專利名稱：光通信系統(tǒng)、光接收器、和波長變換器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及能以不同傳輸速率處理光信號的光通信系統(tǒng)、光接收器、和波長變換器。
背景技術(shù)：
在近來的干線光通信系統(tǒng)中，例如在針對長傳輸距離和增加傳輸容量的系統(tǒng)中，為適應(yīng)高傳輸速率，已經(jīng)發(fā)展了各種光調(diào)制器和電子電路。但是，如果傳輸速率達(dá)到10Gb/s或更高的范圍，則在實(shí)現(xiàn)更高速率工作的電子電路等等方面，變得極其困難。因此，已經(jīng)積極研究和發(fā)展針對增加容量的系統(tǒng)，如通過波分復(fù)用技術(shù)增加系統(tǒng)的容量。在這種情況下，需要把大量諸如光發(fā)送器和光接收器等部件，裝在光通信設(shè)備上，并且已經(jīng)建議，該類系統(tǒng)要通過單根光纖以不同傳輸速率發(fā)送光信號。
下面簡要地說明常規(guī)的光接收器。
在通常的光接收器中，經(jīng)由光傳輸路徑發(fā)送的光信號，用光接收單元進(jìn)行光電變換，變換為電的數(shù)據(jù)信號。如此變換了的數(shù)據(jù)信號，被分為兩個分支信號，一個分支信號被均衡和放大，送進(jìn)判決電路；同時，另一分支數(shù)據(jù)信號被送至?xí)r鐘抽取部分，以獲得判決定時。時鐘抽取部分通常包括EXOR電路或微分電路與全波整流電路的組合；和諸如SAW濾波器或介質(zhì)濾波器等濾波器，以便把抽取的時鐘信號送至上述判決電路。然后，在判決電路上，按照抽取的時鐘信號，對該一個分支數(shù)據(jù)信號進(jìn)行判決。
常常使用鎖相環(huán)(PLL)作為上述時鐘抽取部分。此時，按上述方式分出的一個分支數(shù)據(jù)信號，輸入判決電路，而另一分支數(shù)據(jù)信號則輸入相位比較器，該相位比較器把該另一分支數(shù)據(jù)信號的相位，與構(gòu)成PLL電路的壓控振蕩器(VCO)輸出的相位，進(jìn)行比較。然后，由于相位比較器的輸出被用作VCO的控制信號而形成的環(huán)路構(gòu)造，使VCO與該另一分支數(shù)據(jù)信號同步，所以，VCO的輸出可以作為時鐘信號的輸出。
但是，上述常規(guī)光接收器有缺點(diǎn)，因為受諸如濾波器帶寬和時鐘抽取部分使用的VCO控制范圍的約束，能被抽取的時鐘信號的頻率是固定的，該光接收器只能以單一的傳輸速率接收光信號。此外，還由于在數(shù)據(jù)判決端進(jìn)行均衡和放大的帶寬，導(dǎo)致對可接收光信號傳輸速率的約束。因此，在上述通過單根光纖以不同傳輸速率傳輸光信號的情形下，要求對每一傳輸速率提供一專用的光接收器，從而使光通信系統(tǒng)的構(gòu)造變得復(fù)雜。
本發(fā)明是有鑒于上述情形而作出的，因此，本發(fā)明的一個目的，是提供能以不同傳輸速率接收并處理光信號的一種光通信系統(tǒng)和具有簡化構(gòu)造的光接收器。本發(fā)明還有一個目的，是通過把本發(fā)明的光接收器與光發(fā)送器相互組合，提供能適應(yīng)多個傳輸速率的波長變換器。
應(yīng)當(dāng)指出，本申請人已經(jīng)在較早專利申請中(參見Japanese PatentApplication No.10-69694)，提出在單一裝置內(nèi)以不同傳輸速率接收并處理光信號的一種光接收器。但是，本發(fā)明與該較早專利申請的發(fā)明的差別，在于被接收光信號傳輸速率的檢測系統(tǒng)。

發(fā)明內(nèi)容
為此，本發(fā)明提供的光通信系統(tǒng)包括以不同傳輸速率發(fā)送光信號的光發(fā)送器，和從該光發(fā)送器接收傳輸光進(jìn)而執(zhí)行數(shù)據(jù)判決處理的光接收器，其中，該光發(fā)送器包括疊加信號發(fā)生裝置，用于產(chǎn)生與傳輸光的傳輸速率對應(yīng)的疊加信號，把該疊加信號疊加在傳輸光之上，而該光接收器包括速率檢測裝置，用于根據(jù)包含在接收的光中的疊加信號，檢測傳輸速率，該光接收器還包括數(shù)據(jù)處理裝置，用于按照速率檢測裝置檢測的傳輸速率，對接收的光執(zhí)行數(shù)據(jù)判決處理。
在有該種構(gòu)造的光通信系統(tǒng)中，從光發(fā)送器輸出的傳輸光，包含與其傳輸速率對應(yīng)的疊加信號，而該傳輸速率是在已接收傳輸光的光接收器上，根據(jù)包含在接收光中的疊加信號檢測的，所以，數(shù)據(jù)判決處理是與接收光的傳輸速率對應(yīng)地執(zhí)行的。因此，即使在光發(fā)送器和光接收器之間以不同傳輸速率傳送的光信號，也可能用單一的光接收器，以不同傳輸速率來接收并處理該光信號，從而能提供一種簡化構(gòu)造的光通信系統(tǒng)。
本發(fā)明還提供一種光接收器，該光接收器以不同傳輸速率接收光信號，對之進(jìn)行數(shù)據(jù)判決處理，其中，該光接收器包括速率檢測裝置，該檢測裝置根據(jù)與傳輸速率對應(yīng)且包含在接收光中的疊加信號，檢測接收光的傳輸速率，還包括數(shù)據(jù)處理裝置，該處理裝置按照速率檢測裝置檢測的傳輸速率，對接收光執(zhí)行數(shù)據(jù)判決處理。
在有該種構(gòu)造的光接收器中，根據(jù)包含在接收的光中的疊加信號，檢測接收光的傳輸速率，以便執(zhí)行與接收光傳輸速率對應(yīng)的數(shù)據(jù)判決處理。因此，有可能用單一的光接收器以不同傳輸速率來處理光信號。
在上述光接收器中，數(shù)據(jù)處理裝置可以包括光電變換部分，把接收的光變換為電信號；均衡部分，線性地放大光電變換部分的輸出信號；時鐘抽取部分，利用鎖相環(huán)電路的運(yùn)行設(shè)置被轉(zhuǎn)換為與速率檢測裝置檢測的傳輸速率對應(yīng)，根據(jù)光電變換部分的輸出信號，抽取時鐘信號；以及判決處理部分，利用時鐘抽取部分抽取的時鐘信號，對均衡部分輸出的信號，進(jìn)行數(shù)據(jù)判決處理。
按照該種構(gòu)造，時鐘抽取部分鎖相環(huán)電路的運(yùn)行設(shè)置，被轉(zhuǎn)換為適應(yīng)速率檢測裝置檢測的傳輸速率的設(shè)置，所以，即使接收的光的傳輸速率改變了，也能夠可靠地抽取時鐘信號，從而利用該抽取的時鐘信號執(zhí)行數(shù)據(jù)判決處理，準(zhǔn)確地以不同傳輸速率接收并處理光信號。
作為時鐘抽取部分的一種具體構(gòu)造，時鐘抽取部分的鎖相環(huán)電路可以包括分別與多個傳輸速率對應(yīng)的多個受控型振蕩器，且該多個受控型振蕩器的任一個，都可以按照速率檢測裝置檢測的傳輸速率驅(qū)動。另外，時鐘抽取部分的鎖相環(huán)可以包括單個受控型振蕩器和一個頻率變換器，該受控型振蕩器輸出振蕩信號的頻率，被該頻率變換器變換，且該頻率變換器的變換比，可以按速率檢測裝置檢測的傳輸速率而設(shè)定。
此外，對該數(shù)據(jù)處理裝置的均衡部分，可以有一可變的均衡頻帶，該頻帶受速率檢測裝置檢測的傳輸速率所控制。
按照該種構(gòu)造，時鐘抽取部分的運(yùn)行設(shè)置和均衡部分的均衡頻帶，都受接收光相應(yīng)的傳輸速率的最佳控制，從而能準(zhǔn)確地以不同傳輸速率接收并處理光信號。
本發(fā)明還提供一種波長變換器，該波長變換器把輸入的光信號變換為頻率與輸入光信號頻率不同的光信號，其中，該波長變換器包括速率檢測裝置，該檢測裝置根據(jù)與傳輸速率對應(yīng)且包含在輸入光中的疊加信號，檢測輸入光的傳輸速率；數(shù)據(jù)處理裝置，該處理裝置按照速率檢測裝置檢測的傳輸速率，執(zhí)行輸入光的數(shù)據(jù)判決處理；輸出光發(fā)生裝置，該發(fā)生裝置產(chǎn)生波長與輸入光波長不同的輸出光，且按照代表數(shù)據(jù)處理裝置處理結(jié)果的數(shù)據(jù)信號，對產(chǎn)生的輸出光進(jìn)行調(diào)制；最后是疊加信號發(fā)生裝置，該發(fā)生裝置產(chǎn)生與速率檢測裝置檢測的傳輸速率對應(yīng)的疊加信號，把該疊加信號疊加在輸出光上。
具有該種構(gòu)造的波長變換器，可以看作由光發(fā)送器與該光通信系統(tǒng)使用的光接收器輸出級的組合所提供，因而，即使對以不同傳輸速率輸入的光，也能實(shí)現(xiàn)波長變換。


圖1是方框圖，圖上按照本發(fā)明光通信系統(tǒng)的第一實(shí)施例，畫出其基本構(gòu)造；圖2是方框圖，畫出第一實(shí)施例中外調(diào)制系統(tǒng)的光發(fā)送器的示范性構(gòu)造；圖3是方框圖，畫出第一實(shí)施例中直接調(diào)制系統(tǒng)的光發(fā)送器的示范性構(gòu)造；圖4是方框圖，畫出第一實(shí)施例中速率檢測部分和時鐘抽取部分的示范性構(gòu)造；圖5是一電路圖，畫出第一實(shí)施例中疊加信號檢測電路一種優(yōu)選的示范性構(gòu)造；圖6是方框圖，圖上按照本發(fā)明的光通信系統(tǒng)的第二實(shí)施例，畫出其中使用的速率檢測部分和時鐘抽取部分的示范性構(gòu)造；圖7是方框圖，圖上按照本發(fā)明的光通信系統(tǒng)的第三實(shí)施例，畫出其中使用的光接收器的基本構(gòu)造；和圖8是方框圖，圖上按照本發(fā)明的波長變換器的實(shí)施例，畫出其構(gòu)造。
實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的最佳方式下面參照附圖，說明本發(fā)明的各個實(shí)施例。
圖1是方框圖，圖上按照本發(fā)明光通信系統(tǒng)的第一實(shí)施例，畫出其基本構(gòu)造。
圖1中，本光通信系統(tǒng)的構(gòu)造包括光發(fā)送器1和光接收器2，光發(fā)送器1能以不同傳輸速率發(fā)送光信號，光接收器2用于接收并處理光發(fā)送器1經(jīng)光傳輸路徑L發(fā)送的光信號。雖然圖1畫出的構(gòu)造中，光發(fā)送器1和光接收器2是通過單一光傳輸路徑L連接的，但也可以采用如下構(gòu)造，其中，在光發(fā)送器1與光接收器2之間放置諸如實(shí)施光放大的中繼器。
光發(fā)送器1包括電光變換部分10和作為疊加信號發(fā)生裝置的疊加信號發(fā)生部分11。電光變換部分10產(chǎn)生受外部提供的數(shù)據(jù)信號調(diào)制的光信號，并與疊加信號發(fā)生部分11輸出的信號疊加，把該光信號發(fā)送至光傳輸路徑L。這里假定，上述數(shù)據(jù)信號是電信號，代表按要求的傳輸速率發(fā)送至光接收器2的發(fā)送信息，且其傳輸速率已被適當(dāng)改變。疊加信號發(fā)生部分11，產(chǎn)生與數(shù)據(jù)信號各個被改變的傳輸速率一一對應(yīng)的疊加信號。載運(yùn)疊加信號的光信號，從光發(fā)送器1發(fā)送至光接收器2，使速率信息隨發(fā)送信息一起發(fā)送至光接收器2。
圖2是方框圖，畫出該光發(fā)送器1示范性的具體構(gòu)造。
圖2的示范性構(gòu)造表明外調(diào)制系統(tǒng)的情形，并具體包括半導(dǎo)體激光器(LD)10A、光調(diào)制器10B、驅(qū)動電路10C、和振蕩器11A。LD 10A是通常的光發(fā)射單元，用于產(chǎn)生連續(xù)振蕩的激光束。光調(diào)制器10B按照驅(qū)動電路10C和振蕩器11A輸出的信號，從外部調(diào)制LD 10A發(fā)射的激光束。例如，具有能被電光效應(yīng)或聲光效應(yīng)改變物理特性如折射率的光學(xué)裝置，可以用作光調(diào)制器10B。驅(qū)動電路10C產(chǎn)生按數(shù)據(jù)信號改變的調(diào)制信號，把該調(diào)制信號發(fā)送至光調(diào)制器10B。振蕩器11A按照與輸入驅(qū)動電路10C的數(shù)據(jù)信號傳輸速率對應(yīng)的頻率振蕩，產(chǎn)生疊加信號，并把該疊加信號疊加在驅(qū)動電路10C輸出的調(diào)制信號上。這里，關(guān)于數(shù)據(jù)信號的傳輸速率信息，是從外部送至振蕩器11A的。但是，該構(gòu)造也可以采用具有根據(jù)數(shù)據(jù)信號本身來檢測數(shù)據(jù)信號傳輸速率功能的光發(fā)送器1，以便在光發(fā)送器1內(nèi)確定傳輸速率。
應(yīng)當(dāng)指出，眾所周知，在現(xiàn)有的使用鈮酸鋰(LiNbO3)作為外部調(diào)制器的光發(fā)送器中，進(jìn)行環(huán)路控制時，為了抑制工作點(diǎn)漂移而產(chǎn)生的起伏，疊加信號疊加在驅(qū)動LN調(diào)制器的調(diào)制信號上，并且用光接收器接收LN調(diào)制器的輸出光，從而穩(wěn)定LN調(diào)制器的工作點(diǎn)。在利用該種現(xiàn)有光調(diào)制器的情形下，其優(yōu)點(diǎn)是，對與每一傳輸速率對應(yīng)的疊加信號，通過簡單地并附加地提供改變該疊加信號頻率的一種功能，就能立刻實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的光發(fā)送器1。
圖3是方框圖，畫出光發(fā)送器1的另一個示范性的具體構(gòu)造。
圖3的示范性構(gòu)造表明直接調(diào)制系統(tǒng)的情形，并具體包括LD 10D、LD驅(qū)動電路10E、和振蕩器11B。LD 10D是通常的光發(fā)射單元，由LD驅(qū)動電路10E的驅(qū)動電流產(chǎn)生激光束。向LD 10D提供驅(qū)動電流時，LD驅(qū)動電路10E產(chǎn)生驅(qū)動電流的電流值，按照數(shù)據(jù)信號和振蕩器11B的疊加信號而改變。振蕩器11B以對應(yīng)于數(shù)據(jù)信號傳輸速率的頻率振蕩，產(chǎn)生疊加信號，并把該疊加信號送至LD驅(qū)動電路10E。還是在該情形下，傳輸速率信息也從外部送至振蕩器11B。但是，該構(gòu)造也可以采用具有檢測數(shù)據(jù)信號傳輸速率功能的光發(fā)送器1。
對上述外部調(diào)制系統(tǒng)或直接調(diào)制系統(tǒng)，現(xiàn)在將舉例說明特定的設(shè)置。就是說，作為數(shù)據(jù)信號的傳輸速率，遵照例如SDH(同步數(shù)字系列)，能夠設(shè)定的比特率包括9.95328Gbit/s(下面記以10Gbit/s)、2.48832Gbit/s(下面記以2.5Gbit/s)、622.08Mbit/s(下面記以622Mbit/s)、和155.52Mbit/s(下面記以156Mbit/s)。此外，對應(yīng)于上述傳輸速率的疊加信號的頻率，可以設(shè)定為例如，對10Gbit/s的傳輸速率是1KHz，對2.5Gbit/s是4KHz，和對622Mbit/s是7KHz。要求該頻率與疊加信號的調(diào)制度，都在不影響數(shù)據(jù)信號的范圍內(nèi)。具體說，對于上述的比特率，疊加信號的頻率最好設(shè)定在約數(shù)KHz，而調(diào)制度最好設(shè)定在約1％到2％。但是，本發(fā)明不受上述設(shè)定例子的限制。
如圖1所示，光接收器2包括光電變換部分20、均衡部分21、判決處理部分22、作為速率檢測裝置的速率檢測部分23、和時鐘抽取部分24。光電變換部分20從光發(fā)送器1接收通過光傳輸路徑L傳播的光信號，產(chǎn)生與光信號功率對應(yīng)的電信號。具體說，例如，光電變換部分20包括諸如PIN光電二極管或雪崩二極管的光接收單元，以及把光接收單元產(chǎn)生的電流變換為電壓信號的變換電路。此外，如果根據(jù)接收的光信號產(chǎn)生的電信號，達(dá)不到足以供后一級處理的電平，那么，可以適當(dāng)?shù)卦O(shè)置諸如前置放大器等。均衡部分21是通常的電放大器，把光電變換部分20的輸出信號線性地放大，而且具有與接收的光信號每一傳輸速率對應(yīng)的足夠?qū)挼念l帶。判決處理部分22利用時鐘抽取部分24的時鐘信號，對接收的從均衡部分21輸出的信號進(jìn)行數(shù)據(jù)判決處理。判決結(jié)果作為數(shù)據(jù)信號，從光接收器2輸出至諸如外部。
速率檢測部分23利用光電變換部分20的輸出信號，根據(jù)包含在該輸出信號中的疊加信號，檢測接收的光信號的傳輸速率，并輸出與檢測結(jié)果對應(yīng)的信號至?xí)r鐘抽取部分24。時鐘抽取部分24利用光電變換部分20的輸出信號，按照速率檢測部分23的輸出信號，抽取與接收的光信號對應(yīng)的時鐘信號，把該時鐘信號輸出至判決處理部分22和光接收器2的外部等等。
至此，本文后面將具體說明速率檢測部分23和時鐘抽取部分24。圖4是方框圖，畫出速率檢測部分23和時鐘抽取部分24的示范性構(gòu)造。
如圖4上半部所示，速率檢測部分23包括疊加信號檢測電路23A和轉(zhuǎn)換開關(guān)23B。疊加信號檢測電路23A抽取包含在光電變換部分20輸出信號中的疊加信號，根據(jù)疊加信號的頻率，把與接收的光信號傳輸速率對應(yīng)的信號，輸出至轉(zhuǎn)換開關(guān)23B。根據(jù)疊加信號檢測電路23A的信號，轉(zhuǎn)換開關(guān)23B產(chǎn)生控制信號，以轉(zhuǎn)換時鐘抽取部分24的運(yùn)行設(shè)置。
圖5是一電路圖，畫出實(shí)現(xiàn)上述疊加信號檢測電路23A功能的一種優(yōu)選示范性構(gòu)造。這里畫出的電路結(jié)構(gòu)假定，作為接收光的傳輸速率，有三種傳輸速率Va、Vb、Vc。
圖5中的疊加信號檢測電路23A設(shè)有分別與傳輸速率Va、Vb、Vc對應(yīng)的帶通濾波器(BPF)30a、30b、30c，放大器31a、31b、31c，和比較器32a、32b、32c。光電變換部分20的輸出信號，輸入各BPF 30a、30b、30c，并且各BPF通帶的中心頻率設(shè)定為基本上與各傳輸速率Va、Vb、Vc對應(yīng)的疊加信號頻率一致。放大器31a、31b、31c以恒定比率，分別放大連接在放大器31a、31b、31c輸入端的BPF 30a、30b、30c的輸出信號，把放大了的信號分別輸出至與放大器31a、31b、31c輸出端連接的比較器32a、32b、32c的一個輸入端。比較器32a、32b、32c另有一個接受預(yù)設(shè)參考電壓Vref的輸入端，以便把放大器31a、31b、31c相關(guān)的一個的輸出信號電壓電平，與參考電壓Vref比較。舉例說，當(dāng)相關(guān)的一個放大器的輸出信號電平等于或高于參考電壓Vref時，該放大器產(chǎn)生高電平的輸出，當(dāng)?shù)陀趨⒖茧妷篤ref時，則產(chǎn)生低電平輸出。應(yīng)當(dāng)指出，參考電壓Vref可以大致設(shè)定為相關(guān)的一個放大器31a、31b、31c存在光信號時的輸出電壓電平，即對應(yīng)于該光信號的傳輸速率的電壓電平，與該相關(guān)的一個放大器沒有接收光信號時的輸出電壓電平(即噪聲電平)之間的中值。比較器32a、32b、32c的輸出信號，被分別送至轉(zhuǎn)換開關(guān)23B。
如圖4下半部所示，時鐘抽取部分24包括被稱為鎖相環(huán)(PLL)的電路結(jié)構(gòu)，具體說，由一相位比較電路24A和一VCO電路24B構(gòu)成。相位比較電路24A有一輸入端供光電變換部分20輸出的信號輸入，而另一輸入端供VCO電路24B輸出的信號輸入，相位比較電路24A把與相應(yīng)輸入間的相位差成正比的誤差信號輸出，送至VCO電路24B。應(yīng)當(dāng)指出，相位比較電路24A可以設(shè)有圖上沒有畫出的環(huán)路濾波器，用于從誤差信號中抽取需要的信號分量。VCO電路24B包括，例如分別與傳輸速率Va、Vb、Vc對應(yīng)的三個壓控振蕩器(VCO)。把來自相位比較電路24A的誤差信號和來自速率檢測部分23的控制信號，輸入每一VCO。每一VCO是通常的壓控振蕩器，該種振蕩器在開始工作時，以固有振蕩頻率產(chǎn)生振蕩輸出，而當(dāng)輸入相位比較電路24A的誤差信號時，能對該誤差信號作出響應(yīng)，改變振蕩輸出的頻率。按照速率檢測部分23的控制信號，有選擇地驅(qū)動該三個與接收光信號對應(yīng)的VCO的任一個。此外，在該被選擇的VCO中產(chǎn)生的振蕩輸出，作為時鐘信號，輸出至判決處理部分22和光接收器2的外部等等。
應(yīng)當(dāng)指出，如果疊加信號檢測電路23A的每一比較器32a、32b、32c，能分別產(chǎn)生與每一VCO的電源電壓和GND電平兩種輸出電壓，那么，可以直接把比較器32a、32b、32c的輸出分別加于相應(yīng)的VCO上，無需用轉(zhuǎn)換開關(guān)23B通過VCO的ON和OFF轉(zhuǎn)換，來選擇需要的一個VCO。
下面將說明具有上述構(gòu)造的光通信系統(tǒng)的工作原理。
在本光通信系統(tǒng)中，當(dāng)數(shù)據(jù)信號和關(guān)于該數(shù)據(jù)信號的傳輸速率信息，輸入光發(fā)送器1時，光發(fā)送器1輸出按數(shù)據(jù)信號調(diào)制并包含疊加信號分量的光信號，送至光傳輸路徑L，該疊加信號分量具有與輸入數(shù)據(jù)信號的傳輸速率對應(yīng)的頻率。該光信號通過光傳輸路徑L的傳播，發(fā)送至光接收器2。
在光接收器2中，通過傳輸路徑L傳播的光信號，輸入光電變換部分20。光電變換部分20把與接收的光功率對應(yīng)的電信號，發(fā)送至均衡部分21、速率檢測部分23、和時鐘抽取部分24。在均衡部分21，來自光電變換部分20的電信號被均衡和放大至需要的電平，然后輸出至判決處理部分22。
在速率檢測部分23，來自光電變換部分20的信號被送至疊加信號檢測電路23A，于是，在上述均衡/放大處理的同時，包含在該信號中的疊加信號分量，被BPF 30a、30b、30c的任一個抽取。例如，如果疊加信號分量被BPF 30a抽取，則該疊加信號便通過放大器31a輸入比較器32a，使比較器32a的輸出信號變?yōu)楦唠娖?。此時，在剩余的比較器32b、32c的每一個中，輸入信號電平為每個相關(guān)放大器31b、31c的噪聲電平量級，所以，比較器32b、32c的每一個的輸出信號變?yōu)榈碗娖?。從比較器32a接收高電平輸出信號的轉(zhuǎn)換開關(guān)23B，根據(jù)比較器32a、32b、32c與各傳輸速率的對應(yīng)關(guān)系，判斷接收光的傳輸速率，并選擇與該判斷傳輸速率對應(yīng)的VCO的控制信號，輸出至?xí)r鐘抽取部分24的VCO電路24B。
在時鐘抽取部分24，按照轉(zhuǎn)換開關(guān)23B的控制信號，有選擇地驅(qū)動與接收光傳輸速率對應(yīng)的VCO，并把被驅(qū)動的VCO的部分振蕩輸出，輸入相位比較電路24A。為了產(chǎn)生誤差信號，以指示VCO電路24B的時鐘信號與光電變換部分20的輸出信號之間的相位差，把光電變換部分20的輸出信號輸入相位比較電路24A。為了持續(xù)地控制所選擇VCO的振蕩頻率，把該誤差信號送至VCO電路24B，使該相位差減小。因此，所選擇的VCO的振蕩輸出進(jìn)入某一頻率，以便產(chǎn)生與接收光傳輸速率同步的時鐘信號，輸出至判決處理部分22、和光接收器2的外部等等。
在判決處理部分22，利用時鐘抽取部分24的時鐘信號，對被接收的均衡部分21輸出的信號，執(zhí)行數(shù)據(jù)判決處理，并且把判決結(jié)果作為數(shù)據(jù)信號，從光接收器2輸出至外部等等。
按照上述實(shí)施例的光通信系統(tǒng)，光發(fā)送器1把與數(shù)據(jù)信號傳輸速率對應(yīng)的疊加信號，疊加在傳輸光之上。并且光接收器2還根據(jù)包含在接收光中的疊加信號，檢測數(shù)據(jù)信號的傳輸速率，并把時鐘抽取部分24的VCO轉(zhuǎn)換為與檢測結(jié)果對應(yīng)的VCO，從而抽取時鐘信號。因此，可以用單個光接收器以不同傳輸速率接收并處理光信號，從而能提供具有簡化構(gòu)造、能覆蓋多種傳輸速率的一種光通信系統(tǒng)。同時還有一種結(jié)果，就是能減少光通信系統(tǒng)中使用的多種類型光接收器。
下面將說明按照本發(fā)明的光通信系統(tǒng)的第二實(shí)施例。
這里，對第一實(shí)施例使用的光接收器2中時鐘抽取部分，考慮一個變化的實(shí)例。應(yīng)當(dāng)指出，第二實(shí)施例使用與第一實(shí)施例(見圖1至3)整個光通信系統(tǒng)相同的基本構(gòu)造，并且光發(fā)送器的構(gòu)造和工作原理也相同。
圖6是方框圖，圖上按照第二實(shí)施例，畫出其中使用的速率檢測部分和時鐘抽取部分的示范性構(gòu)造。與第一實(shí)施例構(gòu)造相同的那些部分，用相同的數(shù)字標(biāo)記，且相同的規(guī)則對下面也適用。
代替圖4的時鐘抽取部分24，圖6所示用于本實(shí)施例的光接收器2，設(shè)有時鐘抽取部分24′，時鐘抽取部分24′包括相位比較電路24A、壓控振蕩器(VCO)24C、和頻率變換器24D。除時鐘抽取部分24′以外的光接收器2的構(gòu)造，與第一實(shí)施例(見圖1和圖5)相同。
相位比較電路24A與在時鐘抽取部分24中已經(jīng)使用的相同。該單個VCO 24C是通常的壓控振蕩器，其輸入是來自相位比較電路24A的誤差信號，且在開始工作時，以固有振蕩頻率產(chǎn)生振蕩輸出，然后，振蕩輸出的頻率按照輸入的誤差信號而改變。頻率變換器24D是一種熟知的把VCO 24C輸出的振蕩信號頻率倍頻或分頻的頻率變換器，其輸出是變換后的信號。頻率變換器24D的變換比(倍頻比或分頻比)，能對速率檢測部分23發(fā)送的控制信號作出響應(yīng)，是可控的。頻率變換器24D的輸出信號，輸入相位比較電路24A，并同時作為時鐘信號送至判決處理電路22等等。
在具有前述構(gòu)造的時鐘抽取部分24′的光接收器2中，如在第一實(shí)施例中那樣，當(dāng)經(jīng)過光傳輸路徑L傳播的光信號，輸入光電變換部分20時，與接收的光功率對應(yīng)的電信號被發(fā)送至均衡部分21、速率檢測部分23、和時鐘抽取部分24′。此外，與在均衡部分21進(jìn)行均衡/放大處理的同時，根據(jù)速率檢測部分23的疊加信號，執(zhí)行傳輸速率的檢測處理。還有，在速率檢測部分23，轉(zhuǎn)換開關(guān)23B按照檢測的傳輸速率，產(chǎn)生調(diào)節(jié)時鐘抽取部分24′頻率變換器24D變換比的控制信號，并把該控制信號送至頻率變換器24D。
在時鐘抽取部分24′，按照速率檢測部分23的控制信號，把頻率變換器24D的變換比設(shè)定為某個與接收光傳輸速率對應(yīng)的值，并且把光電變換部分20的輸出信號，輸入相位比較電路24A。因此，形成與接收光的傳輸速率對應(yīng)的PLL電路，使作為時鐘信號的頻率變換器24D的輸出信號，被送至判決處理部分22等等，以便對接收的信號執(zhí)行數(shù)據(jù)判決處理。
如上所述，按照第二實(shí)施例，可以用單一光接收器以不同傳輸速率接收并處理光信號，甚至通過把時鐘抽取部分各VCO合而為一來提供頻率變換器24D，于是，頻率變換器24D的變換比能按接收光的傳輸速率調(diào)節(jié)，以抽取時鐘信號，由此得到與第一實(shí)施例相同的效果。
下面將說明按照本發(fā)明的光通信系統(tǒng)的第三實(shí)施例。
圖7是方框圖，圖上按照第三實(shí)施例，畫出其中使用的光接收器的基本構(gòu)造。應(yīng)當(dāng)指出，光發(fā)送器的基本構(gòu)造與圖1所示第一實(shí)施例相同。
在圖7中，用在本光通信系統(tǒng)中的光接收器2的構(gòu)造，是使均衡部分21的均衡頻帶，能按照速率檢測部分23對接收光檢測的傳輸速率，實(shí)現(xiàn)可變的控制，更具體說，令均衡部分21包括放大器21A和可變頻帶濾波器21B，使可變頻帶濾波器21B的通帶(截止特性)，能響應(yīng)速率檢測部分23的控制信號而受控制。
放大器21A把光電變換部分20的輸出信號，線性地放大至需要的電平，把放大了的信號輸出。作為可變頻帶濾波器電路21B，可以使用由電阻器、電容器等等構(gòu)成的濾波器電路，與諸如電容值可按施加電壓改變的變?nèi)荻O管結(jié)合，把變?nèi)荻O管與電容器并聯(lián)，從而通過控制施加的電壓，使通帶可變。雖然這里在構(gòu)造上使用了變?nèi)荻O管，但是，舉例說，也可以把多個彼此有不同通帶的無源濾波器排列起來，并按傳輸速率選擇一個無源濾波器。
如同在第一實(shí)施例那樣，具有上述構(gòu)造的光接收器2是受控的，當(dāng)根據(jù)速率檢測部分23的疊加信號，檢測接收的光的傳輸速率時，時鐘抽取部分的運(yùn)行設(shè)置按照檢測的傳輸速率而轉(zhuǎn)換，并且還調(diào)節(jié)可變頻帶濾波器21B的頻帶，使均衡的頻帶變得適于接收和處理輸入的信號。具體說，最好控制可變頻帶濾波器21B的頻帶，使均衡部分21所均衡的頻帶變?yōu)榻邮展鈧鬏斔俾实?0％到70％。這樣，被接收的信號已經(jīng)被均衡和放大成為頗優(yōu)化的頻帶，再發(fā)送至判決處理部分22，然后，該判決處理部分22利用時鐘抽取部分24抽取的與傳輸速率對應(yīng)的時鐘信號，執(zhí)行數(shù)據(jù)判決處理，把判決結(jié)果作為數(shù)據(jù)信號輸出。
按照第三實(shí)施例，均衡部分21的均衡頻帶，也按速率檢測部分23檢測的接收光的傳輸速率控制。因此，可以準(zhǔn)確地以不同傳輸速率分別接收和處理光信號。
在第三實(shí)施例中，已經(jīng)說明的情形是第一實(shí)施例中進(jìn)行的均衡部分21的頻帶控制。但是，該控制也可以按相同方式運(yùn)用在第二實(shí)施例上。
下面將說明按照本發(fā)明的波長變換器的實(shí)施例。
圖8是方框圖，畫出本發(fā)明的波長變換器的構(gòu)造。
圖8中，本波長變換器的構(gòu)造，舉例說，是把外調(diào)制類型(見圖2)的光發(fā)送器1，安排在前述第一實(shí)施例使用的光接收器2(見圖1)的輸出級內(nèi)。具體說，把判決處理部分22判決的數(shù)據(jù)信號，發(fā)送至驅(qū)動電路10C。驅(qū)動電路10C產(chǎn)生按數(shù)據(jù)信號調(diào)制的驅(qū)動信號，與此同時，由速率檢測部分23輸出的控制信號，被送至振蕩器11A，用于產(chǎn)生頻率與該傳輸速率對應(yīng)的疊加信號，作為對控制信號的響應(yīng)。注意，與輸入該波長變換器的光信號波長λ1不同，LD 10A光輸出的波長設(shè)為λ2(≠λ1)，在該波長變換器中完成從波長λ1到λ2的波長變換。
在上述波長變換器中，速率檢測部分23與速率檢測裝置對應(yīng)，光電變換部分20、均衡部分21、判決處理部分22、和時鐘抽取部分24與數(shù)據(jù)處理裝置對應(yīng)，LD 10A、光調(diào)制器10B、和驅(qū)動電路10C與輸出光發(fā)生裝置對應(yīng)，而振蕩器11A與疊加信號發(fā)生裝置對應(yīng)。
在具有上述構(gòu)造的波長變換器中，當(dāng)把疊加在與傳輸速率對應(yīng)的疊加信號上、波長為λ1的光信號，輸入光電變換部分20時，與輸入光功率對應(yīng)的電信號被發(fā)送至均衡部分21、速率檢測部分23、和時鐘抽取部分24。然后，在均衡部分21進(jìn)行均衡/放大處理的同時，根據(jù)速率檢測部分23的疊加信號，執(zhí)行傳輸速率的檢測處理，把與檢測的傳輸速率對應(yīng)的控制信號發(fā)送至?xí)r鐘抽取部分24和振蕩器11A。在時鐘抽取部分24，按照速率檢測部分23的控制信號，選擇與輸入光傳輸速率對應(yīng)的VCO，把抽取的時鐘信號發(fā)送至判決處理部分22。在判決處理部分22，利用時鐘抽取部分24的時鐘信號，進(jìn)行輸入信號的判決處理，然后把判決結(jié)果作為數(shù)據(jù)信號，發(fā)送至驅(qū)動電路10C。在驅(qū)動電路10C，產(chǎn)生按判決處理部分22的數(shù)據(jù)信號調(diào)制的驅(qū)動信號，把該信號輸出至光調(diào)制器10B。該驅(qū)動信號與振蕩器11A輸出的疊加信號疊加，且根據(jù)速率檢測部分23的控制信號，把振蕩器11A的振蕩頻率控制在與輸入光傳輸速率對應(yīng)的值。光調(diào)制器10B是按與某一疊加信號疊加的驅(qū)動信號驅(qū)動的，使LD 10A發(fā)射的波長λ2的連續(xù)光由外部調(diào)制，然后，作為波長變換后的光輸出，輸出至本波長變換器的外部。
按照本實(shí)施例，能夠提供具有簡化構(gòu)造、能覆蓋有不同傳輸速率的輸入光的波長變換器。因此，可以實(shí)現(xiàn)與輸入光傳輸速率無關(guān)的波長變換器。特別是，該種波長變換器對采用諸如光ADM(分插復(fù)用器)系統(tǒng)的光通信系統(tǒng)，是很有用的。
在上述實(shí)施例中，說明了使用外部調(diào)制類型光發(fā)送器的情形。當(dāng)然可以如圖3所示，使用直接調(diào)制類型光發(fā)送器。此外，可以使用第二實(shí)施例中的時鐘抽取部分24′，還可以與第三實(shí)施例類似，采用按速率檢測部分23的檢測結(jié)果，控制均衡部分21的均衡頻帶那樣的構(gòu)造。
工業(yè)上的可應(yīng)用性本發(fā)明有更大的工業(yè)上可應(yīng)用性，在各種光通信系統(tǒng)中，特別是那些采用諸如波分復(fù)用傳輸系統(tǒng)和/或光ADM系統(tǒng)的光通信系統(tǒng)，能把光信號以不同傳輸速率發(fā)送至該系統(tǒng)使用的光接收器和波長變換器。
權(quán)利要求
1.一種光通信系統(tǒng)，包括能以不同傳輸速率發(fā)送光信號的光發(fā)送器，和能從所述光發(fā)送器接收傳輸?shù)墓獾墓饨邮掌鳎员氵M(jìn)行數(shù)據(jù)判決處理，其中，所述光發(fā)送器包括疊加信號發(fā)生裝置，用于產(chǎn)生與傳輸光的傳輸速率對應(yīng)的疊加信號，并把所述疊加信號疊加在所述傳輸光上，和所述光接收器包括速率檢測裝置，用于根據(jù)包含在接收光中的所述疊加信號，檢測傳輸速率，以及數(shù)據(jù)處理裝置，用于按照所述速率檢測部分檢測的傳輸速率，對所述接收光進(jìn)行數(shù)據(jù)判決處理。
2.按照權(quán)利要求1的光通信系統(tǒng)，其中所述數(shù)據(jù)處理裝置包括光電變換部分，用于從所述光發(fā)送器接收傳輸?shù)墓?，把接收的光變換為電信號；均衡部分，用于線性放大所述光電變換部分的輸出信號；時鐘抽取部分，利用鎖相環(huán)電路的運(yùn)行設(shè)置被轉(zhuǎn)換為與速率檢測裝置檢測的傳輸速率對應(yīng)，根據(jù)所述光電變換部分的輸出信號，抽取時鐘信號；和判決處理部分，利用所述時鐘抽取部分抽取的時鐘信號，對所述均衡部分的輸出信號，執(zhí)行數(shù)據(jù)判決處理。
3.按照權(quán)利要求2的光通信系統(tǒng)，其中所述時鐘抽取部分的鎖相環(huán)電路，包括分別與多個傳輸速率對應(yīng)的多個受控型振蕩器，且所述多個受控型振蕩器的任一個，都按所述速率檢測部分檢測的傳輸速率來驅(qū)動。
4.按照權(quán)利要求2的光通信系統(tǒng)，其中所述時鐘抽取部分的所述鎖相環(huán)，包括單個受控型振蕩器和頻率變換器，所述受控型振蕩器輸出的振蕩信號頻率被該頻率變換器變換，且所述頻率變換器的變換比，是按所述速率檢測裝置檢測的傳輸速率而設(shè)定的。
5.按照權(quán)利要求2的光通信系統(tǒng)，其中所述均衡部分有可變的均衡頻帶，該可變的均衡頻帶是按所述速率檢測部分檢測的傳輸速率而控制的。
6.一種光接收器，能以不同傳輸速率接收光信號，以執(zhí)行數(shù)據(jù)判決處理，其中所述光接收器包括速率檢測裝置，用于根據(jù)與傳輸速率對應(yīng)并包含在所述接收光中的疊加信號，檢測接收的光的傳輸速率；和數(shù)據(jù)處理裝置，用于按照所述速率檢測裝置檢測的傳輸速率，對所述接收光進(jìn)行數(shù)據(jù)判決處理。
7.按照權(quán)利要求6的光接收器，其中所述數(shù)據(jù)處理裝置包括光電變換部分，用于從所述光發(fā)送器接收傳輸?shù)墓猓呀邮盏墓庾儞Q為電信號；均衡部分，用于線性放大所述光電變換部分的輸出信號；時鐘抽取部分，利用鎖相環(huán)電路的運(yùn)行設(shè)置被轉(zhuǎn)換為與速率檢測裝置檢測的傳輸速率對應(yīng)，根據(jù)所述光電變換部分的輸出信號，抽取時鐘信號；和判決處理部分，利用所述時鐘抽取部分抽取的時鐘信號，對所述均衡部分的輸出信號，執(zhí)行數(shù)據(jù)判決處理。
8.按照權(quán)利要求7的光接收器，其中所述時鐘抽取部分的鎖相環(huán)電路，包括分別與多個傳輸速率對應(yīng)的多個受控型振蕩器，且所述多個受控型振蕩器的任一個，都按所述速率檢測部分檢測的傳輸速率來驅(qū)動。
9.按照權(quán)利要求7的光接收器，其中所述時鐘抽取部分的所述鎖相環(huán)，包括單個受控型振蕩器和頻率變換器，所述受控型振蕩器輸出的振蕩信號頻率被該頻率變換器變換，且所述頻率變換器的變換比，是按所述速率檢測裝置檢測的傳輸速率而設(shè)定的。
10.按照權(quán)利要求7的光接收器，其中所述均衡部分有可變的均衡頻帶，該可變的均衡頻帶是按所述速率檢測部分檢測的傳輸速率而控制的。
11.一種波長變換器，能把輸入的光信號變換為頻率不同于輸入光信號頻率的光信號，其中所述波長變換器包括速率檢測裝置，用于根據(jù)與傳輸速率對應(yīng)并包含在所述輸入光中的疊加信號，檢測輸入光的傳輸速率；數(shù)據(jù)處理裝置，用于按照所述速率檢測裝置檢測的傳輸速率，對所述輸入光進(jìn)行數(shù)據(jù)判決處理；輸出光發(fā)生裝置，用于產(chǎn)生波長與所述輸入光不同的、且按照代表所述數(shù)據(jù)處理裝置處理結(jié)果的數(shù)據(jù)信號調(diào)制的輸出光；和疊加信號發(fā)生裝置，用于產(chǎn)生與所述速率檢測裝置檢測的傳輸速率對應(yīng)的疊加信號，把所述疊加信號疊加在所述輸出光之上。
全文摘要
在本發(fā)明的光通信系統(tǒng)中,從光發(fā)送器發(fā)送至光接收器的光信號,疊加有與該光信號傳輸速率對應(yīng)的疊加信號。在已接收該傳輸光的光接收器上,根據(jù)包含在接收光中的疊加信號,檢測該傳輸速率,并且轉(zhuǎn)換諸如抽取時鐘信號的鎖相環(huán)電路的運(yùn)行設(shè)置,據(jù)此對接收的光信號執(zhí)行數(shù)據(jù)判決處理。因此,即使在光發(fā)送器和光接收器之間以不同傳輸速率傳送的光信號,也可以用單一的光接收器以不同傳輸速率來處理光信號。
文檔編號H04B10/08GK1367961SQ9981686
公開日2002年9月4日 申請日期1999年8月20日 優(yōu)先權(quán)日1999年8月20日
發(fā)明者營田章彥, 清永哲也 申請人:富士通株式會社