手段と
を有し、
前記差分信号の前記電圧値が正である場合における前記差分信号の電圧変化に対する前記光透過率の変化率が、前記差分信号の前記電圧値が負である場合における前記差分信号の電圧変化に対する前記光透過率の変化率よりも大きい
ことを特徴とする光時間ゲート装置。
Branching means for branching an input clock signal having a rectangular waveform and outputting a first clock signal and a second clock signal;
Phase shifting means for giving a phase delay to the second clock signal and having a variable phase delay amount;
The voltage value is proportional to the difference between the first clock signal and the phase-delayed second clock signal, and the voltage value is a high level that is a positive voltage value, and the voltage value is 0. Differential amplifying means for outputting a differential signal consisting of three levels of low level, the voltage value being a negative voltage value;
The light transmittance of the input light changes according to the voltage value of the difference signal, and the light intensity modulation means having a larger light transmittance as the voltage value of the difference signal is larger.
The rate of change of the light transmittance with respect to the voltage change of the difference signal when the voltage value of the difference signal is positive is the same as the voltage change of the difference signal when the voltage value of the difference signal is negative. An optical time gating device characterized by being larger than the rate of change of light transmittance.
前記移相手段は、前記位相遅延の量を可変できる移相器であることを特徴とする請求項1に記載の光時間ゲート装置。   2. The optical time gate device according to claim 1, wherein the phase shift means is a phase shifter capable of changing the amount of the phase delay. 前記移相手段は、
前記第1のクロック信号が伝送される前記分岐手段から前記差動増幅手段までの第1の信号線と、
前記第1の信号線よりも長い、前記第2のクロック信号が伝送される前記分岐手段から前記差動増幅手段までの第2の信号線と
を含むことを特徴とする請求項1又は2に記載の光時間ゲート装置。
The phase shifting means is
A first signal line from the branching unit to which the first clock signal is transmitted to the differential amplification unit;
3. The second signal line from the branching unit to which the second clock signal is transmitted, which is longer than the first signal line, to the differential amplification unit. The optical time gate device as described.
OCDM方式により符号化された光信号を受信するOCDM信号受信装置であって、
受信された前記光信号を復号化する復号化手段と、
請求項1乃至のいずれか1項に記載の光時間ゲート装置とを有し、
前記光時間ゲート装置に、前記復号化手段によって復号化された光信号が入力される
ことを特徴とするOCDM信号受信装置。
An OCDM signal receiving apparatus that receives an optical signal encoded by an OCDM system,
Decoding means for decoding the received optical signal;
An optical time gate device according to any one of claims 1 to 3 ,
An OCDM signal receiving apparatus, wherein the optical signal decoded by the decoding means is input to the optical time gating apparatus.
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