专利名称：光通信系统、光接收器、和波长变换器的制作方法
技术领域：
本发明涉及能以不同传输速率处理光信号的光通信系统、光接收器、和波长变换器。
背景技术：
在近来的干线光通信系统中，例如在针对长传输距离和增加传输容量的系统中，为适应高传输速率，已经发展了各种光调制器和电子电路。但是，如果传输速率达到10Gb/s或更高的范围，则在实现更高速率工作的电子电路等等方面，变得极其困难。因此，已经积极研究和发展针对增加容量的系统，如通过波分复用技术增加系统的容量。在这种情况下，需要把大量诸如光发送器和光接收器等部件，装在光通信设备上，并且已经建议，该类系统要通过单根光纤以不同传输速率发送光信号。
下面简要地说明常规的光接收器。
在通常的光接收器中，经由光传输路径发送的光信号，用光接收单元进行光电变换，变换为电的数据信号。如此变换了的数据信号，被分为两个分支信号，一个分支信号被均衡和放大，送进判决电路；同时，另一分支数据信号被送至时钟抽取部分，以获得判决定时。时钟抽取部分通常包括EXOR电路或微分电路与全波整流电路的组合；和诸如SAW滤波器或介质滤波器等滤波器，以便把抽取的时钟信号送至上述判决电路。然后，在判决电路上，按照抽取的时钟信号，对该一个分支数据信号进行判决。
常常使用锁相环(PLL)作为上述时钟抽取部分。此时，按上述方式分出的一个分支数据信号，输入判决电路，而另一分支数据信号则输入相位比较器，该相位比较器把该另一分支数据信号的相位，与构成PLL电路的压控振荡器(VCO)输出的相位，进行比较。然后，由于相位比较器的输出被用作VCO的控制信号而形成的环路构造，使VCO与该另一分支数据信号同步，所以，VCO的输出可以作为时钟信号的输出。
但是，上述常规光接收器有缺点，因为受诸如滤波器带宽和时钟抽取部分使用的VCO控制范围的约束，能被抽取的时钟信号的频率是固定的，该光接收器只能以单一的传输速率接收光信号。此外，还由于在数据判决端进行均衡和放大的带宽，导致对可接收光信号传输速率的约束。因此，在上述通过单根光纤以不同传输速率传输光信号的情形下，要求对每一传输速率提供一专用的光接收器，从而使光通信系统的构造变得复杂。
本发明是有鉴于上述情形而作出的，因此，本发明的一个目的，是提供能以不同传输速率接收并处理光信号的一种光通信系统和具有简化构造的光接收器。本发明还有一个目的，是通过把本发明的光接收器与光发送器相互组合，提供能适应多个传输速率的波长变换器。
应当指出，本申请人已经在较早专利申请中(参见Japanese PatentApplication No.10-69694)，提出在单一装置内以不同传输速率接收并处理光信号的一种光接收器。但是，本发明与该较早专利申请的发明的差别，在于被接收光信号传输速率的检测系统。
发明内容
为此，本发明提供的光通信系统包括以不同传输速率发送光信号的光发送器，和从该光发送器接收传输光进而执行数据判决处理的光接收器，其中，该光发送器包括叠加信号发生装置，用于产生与传输光的传输速率对应的叠加信号，把该叠加信号叠加在传输光之上，而该光接收器包括速率检测装置，用于根据包含在接收的光中的叠加信号，检测传输速率，该光接收器还包括数据处理装置，用于按照速率检测装置检测的传输速率，对接收的光执行数据判决处理。
在有该种构造的光通信系统中，从光发送器输出的传输光，包含与其传输速率对应的叠加信号，而该传输速率是在已接收传输光的光接收器上，根据包含在接收光中的叠加信号检测的，所以，数据判决处理是与接收光的传输速率对应地执行的。因此，即使在光发送器和光接收器之间以不同传输速率传送的光信号，也可能用单一的光接收器，以不同传输速率来接收并处理该光信号，从而能提供一种简化构造的光通信系统。
本发明还提供一种光接收器，该光接收器以不同传输速率接收光信号，对之进行数据判决处理，其中，该光接收器包括速率检测装置，该检测装置根据与传输速率对应且包含在接收光中的叠加信号，检测接收光的传输速率，还包括数据处理装置，该处理装置按照速率检测装置检测的传输速率，对接收光执行数据判决处理。
在有该种构造的光接收器中，根据包含在接收的光中的叠加信号，检测接收光的传输速率，以便执行与接收光传输速率对应的数据判决处理。因此，有可能用单一的光接收器以不同传输速率来处理光信号。
在上述光接收器中，数据处理装置可以包括光电变换部分，把接收的光变换为电信号；均衡部分，线性地放大光电变换部分的输出信号；时钟抽取部分，利用锁相环电路的运行设置被转换为与速率检测装置检测的传输速率对应，根据光电变换部分的输出信号，抽取时钟信号；以及判决处理部分，利用时钟抽取部分抽取的时钟信号，对均衡部分输出的信号，进行数据判决处理。
按照该种构造，时钟抽取部分锁相环电路的运行设置，被转换为适应速率检测装置检测的传输速率的设置，所以，即使接收的光的传输速率改变了，也能够可靠地抽取时钟信号，从而利用该抽取的时钟信号执行数据判决处理，准确地以不同传输速率接收并处理光信号。
作为时钟抽取部分的一种具体构造，时钟抽取部分的锁相环电路可以包括分别与多个传输速率对应的多个受控型振荡器，且该多个受控型振荡器的任一个，都可以按照速率检测装置检测的传输速率驱动。另外，时钟抽取部分的锁相环可以包括单个受控型振荡器和一个频率变换器，该受控型振荡器输出振荡信号的频率，被该频率变换器变换，且该频率变换器的变换比，可以按速率检测装置检测的传输速率而设定。
此外，对该数据处理装置的均衡部分，可以有一可变的均衡频带，该频带受速率检测装置检测的传输速率所控制。
按照该种构造，时钟抽取部分的运行设置和均衡部分的均衡频带，都受接收光相应的传输速率的最佳控制，从而能准确地以不同传输速率接收并处理光信号。
本发明还提供一种波长变换器，该波长变换器把输入的光信号变换为频率与输入光信号频率不同的光信号，其中，该波长变换器包括速率检测装置，该检测装置根据与传输速率对应且包含在输入光中的叠加信号，检测输入光的传输速率；数据处理装置，该处理装置按照速率检测装置检测的传输速率，执行输入光的数据判决处理；输出光发生装置，该发生装置产生波长与输入光波长不同的输出光，且按照代表数据处理装置处理结果的数据信号，对产生的输出光进行调制；最后是叠加信号发生装置，该发生装置产生与速率检测装置检测的传输速率对应的叠加信号，把该叠加信号叠加在输出光上。
具有该种构造的波长变换器，可以看作由光发送器与该光通信系统使用的光接收器输出级的组合所提供，因而，即使对以不同传输速率输入的光，也能实现波长变换。
图1是方框图，图上按照本发明光通信系统的第一实施例，画出其基本构造；图2是方框图，画出第一实施例中外调制系统的光发送器的示范性构造；图3是方框图，画出第一实施例中直接调制系统的光发送器的示范性构造；图4是方框图，画出第一实施例中速率检测部分和时钟抽取部分的示范性构造；图5是一电路图，画出第一实施例中叠加信号检测电路一种优选的示范性构造；图6是方框图，图上按照本发明的光通信系统的第二实施例，画出其中使用的速率检测部分和时钟抽取部分的示范性构造；图7是方框图，图上按照本发明的光通信系统的第三实施例，画出其中使用的光接收器的基本构造；和图8是方框图，图上按照本发明的波长变换器的实施例，画出其构造。
实现本发明的最佳方式下面参照附图，说明本发明的各个实施例。
图1是方框图，图上按照本发明光通信系统的第一实施例，画出其基本构造。
图1中，本光通信系统的构造包括光发送器1和光接收器2，光发送器1能以不同传输速率发送光信号，光接收器2用于接收并处理光发送器1经光传输路径L发送的光信号。虽然图1画出的构造中，光发送器1和光接收器2是通过单一光传输路径L连接的，但也可以采用如下构造，其中，在光发送器1与光接收器2之间放置诸如实施光放大的中继器。
光发送器1包括电光变换部分10和作为叠加信号发生装置的叠加信号发生部分11。电光变换部分10产生受外部提供的数据信号调制的光信号，并与叠加信号发生部分11输出的信号叠加，把该光信号发送至光传输路径L。这里假定，上述数据信号是电信号，代表按要求的传输速率发送至光接收器2的发送信息，且其传输速率已被适当改变。叠加信号发生部分11，产生与数据信号各个被改变的传输速率一一对应的叠加信号。载运叠加信号的光信号，从光发送器1发送至光接收器2，使速率信息随发送信息一起发送至光接收器2。
图2是方框图，画出该光发送器1示范性的具体构造。
图2的示范性构造表明外调制系统的情形，并具体包括半导体激光器(LD)10A、光调制器10B、驱动电路10C、和振荡器11A。LD 10A是通常的光发射单元，用于产生连续振荡的激光束。光调制器10B按照驱动电路10C和振荡器11A输出的信号，从外部调制LD 10A发射的激光束。例如，具有能被电光效应或声光效应改变物理特性如折射率的光学装置，可以用作光调制器10B。驱动电路10C产生按数据信号改变的调制信号，把该调制信号发送至光调制器10B。振荡器11A按照与输入驱动电路10C的数据信号传输速率对应的频率振荡，产生叠加信号，并把该叠加信号叠加在驱动电路10C输出的调制信号上。这里，关于数据信号的传输速率信息，是从外部送至振荡器11A的。但是，该构造也可以采用具有根据数据信号本身来检测数据信号传输速率功能的光发送器1，以便在光发送器1内确定传输速率。
应当指出，众所周知，在现有的使用铌酸锂(LiNbO3)作为外部调制器的光发送器中，进行环路控制时，为了抑制工作点漂移而产生的起伏，叠加信号叠加在驱动LN调制器的调制信号上，并且用光接收器接收LN调制器的输出光，从而稳定LN调制器的工作点。在利用该种现有光调制器的情形下，其优点是，对与每一传输速率对应的叠加信号，通过简单地并附加地提供改变该叠加信号频率的一种功能，就能立刻实现本发明的光发送器1。
图3是方框图，画出光发送器1的另一个示范性的具体构造。
图3的示范性构造表明直接调制系统的情形，并具体包括LD 10D、LD驱动电路10E、和振荡器11B。LD 10D是通常的光发射单元，由LD驱动电路10E的驱动电流产生激光束。向LD 10D提供驱动电流时，LD驱动电路10E产生驱动电流的电流值，按照数据信号和振荡器11B的叠加信号而改变。振荡器11B以对应于数据信号传输速率的频率振荡，产生叠加信号，并把该叠加信号送至LD驱动电路10E。还是在该情形下，传输速率信息也从外部送至振荡器11B。但是，该构造也可以采用具有检测数据信号传输速率功能的光发送器1。
对上述外部调制系统或直接调制系统，现在将举例说明特定的设置。就是说，作为数据信号的传输速率，遵照例如SDH(同步数字系列)，能够设定的比特率包括9.95328Gbit/s(下面记以10Gbit/s)、2.48832Gbit/s(下面记以2.5Gbit/s)、622.08Mbit/s(下面记以622Mbit/s)、和155.52Mbit/s(下面记以156Mbit/s)。此外，对应于上述传输速率的叠加信号的频率，可以设定为例如，对10Gbit/s的传输速率是1KHz，对2.5Gbit/s是4KHz，和对622Mbit/s是7KHz。要求该频率与叠加信号的调制度，都在不影响数据信号的范围内。具体说，对于上述的比特率，叠加信号的频率最好设定在约数KHz，而调制度最好设定在约1％到2％。但是，本发明不受上述设定例子的限制。
如图1所示，光接收器2包括光电变换部分20、均衡部分21、判决处理部分22、作为速率检测装置的速率检测部分23、和时钟抽取部分24。光电变换部分20从光发送器1接收通过光传输路径L传播的光信号，产生与光信号功率对应的电信号。具体说，例如，光电变换部分20包括诸如PIN光电二极管或雪崩二极管的光接收单元，以及把光接收单元产生的电流变换为电压信号的变换电路。此外，如果根据接收的光信号产生的电信号，达不到足以供后一级处理的电平，那么，可以适当地设置诸如前置放大器等。均衡部分21是通常的电放大器，把光电变换部分20的输出信号线性地放大，而且具有与接收的光信号每一传输速率对应的足够宽的频带。判决处理部分22利用时钟抽取部分24的时钟信号，对接收的从均衡部分21输出的信号进行数据判决处理。判决结果作为数据信号，从光接收器2输出至诸如外部。
速率检测部分23利用光电变换部分20的输出信号，根据包含在该输出信号中的叠加信号，检测接收的光信号的传输速率，并输出与检测结果对应的信号至时钟抽取部分24。时钟抽取部分24利用光电变换部分20的输出信号，按照速率检测部分23的输出信号，抽取与接收的光信号对应的时钟信号，把该时钟信号输出至判决处理部分22和光接收器2的外部等等。
至此，本文后面将具体说明速率检测部分23和时钟抽取部分24。图4是方框图，画出速率检测部分23和时钟抽取部分24的示范性构造。
如图4上半部所示，速率检测部分23包括叠加信号检测电路23A和转换开关23B。叠加信号检测电路23A抽取包含在光电变换部分20输出信号中的叠加信号，根据叠加信号的频率，把与接收的光信号传输速率对应的信号，输出至转换开关23B。根据叠加信号检测电路23A的信号，转换开关23B产生控制信号，以转换时钟抽取部分24的运行设置。
图5是一电路图，画出实现上述叠加信号检测电路23A功能的一种优选示范性构造。这里画出的电路结构假定，作为接收光的传输速率，有三种传输速率Va、Vb、Vc。
图5中的叠加信号检测电路23A设有分别与传输速率Va、Vb、Vc对应的带通滤波器(BPF)30a、30b、30c，放大器31a、31b、31c，和比较器32a、32b、32c。光电变换部分20的输出信号，输入各BPF 30a、30b、30c，并且各BPF通带的中心频率设定为基本上与各传输速率Va、Vb、Vc对应的叠加信号频率一致。放大器31a、31b、31c以恒定比率，分别放大连接在放大器31a、31b、31c输入端的BPF 30a、30b、30c的输出信号，把放大了的信号分别输出至与放大器31a、31b、31c输出端连接的比较器32a、32b、32c的一个输入端。比较器32a、32b、32c另有一个接受预设参考电压Vref的输入端，以便把放大器31a、31b、31c相关的一个的输出信号电压电平，与参考电压Vref比较。举例说，当相关的一个放大器的输出信号电平等于或高于参考电压Vref时，该放大器产生高电平的输出，当低于参考电压Vref时，则产生低电平输出。应当指出，参考电压Vref可以大致设定为相关的一个放大器31a、31b、31c存在光信号时的输出电压电平，即对应于该光信号的传输速率的电压电平，与该相关的一个放大器没有接收光信号时的输出电压电平(即噪声电平)之间的中值。比较器32a、32b、32c的输出信号，被分别送至转换开关23B。
如图4下半部所示，时钟抽取部分24包括被称为锁相环(PLL)的电路结构，具体说，由一相位比较电路24A和一VCO电路24B构成。相位比较电路24A有一输入端供光电变换部分20输出的信号输入，而另一输入端供VCO电路24B输出的信号输入，相位比较电路24A把与相应输入间的相位差成正比的误差信号输出，送至VCO电路24B。应当指出，相位比较电路24A可以设有图上没有画出的环路滤波器，用于从误差信号中抽取需要的信号分量。VCO电路24B包括，例如分别与传输速率Va、Vb、Vc对应的三个压控振荡器(VCO)。把来自相位比较电路24A的误差信号和来自速率检测部分23的控制信号，输入每一VCO。每一VCO是通常的压控振荡器，该种振荡器在开始工作时，以固有振荡频率产生振荡输出，而当输入相位比较电路24A的误差信号时，能对该误差信号作出响应，改变振荡输出的频率。按照速率检测部分23的控制信号，有选择地驱动该三个与接收光信号对应的VCO的任一个。此外，在该被选择的VCO中产生的振荡输出，作为时钟信号，输出至判决处理部分22和光接收器2的外部等等。
应当指出，如果叠加信号检测电路23A的每一比较器32a、32b、32c，能分别产生与每一VCO的电源电压和GND电平两种输出电压，那么，可以直接把比较器32a、32b、32c的输出分别加于相应的VCO上，无需用转换开关23B通过VCO的ON和OFF转换，来选择需要的一个VCO。
下面将说明具有上述构造的光通信系统的工作原理。
在本光通信系统中，当数据信号和关于该数据信号的传输速率信息，输入光发送器1时，光发送器1输出按数据信号调制并包含叠加信号分量的光信号，送至光传输路径L，该叠加信号分量具有与输入数据信号的传输速率对应的频率。该光信号通过光传输路径L的传播，发送至光接收器2。
在光接收器2中，通过传输路径L传播的光信号，输入光电变换部分20。光电变换部分20把与接收的光功率对应的电信号，发送至均衡部分21、速率检测部分23、和时钟抽取部分24。在均衡部分21，来自光电变换部分20的电信号被均衡和放大至需要的电平，然后输出至判决处理部分22。
在速率检测部分23，来自光电变换部分20的信号被送至叠加信号检测电路23A，于是，在上述均衡/放大处理的同时，包含在该信号中的叠加信号分量，被BPF 30a、30b、30c的任一个抽取。例如，如果叠加信号分量被BPF 30a抽取，则该叠加信号便通过放大器31a输入比较器32a，使比较器32a的输出信号变为高电平。此时，在剩余的比较器32b、32c的每一个中，输入信号电平为每个相关放大器31b、31c的噪声电平量级，所以，比较器32b、32c的每一个的输出信号变为低电平。从比较器32a接收高电平输出信号的转换开关23B，根据比较器32a、32b、32c与各传输速率的对应关系，判断接收光的传输速率，并选择与该判断传输速率对应的VCO的控制信号，输出至时钟抽取部分24的VCO电路24B。
在时钟抽取部分24，按照转换开关23B的控制信号，有选择地驱动与接收光传输速率对应的VCO，并把被驱动的VCO的部分振荡输出，输入相位比较电路24A。为了产生误差信号，以指示VCO电路24B的时钟信号与光电变换部分20的输出信号之间的相位差，把光电变换部分20的输出信号输入相位比较电路24A。为了持续地控制所选择VCO的振荡频率，把该误差信号送至VCO电路24B，使该相位差减小。因此，所选择的VCO的振荡输出进入某一频率，以便产生与接收光传输速率同步的时钟信号，输出至判决处理部分22、和光接收器2的外部等等。
在判决处理部分22，利用时钟抽取部分24的时钟信号，对被接收的均衡部分21输出的信号，执行数据判决处理，并且把判决结果作为数据信号，从光接收器2输出至外部等等。
按照上述实施例的光通信系统，光发送器1把与数据信号传输速率对应的叠加信号，叠加在传输光之上。并且光接收器2还根据包含在接收光中的叠加信号，检测数据信号的传输速率，并把时钟抽取部分24的VCO转换为与检测结果对应的VCO，从而抽取时钟信号。因此，可以用单个光接收器以不同传输速率接收并处理光信号，从而能提供具有简化构造、能覆盖多种传输速率的一种光通信系统。同时还有一种结果，就是能减少光通信系统中使用的多种类型光接收器。
下面将说明按照本发明的光通信系统的第二实施例。
这里，对第一实施例使用的光接收器2中时钟抽取部分，考虑一个变化的实例。应当指出，第二实施例使用与第一实施例(见图1至3)整个光通信系统相同的基本构造，并且光发送器的构造和工作原理也相同。
图6是方框图，图上按照第二实施例，画出其中使用的速率检测部分和时钟抽取部分的示范性构造。与第一实施例构造相同的那些部分，用相同的数字标记，且相同的规则对下面也适用。
代替图4的时钟抽取部分24，图6所示用于本实施例的光接收器2，设有时钟抽取部分24′，时钟抽取部分24′包括相位比较电路24A、压控振荡器(VCO)24C、和频率变换器24D。除时钟抽取部分24′以外的光接收器2的构造，与第一实施例(见图1和图5)相同。
相位比较电路24A与在时钟抽取部分24中已经使用的相同。该单个VCO 24C是通常的压控振荡器，其输入是来自相位比较电路24A的误差信号，且在开始工作时，以固有振荡频率产生振荡输出，然后，振荡输出的频率按照输入的误差信号而改变。频率变换器24D是一种熟知的把VCO 24C输出的振荡信号频率倍频或分频的频率变换器，其输出是变换后的信号。频率变换器24D的变换比(倍频比或分频比)，能对速率检测部分23发送的控制信号作出响应，是可控的。频率变换器24D的输出信号，输入相位比较电路24A，并同时作为时钟信号送至判决处理电路22等等。
在具有前述构造的时钟抽取部分24′的光接收器2中，如在第一实施例中那样，当经过光传输路径L传播的光信号，输入光电变换部分20时，与接收的光功率对应的电信号被发送至均衡部分21、速率检测部分23、和时钟抽取部分24′。此外，与在均衡部分21进行均衡/放大处理的同时，根据速率检测部分23的叠加信号，执行传输速率的检测处理。还有，在速率检测部分23，转换开关23B按照检测的传输速率，产生调节时钟抽取部分24′频率变换器24D变换比的控制信号，并把该控制信号送至频率变换器24D。
在时钟抽取部分24′，按照速率检测部分23的控制信号，把频率变换器24D的变换比设定为某个与接收光传输速率对应的值，并且把光电变换部分20的输出信号，输入相位比较电路24A。因此，形成与接收光的传输速率对应的PLL电路，使作为时钟信号的频率变换器24D的输出信号，被送至判决处理部分22等等，以便对接收的信号执行数据判决处理。
如上所述，按照第二实施例，可以用单一光接收器以不同传输速率接收并处理光信号，甚至通过把时钟抽取部分各VCO合而为一来提供频率变换器24D，于是，频率变换器24D的变换比能按接收光的传输速率调节，以抽取时钟信号，由此得到与第一实施例相同的效果。
下面将说明按照本发明的光通信系统的第三实施例。
图7是方框图，图上按照第三实施例，画出其中使用的光接收器的基本构造。应当指出，光发送器的基本构造与图1所示第一实施例相同。
在图7中，用在本光通信系统中的光接收器2的构造，是使均衡部分21的均衡频带，能按照速率检测部分23对接收光检测的传输速率，实现可变的控制，更具体说，令均衡部分21包括放大器21A和可变频带滤波器21B，使可变频带滤波器21B的通带(截止特性)，能响应速率检测部分23的控制信号而受控制。
放大器21A把光电变换部分20的输出信号，线性地放大至需要的电平，把放大了的信号输出。作为可变频带滤波器电路21B，可以使用由电阻器、电容器等等构成的滤波器电路，与诸如电容值可按施加电压改变的变容二极管结合，把变容二极管与电容器并联，从而通过控制施加的电压，使通带可变。虽然这里在构造上使用了变容二极管，但是，举例说，也可以把多个彼此有不同通带的无源滤波器排列起来，并按传输速率选择一个无源滤波器。
如同在第一实施例那样，具有上述构造的光接收器2是受控的，当根据速率检测部分23的叠加信号，检测接收的光的传输速率时，时钟抽取部分的运行设置按照检测的传输速率而转换，并且还调节可变频带滤波器21B的频带，使均衡的频带变得适于接收和处理输入的信号。具体说，最好控制可变频带滤波器21B的频带，使均衡部分21所均衡的频带变为接收光传输速率的60％到70％。这样，被接收的信号已经被均衡和放大成为颇优化的频带，再发送至判决处理部分22，然后，该判决处理部分22利用时钟抽取部分24抽取的与传输速率对应的时钟信号，执行数据判决处理，把判决结果作为数据信号输出。
按照第三实施例，均衡部分21的均衡频带，也按速率检测部分23检测的接收光的传输速率控制。因此，可以准确地以不同传输速率分别接收和处理光信号。
在第三实施例中，已经说明的情形是第一实施例中进行的均衡部分21的频带控制。但是，该控制也可以按相同方式运用在第二实施例上。
下面将说明按照本发明的波长变换器的实施例。
图8是方框图，画出本发明的波长变换器的构造。
图8中，本波长变换器的构造，举例说，是把外调制类型(见图2)的光发送器1，安排在前述第一实施例使用的光接收器2(见图1)的输出级内。具体说，把判决处理部分22判决的数据信号，发送至驱动电路10C。驱动电路10C产生按数据信号调制的驱动信号，与此同时，由速率检测部分23输出的控制信号，被送至振荡器11A，用于产生频率与该传输速率对应的叠加信号，作为对控制信号的响应。注意，与输入该波长变换器的光信号波长λ1不同，LD 10A光输出的波长设为λ2(≠λ1)，在该波长变换器中完成从波长λ1到λ2的波长变换。
在上述波长变换器中，速率检测部分23与速率检测装置对应，光电变换部分20、均衡部分21、判决处理部分22、和时钟抽取部分24与数据处理装置对应，LD 10A、光调制器10B、和驱动电路10C与输出光发生装置对应，而振荡器11A与叠加信号发生装置对应。
在具有上述构造的波长变换器中，当把叠加在与传输速率对应的叠加信号上、波长为λ1的光信号，输入光电变换部分20时，与输入光功率对应的电信号被发送至均衡部分21、速率检测部分23、和时钟抽取部分24。然后，在均衡部分21进行均衡/放大处理的同时，根据速率检测部分23的叠加信号，执行传输速率的检测处理，把与检测的传输速率对应的控制信号发送至时钟抽取部分24和振荡器11A。在时钟抽取部分24，按照速率检测部分23的控制信号，选择与输入光传输速率对应的VCO，把抽取的时钟信号发送至判决处理部分22。在判决处理部分22，利用时钟抽取部分24的时钟信号，进行输入信号的判决处理，然后把判决结果作为数据信号，发送至驱动电路10C。在驱动电路10C，产生按判决处理部分22的数据信号调制的驱动信号，把该信号输出至光调制器10B。该驱动信号与振荡器11A输出的叠加信号叠加，且根据速率检测部分23的控制信号，把振荡器11A的振荡频率控制在与输入光传输速率对应的值。光调制器10B是按与某一叠加信号叠加的驱动信号驱动的，使LD 10A发射的波长λ2的连续光由外部调制，然后，作为波长变换后的光输出，输出至本波长变换器的外部。
按照本实施例，能够提供具有简化构造、能覆盖有不同传输速率的输入光的波长变换器。因此，可以实现与输入光传输速率无关的波长变换器。特别是，该种波长变换器对采用诸如光ADM(分插复用器)系统的光通信系统，是很有用的。
在上述实施例中，说明了使用外部调制类型光发送器的情形。当然可以如图3所示，使用直接调制类型光发送器。此外，可以使用第二实施例中的时钟抽取部分24′，还可以与第三实施例类似，采用按速率检测部分23的检测结果，控制均衡部分21的均衡频带那样的构造。
工业上的可应用性本发明有更大的工业上可应用性，在各种光通信系统中，特别是那些采用诸如波分复用传输系统和/或光ADM系统的光通信系统，能把光信号以不同传输速率发送至该系统使用的光接收器和波长变换器。
权利要求
1.一种光通信系统，包括能以不同传输速率发送光信号的光发送器，和能从所述光发送器接收传输的光的光接收器，以便进行数据判决处理，其中，所述光发送器包括叠加信号发生装置，用于产生与传输光的传输速率对应的叠加信号，并把所述叠加信号叠加在所述传输光上，和所述光接收器包括速率检测装置，用于根据包含在接收光中的所述叠加信号，检测传输速率，以及数据处理装置，用于按照所述速率检测部分检测的传输速率，对所述接收光进行数据判决处理。
2.按照权利要求1的光通信系统，其中所述数据处理装置包括光电变换部分，用于从所述光发送器接收传输的光，把接收的光变换为电信号；均衡部分，用于线性放大所述光电变换部分的输出信号；时钟抽取部分，利用锁相环电路的运行设置被转换为与速率检测装置检测的传输速率对应，根据所述光电变换部分的输出信号，抽取时钟信号；和判决处理部分，利用所述时钟抽取部分抽取的时钟信号，对所述均衡部分的输出信号，执行数据判决处理。
3.按照权利要求2的光通信系统，其中所述时钟抽取部分的锁相环电路，包括分别与多个传输速率对应的多个受控型振荡器，且所述多个受控型振荡器的任一个，都按所述速率检测部分检测的传输速率来驱动。
4.按照权利要求2的光通信系统，其中所述时钟抽取部分的所述锁相环，包括单个受控型振荡器和频率变换器，所述受控型振荡器输出的振荡信号频率被该频率变换器变换，且所述频率变换器的变换比，是按所述速率检测装置检测的传输速率而设定的。
5.按照权利要求2的光通信系统，其中所述均衡部分有可变的均衡频带，该可变的均衡频带是按所述速率检测部分检测的传输速率而控制的。
6.一种光接收器，能以不同传输速率接收光信号，以执行数据判决处理，其中所述光接收器包括速率检测装置，用于根据与传输速率对应并包含在所述接收光中的叠加信号，检测接收的光的传输速率；和数据处理装置，用于按照所述速率检测装置检测的传输速率，对所述接收光进行数据判决处理。
7.按照权利要求6的光接收器，其中所述数据处理装置包括光电变换部分，用于从所述光发送器接收传输的光，把接收的光变换为电信号；均衡部分，用于线性放大所述光电变换部分的输出信号；时钟抽取部分，利用锁相环电路的运行设置被转换为与速率检测装置检测的传输速率对应，根据所述光电变换部分的输出信号，抽取时钟信号；和判决处理部分，利用所述时钟抽取部分抽取的时钟信号，对所述均衡部分的输出信号，执行数据判决处理。
8.按照权利要求7的光接收器，其中所述时钟抽取部分的锁相环电路，包括分别与多个传输速率对应的多个受控型振荡器，且所述多个受控型振荡器的任一个，都按所述速率检测部分检测的传输速率来驱动。
9.按照权利要求7的光接收器，其中所述时钟抽取部分的所述锁相环，包括单个受控型振荡器和频率变换器，所述受控型振荡器输出的振荡信号频率被该频率变换器变换，且所述频率变换器的变换比，是按所述速率检测装置检测的传输速率而设定的。
10.按照权利要求7的光接收器，其中所述均衡部分有可变的均衡频带，该可变的均衡频带是按所述速率检测部分检测的传输速率而控制的。
11.一种波长变换器，能把输入的光信号变换为频率不同于输入光信号频率的光信号，其中所述波长变换器包括速率检测装置，用于根据与传输速率对应并包含在所述输入光中的叠加信号，检测输入光的传输速率；数据处理装置，用于按照所述速率检测装置检测的传输速率，对所述输入光进行数据判决处理；输出光发生装置，用于产生波长与所述输入光不同的、且按照代表所述数据处理装置处理结果的数据信号调制的输出光；和叠加信号发生装置，用于产生与所述速率检测装置检测的传输速率对应的叠加信号，把所述叠加信号叠加在所述输出光之上。
全文摘要
在本发明的光通信系统中,从光发送器发送至光接收器的光信号,叠加有与该光信号传输速率对应的叠加信号。在已接收该传输光的光接收器上,根据包含在接收光中的叠加信号,检测该传输速率,并且转换诸如抽取时钟信号的锁相环电路的运行设置,据此对接收的光信号执行数据判决处理。因此,即使在光发送器和光接收器之间以不同传输速率传送的光信号,也可以用单一的光接收器以不同传输速率来处理光信号。
文档编号H04B10/08GK1367961SQ9981686
公开日2002年9月4日 申请日期1999年8月20日 优先权日1999年8月20日
发明者营田章彦, 清永哲也 申请人:富士通株式会社