JP2856435B2 - 光ファイバアクティブ伝送路の安定化方法 - Google Patents
光ファイバアクティブ伝送路の安定化方法Info
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- JP2856435B2 JP2856435B2 JP1149148A JP14914889A JP2856435B2 JP 2856435 B2 JP2856435 B2 JP 2856435B2 JP 1149148 A JP1149148 A JP 1149148A JP 14914889 A JP14914889 A JP 14914889A JP 2856435 B2 JP2856435 B2 JP 2856435B2
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、ラマン増幅（光増幅）を用いて、光ファイ
バの損失を補償した光ファイバアクティブ伝送路におい
て、その長手方向の損失分布を観測し、その損失分布の
観測結果を用いて伝送路の損失補償の安定化を図る光フ
ァイバアクティブ伝送路の安定化方法に関する。
バの損失を補償した光ファイバアクティブ伝送路におい
て、その長手方向の損失分布を観測し、その損失分布の
観測結果を用いて伝送路の損失補償の安定化を図る光フ
ァイバアクティブ伝送路の安定化方法に関する。
光ファイバで生じる非線型波動（非線型孤立波）であ
る光ソリトンの伝播を通信に利用した超高速光通信方式
が提案されている（L.F.Mollenauer,et al.,“Soliton
propagation in long fibers with periodically compe
nsated loss"IEEE J.Quantum Electron.,QE−22,pp.157
−173（1986））。
る光ソリトンの伝播を通信に利用した超高速光通信方式
が提案されている（L.F.Mollenauer,et al.,“Soliton
propagation in long fibers with periodically compe
nsated loss"IEEE J.Quantum Electron.,QE−22,pp.157
−173（1986））。
この光ソリトンを用いた通信システムでは、光ファイ
バの損失による光ソリトンの崩壊を防ぐために、ラマン
増幅（光増幅）を用いてその損失を補償する光ファイバ
アクティブ伝送路が不可欠になっている。
バの損失による光ソリトンの崩壊を防ぐために、ラマン
増幅（光増幅）を用いてその損失を補償する光ファイバ
アクティブ伝送路が不可欠になっている。
第４図は、光ファイバアクティブ伝送路の概略構成を
説明する図である。
説明する図である。
図において、光ファイバアクティブ伝送路41には、所
定の伝送路区間長Ｌごとに設置される前方および後方ラ
マン増幅用ポンピング光の光源（以下、「ボンピング光
線」という。）42f、42b、43f、43bから出射されるポン
ピング光が入射される。
定の伝送路区間長Ｌごとに設置される前方および後方ラ
マン増幅用ポンピング光の光源（以下、「ボンピング光
線」という。）42f、42b、43f、43bから出射されるポン
ピング光が入射される。
信号光（光ソリトンパルス）45は、このポンピング光
によりラマン増幅され、光ファイバアクティブ伝送路41
の各部においてその損失補償が可能になっている。
によりラマン増幅され、光ファイバアクティブ伝送路41
の各部においてその損失補償が可能になっている。
ところが、実際の光ファイバアクティブ伝送路では、
伝送路を形成している光ファイバの損失特性の経年変
化、あるいはポンピング光源の温度変化その他の原因に
より、ラマン増幅度が変化して光ファイバアクティブ伝
送路の損失補償が不安定になることがあった。したがっ
て、光ソリトンを用いた超高速光通信システムの実現に
困難が予想されていた。
伝送路を形成している光ファイバの損失特性の経年変
化、あるいはポンピング光源の温度変化その他の原因に
より、ラマン増幅度が変化して光ファイバアクティブ伝
送路の損失補償が不安定になることがあった。したがっ
て、光ソリトンを用いた超高速光通信システムの実現に
困難が予想されていた。
本発明は、光ファイバアクティブ伝送路の損失分布を
観測し、光ファイバアクティブ伝送路の損失補償を安定
化させることができる光ファイバアクティブ伝送路の安
定化方法を提供することを目的とする。
観測し、光ファイバアクティブ伝送路の損失補償を安定
化させることができる光ファイバアクティブ伝送路の安
定化方法を提供することを目的とする。
本発明の光ファイバアクティブ伝送路の安定化方法
は、ラマン増幅を用いて、光ファイバの損失を補償する
光ファイバアクティブ伝送において、ラマン増幅の帯域
内にあり、信号光の中心波長と異なる中心波長を有する
試験光を前記光ファイバアクティブ伝送路に入射させ、
その後方散乱光を取り込んで光ファイバアクティブ伝送
路の長手方向の損失分布を観測し、観測によって得られ
た損失分布と、理論計算により得られた損失分布とか
ら、ラマン増幅用のポンピング光強度、信号光およびポ
ンピング光の各伝送路損失の各推定値を求め、この各推
定値に応じてポンピング光強度の制御量を決定し、光フ
ァイバアクティブ伝送路の損失分布を所定の範囲に制御
する。
は、ラマン増幅を用いて、光ファイバの損失を補償する
光ファイバアクティブ伝送において、ラマン増幅の帯域
内にあり、信号光の中心波長と異なる中心波長を有する
試験光を前記光ファイバアクティブ伝送路に入射させ、
その後方散乱光を取り込んで光ファイバアクティブ伝送
路の長手方向の損失分布を観測し、観測によって得られ
た損失分布と、理論計算により得られた損失分布とか
ら、ラマン増幅用のポンピング光強度、信号光およびポ
ンピング光の各伝送路損失の各推定値を求め、この各推
定値に応じてポンピング光強度の制御量を決定し、光フ
ァイバアクティブ伝送路の損失分布を所定の範囲に制御
する。
第１図は、本発明の光ファイバアクティブ伝送路の安
定化方法の原理を示す図である。
定化方法の原理を示す図である。
信号光（光ソリトンパルス）が伝送される光ファイバ
アクティブ伝送路11には、ポンピング光源13f、13bから
光合波器151、152を介してポンピング光が入射され、ラ
マン増幅により光ファイバの損失が補償される。
アクティブ伝送路11には、ポンピング光源13f、13bから
光合波器151、152を介してポンピング光が入射され、ラ
マン増幅により光ファイバの損失が補償される。
パルス試験器17は、ラマン増幅の帯域内にあり、信号
光の中心波長と異なる中心波長を有する試験光を光合分
波器19を介して光ファイバアクティブ伝送路11に入射さ
せ、その後方散乱光の強度について時間軸上で観測する
ことにより、光ファイバアクティブ伝送路11の長手方向
の損失分布を監視することができる。
光の中心波長と異なる中心波長を有する試験光を光合分
波器19を介して光ファイバアクティブ伝送路11に入射さ
せ、その後方散乱光の強度について時間軸上で観測する
ことにより、光ファイバアクティブ伝送路11の長手方向
の損失分布を監視することができる。
なお、第１図（ｂ）は、光ファイバアクティブ伝送路
11の損失が補償されているときに観測される長手（Ｚ）
方向の損失分布を示す。
11の損失が補償されているときに観測される長手（Ｚ）
方向の損失分布を示す。
また、観測された損失分布と、理論計算により得られ
た損失分布とから、最尤推定方によりラマン増幅用のポ
ンピング光強度、信号光およびポンピング光の各伝送路
損失の各推定値を求め、この各推定値に応じてポンピン
グ光源13f、13bのポンピング光強度を制御することによ
り、光ファイバアクティブ伝送路11の損失分布を所定の
範囲に安定化させることができる。
た損失分布とから、最尤推定方によりラマン増幅用のポ
ンピング光強度、信号光およびポンピング光の各伝送路
損失の各推定値を求め、この各推定値に応じてポンピン
グ光源13f、13bのポンピング光強度を制御することによ
り、光ファイバアクティブ伝送路11の損失分布を所定の
範囲に安定化させることができる。
以下、図面に基づいて本発明の実施例について詳細に
説明する。
説明する。
第２図は、本発明の一実施例の装置構成を示すブロッ
ク図である。
ク図である。
図において、信号光として光ソリトンパルスを送受信
する光ソリトンパルス送信器21および光ソリトンパルス
受信器22は、光ファイバアクティブ伝送路23を介して接
続される。ポンピング光源241〜244は、ラマン増幅用の
ポンピング光を光合波器251〜254を介して光ファイバア
クティブ伝送路23に出射する。アクチュエータ261〜264
は、各ポンピング光の強度を制御する。
する光ソリトンパルス送信器21および光ソリトンパルス
受信器22は、光ファイバアクティブ伝送路23を介して接
続される。ポンピング光源241〜244は、ラマン増幅用の
ポンピング光を光合波器251〜254を介して光ファイバア
クティブ伝送路23に出射する。アクチュエータ261〜264
は、各ポンピング光の強度を制御する。
パルス試験器27は、ポンピング光によるラマン増幅の
帯域内にあり、かつ光ソリトンパルスの中心波長と異な
る中心波長を有する試験光パルスを光合分波器28を介し
て光ファイバアクティブ伝送路23に出射し、かのその後
方散乱光を光合分波器28を介して取り込み、光ファイバ
アクティブ伝送路23の長手方向の損失分布を観測する。
マイクロコンピュータ29はその観測結果を入力し、所定
の演算処理により得られた制御量を各アクチュエータ26
1〜264に出力する。
帯域内にあり、かつ光ソリトンパルスの中心波長と異な
る中心波長を有する試験光パルスを光合分波器28を介し
て光ファイバアクティブ伝送路23に出射し、かのその後
方散乱光を光合分波器28を介して取り込み、光ファイバ
アクティブ伝送路23の長手方向の損失分布を観測する。
マイクロコンピュータ29はその観測結果を入力し、所定
の演算処理により得られた制御量を各アクチュエータ26
1〜264に出力する。
第３図は、パルス制御器の要部構成を示すブロック図
である。
である。
図において、パルス試験器はその要部構成として、試
験光パルスの光源31と、その後方散乱光を検出する光検
出器33と、試験光パルスを出射し、その後方散乱光を光
検出器33に入射させる光カップラ35と、試験光パルスお
よびその後方散乱光の入出力部に挿入される光学フィル
タ37とを有する。なお、光源31の駆動系、光検出器33の
信号処理系その他については省略する。
験光パルスの光源31と、その後方散乱光を検出する光検
出器33と、試験光パルスを出射し、その後方散乱光を光
検出器33に入射させる光カップラ35と、試験光パルスお
よびその後方散乱光の入出力部に挿入される光学フィル
タ37とを有する。なお、光源31の駆動系、光検出器33の
信号処理系その他については省略する。
光学フィルタ37は、試験光パルスおよびその後方散乱
光を通過させ、光ファイバアクティブ伝送路23で生じる
自然放出光および光ソリトンパルスの後方散乱光の通過
を阻止する狭帯域特性を有するフィルタである。
光を通過させ、光ファイバアクティブ伝送路23で生じる
自然放出光および光ソリトンパルスの後方散乱光の通過
を阻止する狭帯域特性を有するフィルタである。
なお、試験光パルスを出射する光源31に多モード発振
する半導体レーザを用いた場合には、試験光パルスのス
ペクトル幅が広くなるために、狭帯域特性を有する光学
フィルタ37でその一部が阻止され効率低下が避けられな
い。したがって、光源31には、単一モード（単一波長）
発振する分布帰還（DFB）型半導体レーザあるいは分布
ブラッグ反射（DBR）型半導体レーザを用いることが好
ましい。
する半導体レーザを用いた場合には、試験光パルスのス
ペクトル幅が広くなるために、狭帯域特性を有する光学
フィルタ37でその一部が阻止され効率低下が避けられな
い。したがって、光源31には、単一モード（単一波長）
発振する分布帰還（DFB）型半導体レーザあるいは分布
ブラッグ反射（DBR）型半導体レーザを用いることが好
ましい。
このような構成において、光ソリトンパルス送信器21
から出射された光ソリトンパルスは、光ファイバアクテ
ィブ伝送路23の損失分布の観測に用いられる試験光パル
スと合波され、光ソリトンパルスは、光ファイバアクテ
ィブ伝送路23を伝播して光ソリトンパルス受信器22に達
する。また、試験光パルスの後方散乱光がパルス試験器
27に取り込まれ、光検出器33で検出される後方散乱光の
強度変化を時間軸上で観測することにより、光ファイバ
アクティブ伝送路23の全長にわたって繰り返される正弦
波状の損失分布が観測される。
から出射された光ソリトンパルスは、光ファイバアクテ
ィブ伝送路23の損失分布の観測に用いられる試験光パル
スと合波され、光ソリトンパルスは、光ファイバアクテ
ィブ伝送路23を伝播して光ソリトンパルス受信器22に達
する。また、試験光パルスの後方散乱光がパルス試験器
27に取り込まれ、光検出器33で検出される後方散乱光の
強度変化を時間軸上で観測することにより、光ファイバ
アクティブ伝送路23の全長にわたって繰り返される正弦
波状の損失分布が観測される。
この全伝送路にわたって正弦波状に繰り返される損失
分布α（Ｚ）は、前方および後方ラマン増幅用のポンピ
ング光源間で決まる伝送路区間長をＬ、各ポンピング光
源のポンピング光強度をそれぞれPf、Pb、伝送路の有効
コア断面積をＡ、ラマン増幅係数をγとすると、 と表すことができる。ただし、αｐ、αｓはそれぞれポ
ンピング光および試験光の伝送路損失である。
分布α（Ｚ）は、前方および後方ラマン増幅用のポンピ
ング光源間で決まる伝送路区間長をＬ、各ポンピング光
源のポンピング光強度をそれぞれPf、Pb、伝送路の有効
コア断面積をＡ、ラマン増幅係数をγとすると、 と表すことができる。ただし、αｐ、αｓはそれぞれポ
ンピング光および試験光の伝送路損失である。
マイクロコンピュータ29では、観測された損失分布
と、（１）式を用いて計算により与えられる損失分布と
を用いて、ポンピング光強度Pf、Pb、試験光およびポン
ピング光の伝送路損失αｓ、αｐを推定する。以下、そ
の推定手順について説明する。
と、（１）式を用いて計算により与えられる損失分布と
を用いて、ポンピング光強度Pf、Pb、試験光およびポン
ピング光の伝送路損失αｓ、αｐを推定する。以下、そ
の推定手順について説明する。
あらかじめ設定した初期値Pf 0、Pb 0、αs 0、αp 0のま
わりに（１）式をテーラー展開し、Pf、Pb、αｓ、αｐ
に関して得られた線形方程式 αob（Ｚ）＝α０（Ｚ）＋ａ（Ｚ）Pf＋ｂ（Ｚ）Pb ＋ｃ（Ｚ）αｓ＋ｄ（Ｚ）αｐ …（２） において、少なくとも４個以上の観測点Ｚについて、
（２）式より得られたPf、Pb、αｓ、αｐに関する連立
方程式を最小自乗法を用いて解く。ただし、αob（Ｚ）
は観測された損失分布であり、α０（Ｚ）は（１）式に
初期値Pf 0、Pb 0、αs 0、αp 0を代入して得られた値であ
る。
わりに（１）式をテーラー展開し、Pf、Pb、αｓ、αｐ
に関して得られた線形方程式 αob（Ｚ）＝α０（Ｚ）＋ａ（Ｚ）Pf＋ｂ（Ｚ）Pb ＋ｃ（Ｚ）αｓ＋ｄ（Ｚ）αｐ …（２） において、少なくとも４個以上の観測点Ｚについて、
（２）式より得られたPf、Pb、αｓ、αｐに関する連立
方程式を最小自乗法を用いて解く。ただし、αob（Ｚ）
は観測された損失分布であり、α０（Ｚ）は（１）式に
初期値Pf 0、Pb 0、αs 0、αp 0を代入して得られた値であ
る。
ここで、試験光およびポンピング光の各伝送路損失の
推定値αs 0＋αｓ、αp 0＋αｐを（１）式のαｓ、αｐ
に代入し、（１）式をPf、Pbについて、 α（Ｌ）＝０ …（３） Pf＝Pb …（４） の条件のもとで解く。
推定値αs 0＋αｓ、αp 0＋αｐを（１）式のαｓ、αｐ
に代入し、（１）式をPf、Pbについて、 α（Ｌ）＝０ …（３） Pf＝Pb …（４） の条件のもとで解く。
解として得られた前方および後方ラマン増幅用のポン
ピング光強度の目標値Pf′、Pb′と、その推定値Pf 0＋P
f、Pb 0＋Pbとを用いて、それらの各差分量ΔPf、ΔPbを
求める。
ピング光強度の目標値Pf′、Pb′と、その推定値Pf 0＋P
f、Pb 0＋Pbとを用いて、それらの各差分量ΔPf、ΔPbを
求める。
この差分量ΔPf、ΔPbは、損失分布の観測対象となっ
た伝送路区間（区間長Ｌ）における各ポンピング光強度
に対する補正値となるので、この情報を対応するポンピ
ング光源24のアクチュエータ26に送出してその強度を制
御することにより、その伝送路区間の損失補償を行うこ
とができる。
た伝送路区間（区間長Ｌ）における各ポンピング光強度
に対する補正値となるので、この情報を対応するポンピ
ング光源24のアクチュエータ26に送出してその強度を制
御することにより、その伝送路区間の損失補償を行うこ
とができる。
なお、光ファイバアクティブ伝送路23の損失分布の観
測は、前方および後方ラマン増幅用のポンピング光源間
の各伝送路区間ごとに行われるので、各伝送路区間ごと
順次以上の操作を繰り返すことにより、全伝送路区間に
わたって損失補償の安定化を図ることができる。
測は、前方および後方ラマン増幅用のポンピング光源間
の各伝送路区間ごとに行われるので、各伝送路区間ごと
順次以上の操作を繰り返すことにより、全伝送路区間に
わたって損失補償の安定化を図ることができる。
また、マイクロコンピュータ29が各アクチュエータ26
1〜264に対して行う制御情報の転送は、ポーリング制御
方式あるいはバス接続におけるアドレス制御方式など、
公知のデータ転送技術により容易に実現可能である。
1〜264に対して行う制御情報の転送は、ポーリング制御
方式あるいはバス接続におけるアドレス制御方式など、
公知のデータ転送技術により容易に実現可能である。
上述したように、本発明は光ファイバアクティブ伝送
路の損失分布を監視し、ポンピング光強度を制御するこ
とによりその損失補償の安定化を図ることができるの
で、光ソリトンを超長距離にわたって伝播させることが
可能になり、光ソリトンを用いた超高速光通信の実現を
容易にすることができる。
路の損失分布を監視し、ポンピング光強度を制御するこ
とによりその損失補償の安定化を図ることができるの
で、光ソリトンを超長距離にわたって伝播させることが
可能になり、光ソリトンを用いた超高速光通信の実現を
容易にすることができる。
第１図は本発明方法の原理を示す図。 第２図は本発明の一実施例の装置構成を示すブロック
図。 第３図はパルス試験器の要部構成を示すブロック図。 第４図は光ファイバアクティブ伝送路の概略構成を説明
する図。 11……光ファイバアクティブ伝送路、13……ポンピング
光源、15……光合波器、17……パルス試験器、19……光
合分波器、21……光ソリトンパルス送信器、22……光ソ
リトンパルス受信器、23……光ファイバアクティブ伝送
路、24……ポンピング光源、25……光合波器、26……ア
クチュエータ、27……パルス試験器、28……光合分波
器、29……マイクロコンピュータ、31……光源、33……
光検出器、35……光カップラ、37……光学フィルタ。
図。 第３図はパルス試験器の要部構成を示すブロック図。 第４図は光ファイバアクティブ伝送路の概略構成を説明
する図。 11……光ファイバアクティブ伝送路、13……ポンピング
光源、15……光合波器、17……パルス試験器、19……光
合分波器、21……光ソリトンパルス送信器、22……光ソ
リトンパルス受信器、23……光ファイバアクティブ伝送
路、24……ポンピング光源、25……光合波器、26……ア
クチュエータ、27……パルス試験器、28……光合分波
器、29……マイクロコンピュータ、31……光源、33……
光検出器、35……光カップラ、37……光学フィルタ。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) G01M 11/02 H04B 10/08
Claims (1)
- 【請求項１】ラマン増幅を用いて、光ファイバの損失を
補償する光ファイバアクティブ伝送において、 ラマン増幅の帯域内にあり、信号光の中心波長と異なる
中心波長を有する試験光を前記光ファイバアクティブ伝
送路に入射させ、その後方散乱光を取り込んで前記光フ
ァイバアクティブ伝送路の長手方向の損失分布を観測
し、 観測によって得られた損失分布と、理論計算により得ら
れた損失分布とから、ラマン増幅用のポンピング光強
度、信号光およびポンピング光の各伝送路損失の各推定
値を求め、この各推定値に応じてポンピング光強度の制
御量を決定し、前記光ファイバアクティブ伝送路の損失
分布を所定の範囲に制御する ことを特徴とする光ファイバアクティブ伝送路の安定化
方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1149148A JP2856435B2 (ja) | 1989-06-12 | 1989-06-12 | 光ファイバアクティブ伝送路の安定化方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1149148A JP2856435B2 (ja) | 1989-06-12 | 1989-06-12 | 光ファイバアクティブ伝送路の安定化方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0313836A JPH0313836A (ja) | 1991-01-22 |
| JP2856435B2 true JP2856435B2 (ja) | 1999-02-10 |
Family
ID=15468827
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1149148A Expired - Fee Related JP2856435B2 (ja) | 1989-06-12 | 1989-06-12 | 光ファイバアクティブ伝送路の安定化方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2856435B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7408146B2 (en) | 2005-03-31 | 2008-08-05 | Nec Corporation | Signal light transmitting apparatus, signal light transmitting system using the same, and signal light transmitting method |
| WO2016009638A1 (ja) * | 2014-07-18 | 2016-01-21 | 日本電気株式会社 | 光伝送装置及び光伝送方法 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001235772A (ja) * | 2000-02-22 | 2001-08-31 | Sumitomo Electric Ind Ltd | ラマン増幅制御装置および光伝送システム |
| JP4057214B2 (ja) | 2000-03-06 | 2008-03-05 | 富士通株式会社 | 分布型光増幅装置および該方法ならびに光通信システム |
| ATE313878T1 (de) | 2000-07-10 | 2006-01-15 | Mpb Technologies Inc | Kaskadiertes pumpsystem zur verteilten ramanverstärkung in faseroptischen übertragungssystemen |
| JP2002040495A (ja) * | 2000-07-21 | 2002-02-06 | Sumitomo Electric Ind Ltd | ラマン増幅器 |
| US6452716B1 (en) * | 2000-10-05 | 2002-09-17 | Nortel Networks Limited | Amplitude modulation of a pump laser signal in a distributed raman amplifier |
| JP4588257B2 (ja) * | 2001-06-27 | 2010-11-24 | 富士通株式会社 | ラマン増幅を用いる光増幅システム |
| JP4695713B2 (ja) * | 2010-05-21 | 2011-06-08 | 富士通株式会社 | ラマン増幅器およびそれを用いた光伝送システム |
-
1989
- 1989-06-12 JP JP1149148A patent/JP2856435B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| US7408146B2 (en) | 2005-03-31 | 2008-08-05 | Nec Corporation | Signal light transmitting apparatus, signal light transmitting system using the same, and signal light transmitting method |
| WO2016009638A1 (ja) * | 2014-07-18 | 2016-01-21 | 日本電気株式会社 | 光伝送装置及び光伝送方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0313836A (ja) | 1991-01-22 |
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