JPH0821908B2 - 光通信伝送系 - Google Patents
光通信伝送系Info
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- JPH0821908B2 JPH0821908B2 JP4162338A JP16233892A JPH0821908B2 JP H0821908 B2 JPH0821908 B2 JP H0821908B2 JP 4162338 A JP4162338 A JP 4162338A JP 16233892 A JP16233892 A JP 16233892A JP H0821908 B2 JPH0821908 B2 JP H0821908B2
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- optical fiber
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- fiber
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Links
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Landscapes
- Optical Fibers, Optical Fiber Cores, And Optical Fiber Bundles (AREA)
- Optical Communication System (AREA)
- Light Guides In General And Applications Therefor (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、光ファイバ伝送系にお
いて、高速・超長距離の伝送系を提供する。
いて、高速・超長距離の伝送系を提供する。
【０００２】
【従来の技術】光通信システムは、光の広帯域性を利用
し大容量の情報を伝送できるため、将来の高度情報化社
会の伝送網用の通信システムとして大いに期待されてい
る。実際従来のマイクロ波帯あるいはミリ波帯の通信で
は難しかった１０Ｇｂ／ｓといった超大容量通信がオプ
ティカルコミュニケーションコンファレンステクニカル
ダイジェスト（１９９０年）に報告されている（テツユ
キ スザキ他、”１０Ｇｂ／ｓ ｏｐｔｉｃａｌ ｔｒ
ａｎｓｍｉｔｔｅｒ ｍｏｄｕｌｅ ｗｉｔｈ ｍｕｌ
ｔｉｑｕａｎｔｕｍ ｗｅｌｌ ＤＦＢ ＬＤ ａｎｄ
ｄｏｐｅｄ−ｃｈａｎｎｅｌ ｈｅｔｅｒｏ−ＭＩＳ
ＦＥＴ ｄｒｉｖｅｒ ＩＣ，”１９９０年 Ｏｐｔｉ
ｃａｌ Ｆｉｂｅｒ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ Ｃ
ｏｎｆｅｒｅｎｃｅテクニカルダイジェスト ＴＵＩ２
１９９０年）。
し大容量の情報を伝送できるため、将来の高度情報化社
会の伝送網用の通信システムとして大いに期待されてい
る。実際従来のマイクロ波帯あるいはミリ波帯の通信で
は難しかった１０Ｇｂ／ｓといった超大容量通信がオプ
ティカルコミュニケーションコンファレンステクニカル
ダイジェスト（１９９０年）に報告されている（テツユ
キ スザキ他、”１０Ｇｂ／ｓ ｏｐｔｉｃａｌ ｔｒ
ａｎｓｍｉｔｔｅｒ ｍｏｄｕｌｅ ｗｉｔｈ ｍｕｌ
ｔｉｑｕａｎｔｕｍ ｗｅｌｌ ＤＦＢ ＬＤ ａｎｄ
ｄｏｐｅｄ−ｃｈａｎｎｅｌ ｈｅｔｅｒｏ−ＭＩＳ
ＦＥＴ ｄｒｉｖｅｒ ＩＣ，”１９９０年 Ｏｐｔｉ
ｃａｌ Ｆｉｂｅｒ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ Ｃ
ｏｎｆｅｒｅｎｃｅテクニカルダイジェスト ＴＵＩ２
１９９０年）。
【０００３】しかしこのような大容量通信においては、
伝送路である光ファイバの波長分散により伝送後に大き
な波形歪をきたし、伝送特性を大いに劣化させることも
知られている。このため、光送信器に用いられる光源の
波長帯において波長分散が零である光ファイバを用いる
伝送が報告されている。また、光ファイバ分散が完全に
零にならない場合には、この分散量を補償するため分散
補償用の光ファイバを伝送路に挿入することが特開昭６
２−６５５３０号及び特開昭６２−６５５２９号に記載
されている。
伝送路である光ファイバの波長分散により伝送後に大き
な波形歪をきたし、伝送特性を大いに劣化させることも
知られている。このため、光送信器に用いられる光源の
波長帯において波長分散が零である光ファイバを用いる
伝送が報告されている。また、光ファイバ分散が完全に
零にならない場合には、この分散量を補償するため分散
補償用の光ファイバを伝送路に挿入することが特開昭６
２−６５５３０号及び特開昭６２−６５５２９号に記載
されている。
【０００４】近年エルビュームファイバ増幅器の出現に
伴い、光直接増幅中継系の検討も盛んに行われている。
このような光伝送系では光ファイバの波長分散の影響は
非常に大きいため、零波長分散光ファイバを用いた伝送
が検討されている。また、実際の伝送路では、完全に零
分散条件を光ファイバ全長にわたって満足できないた
め、この微少な分散の影響を抑圧するための送信、受信
側での分散補償技術も提案されている。例えばオプティ
カルファイバーコミュニケーションコンファレンス（１
９９０年）のＰＤ７とＰＤ８に記載されている。（エー
・エイチ・グノーク他、”Ｏｐｔｉｃａｌ Ｅｑｕａｌ
ｉｚａｔｉｏｎ ｏｆ Ｆｉｂｅｒ Ｃｈｒｏｍａｔｉ
ｃ Ｄｉｓｐｅｒｓｉｏｎ ｉｎ ａ ５−Ｇｂ／ｓ
Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ ｓｙｓｔｅｍ，１９９０年
Ｏｐｔｉｃａｌ Ｆｉｂｅｒ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔ
ｉｏｎ Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ ポストデッドラインペ
ーパーＰＤ７および ナオヤ ヘンミ他、”Ａ Ｎｏｖ
ｅｌ ＤｉｓｐｅｒｓｉｏｎＣｏｍｐｅｎｓａｔｉｏｎ
Ｔｅｃｈｎｉｑｕｅ ｆｏｒ Ｍｕｌｔｉｇｉｇａｂ
ｉｔ Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ ｗｉｔｈ Ｎｏｒｍ
ａｌ ＯｐｔｉｃａｌＦｉｂｅｒ ａｔ １．５ ｍｉ
ｃｒｏｎ Ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ，”１９９０年 Ｏｐ
ｔｉｃａｌ Ｆｉｂｅｒ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ
Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ ポストデッドラインペーパー
ＰＤ８）
伴い、光直接増幅中継系の検討も盛んに行われている。
このような光伝送系では光ファイバの波長分散の影響は
非常に大きいため、零波長分散光ファイバを用いた伝送
が検討されている。また、実際の伝送路では、完全に零
分散条件を光ファイバ全長にわたって満足できないた
め、この微少な分散の影響を抑圧するための送信、受信
側での分散補償技術も提案されている。例えばオプティ
カルファイバーコミュニケーションコンファレンス（１
９９０年）のＰＤ７とＰＤ８に記載されている。（エー
・エイチ・グノーク他、”Ｏｐｔｉｃａｌ Ｅｑｕａｌ
ｉｚａｔｉｏｎ ｏｆ Ｆｉｂｅｒ Ｃｈｒｏｍａｔｉ
ｃ Ｄｉｓｐｅｒｓｉｏｎ ｉｎ ａ ５−Ｇｂ／ｓ
Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ ｓｙｓｔｅｍ，１９９０年
Ｏｐｔｉｃａｌ Ｆｉｂｅｒ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔ
ｉｏｎ Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ ポストデッドラインペ
ーパーＰＤ７および ナオヤ ヘンミ他、”Ａ Ｎｏｖ
ｅｌ ＤｉｓｐｅｒｓｉｏｎＣｏｍｐｅｎｓａｔｉｏｎ
Ｔｅｃｈｎｉｑｕｅ ｆｏｒ Ｍｕｌｔｉｇｉｇａｂ
ｉｔ Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ ｗｉｔｈ Ｎｏｒｍ
ａｌ ＯｐｔｉｃａｌＦｉｂｅｒ ａｔ １．５ ｍｉ
ｃｒｏｎ Ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ，”１９９０年 Ｏｐ
ｔｉｃａｌ Ｆｉｂｅｒ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ
Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ ポストデッドラインペーパー
ＰＤ８）
【発明が解決しようとする課題】光直接増幅中継系にお
いて伝送特性を劣化させる原因は、前述の光ファイバ内
の波長分散だけではない。多段直接増幅中継系における
雑音蓄積効果、光ファイバ内での非線形効果が伝送特性
を大いに劣化させることも知られている。前者の雑音蓄
積効果の影響を抑圧するためには伝送光パワーを大きく
することが、後者の非線形効果の影響を抑圧するために
は伝送光パワーを小さくすることが要求されるため、こ
の両者を同時に抑圧することは困難であった。また、特
に光ファイバ内の非線形効果に関しては不明な点も多
く、劣化原因が特定されていなかった。
いて伝送特性を劣化させる原因は、前述の光ファイバ内
の波長分散だけではない。多段直接増幅中継系における
雑音蓄積効果、光ファイバ内での非線形効果が伝送特性
を大いに劣化させることも知られている。前者の雑音蓄
積効果の影響を抑圧するためには伝送光パワーを大きく
することが、後者の非線形効果の影響を抑圧するために
は伝送光パワーを小さくすることが要求されるため、こ
の両者を同時に抑圧することは困難であった。また、特
に光ファイバ内の非線形効果に関しては不明な点も多
く、劣化原因が特定されていなかった。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明の光多段直接増幅
中継伝送系は、光送信器と、伝送用光ファイバと、光直
接増幅中継器と光受信器を用いる光多段直接増幅中継系
において、送信器−光増幅中継器間、前記光増幅中継器
間、あるいは光増幅器−光受信器間を接続するそれぞれ
の区間の伝送用光ファイバが、前記光送信器の送信波長
において波長分散が零と異なる値の複数の光ファイバ群
縦続接続により構成されており、該伝送用光ファイバの
各区間での光ファイバ群波長分散総和が零となることを
特徴とした光通信伝送系である。
中継伝送系は、光送信器と、伝送用光ファイバと、光直
接増幅中継器と光受信器を用いる光多段直接増幅中継系
において、送信器−光増幅中継器間、前記光増幅中継器
間、あるいは光増幅器−光受信器間を接続するそれぞれ
の区間の伝送用光ファイバが、前記光送信器の送信波長
において波長分散が零と異なる値の複数の光ファイバ群
縦続接続により構成されており、該伝送用光ファイバの
各区間での光ファイバ群波長分散総和が零となることを
特徴とした光通信伝送系である。
【０００６】
【作用】本発明の光直接増幅中継系は、各伝送区間毎に
総波長分散量を零となるように設定し、かつ伝送用光フ
ァイバの分散値が信号光波長で零となる光ファイバ伝送
路として用いないあるいは用いる距離を短くした光伝送
系である。
総波長分散量を零となるように設定し、かつ伝送用光フ
ァイバの分散値が信号光波長で零となる光ファイバ伝送
路として用いないあるいは用いる距離を短くした光伝送
系である。
【０００７】光多段直接増幅中継系の伝送特性を劣化さ
せる要因は、多段中継後の自然放出光雑音の蓄積効果、
光ファイバの波長分散、光ファイバ内の非線形効果の３
つである。自然放出光雑音の蓄積効果の影響を避けるた
めには各直接増幅中継器の出力を大きくする必要がある
が、光ファイバ内の非線形効果を抑圧するためには中継
器出力を小さくすることが要求される。前者の蓄積雑音
効果は理論的に回避できない効果であるため、中継器出
力レベルを大きくしても光ファイバ内の非線形効果を小
さく抑圧することが必要である。光ファイバ内の非線形
効果としては、自己位相変調効果が大きいと考えられて
いる。しかし我々は後述の伝送実験を通じ、自己位相変
調効果の他に多段直接増幅系の各区間毎に光ファイバ内
の非線形効果によって生じると考えられる雑音増加効果
を見いだした。この雑音増加は伝送距離が増大するにつ
れて増大し、雑音は伝送路全長に渡って生じていること
もわかった。この効果は自己位相変調効果に比較して大
きなスペクトル広がり、信号対雑音比劣化を引き起こす
ため、伝送限界はこの光ファイバ内非線形効果で主に制
限されていることがわかった。
せる要因は、多段中継後の自然放出光雑音の蓄積効果、
光ファイバの波長分散、光ファイバ内の非線形効果の３
つである。自然放出光雑音の蓄積効果の影響を避けるた
めには各直接増幅中継器の出力を大きくする必要がある
が、光ファイバ内の非線形効果を抑圧するためには中継
器出力を小さくすることが要求される。前者の蓄積雑音
効果は理論的に回避できない効果であるため、中継器出
力レベルを大きくしても光ファイバ内の非線形効果を小
さく抑圧することが必要である。光ファイバ内の非線形
効果としては、自己位相変調効果が大きいと考えられて
いる。しかし我々は後述の伝送実験を通じ、自己位相変
調効果の他に多段直接増幅系の各区間毎に光ファイバ内
の非線形効果によって生じると考えられる雑音増加効果
を見いだした。この雑音増加は伝送距離が増大するにつ
れて増大し、雑音は伝送路全長に渡って生じていること
もわかった。この効果は自己位相変調効果に比較して大
きなスペクトル広がり、信号対雑音比劣化を引き起こす
ため、伝送限界はこの光ファイバ内非線形効果で主に制
限されていることがわかった。
【０００８】この光ファイバ内の非線形効果は、伝送光
パワーが大きい時に生じ、伝送用光ファイバが信号光波
長で零でないときに生じにくいことも実験的に明確にさ
れた。
パワーが大きい時に生じ、伝送用光ファイバが信号光波
長で零でないときに生じにくいことも実験的に明確にさ
れた。
【０００９】そこで、伝送用光ファイバとして信号光波
長が零でない光ファイバを用いれば、伝送光パワーが大
きい時にもこの光ファイバ内非線形効果を抑圧すること
ができる。
長が零でない光ファイバを用いれば、伝送光パワーが大
きい時にもこの光ファイバ内非線形効果を抑圧すること
ができる。
【００１０】但しこの際、光ファイバ内の波長分散の影
響も回避する必要がある。
響も回避する必要がある。
【００１１】光ファイバの波長分散は、自己位相変調効
果を考慮しない場合には全長にわたっての波長分散総和
が零となれば良く、受信側に伝送路総分散を補償するフ
ァイバを挿入する方法が考えられる。しかし高速・超長
距離伝送では自己位相変調の影響が無視できないため、
このような従来知られている受信端だけの補償用光ファ
イバでは補償できない。この自己位相変調の影響を抑圧
するためには短い伝送距離毎に総波長分散量を零とする
必要がある。そこで本発明では各区間毎に総波長分散量
を零とする光ファイバを挿入し、自己位相変調効果の影
響を避けている。
果を考慮しない場合には全長にわたっての波長分散総和
が零となれば良く、受信側に伝送路総分散を補償するフ
ァイバを挿入する方法が考えられる。しかし高速・超長
距離伝送では自己位相変調の影響が無視できないため、
このような従来知られている受信端だけの補償用光ファ
イバでは補償できない。この自己位相変調の影響を抑圧
するためには短い伝送距離毎に総波長分散量を零とする
必要がある。そこで本発明では各区間毎に総波長分散量
を零とする光ファイバを挿入し、自己位相変調効果の影
響を避けている。
【００１２】また、前記に光ファイバ内非線形効果に起
因した雑音（スペクトル広がり）は前述のように伝送路
全長に渡って生じているため、受信側のみで補償用ファ
イバを用いると、伝送路のはじめで生じた雑音は信号光
と同時に受信されるが、後方で生じた雑音は異なる時間
に受信され雑音となって受信特性を劣化させてしまう。
本発明では補償用光ファイバを分布させて配置している
ため、この雑音も生じない。
因した雑音（スペクトル広がり）は前述のように伝送路
全長に渡って生じているため、受信側のみで補償用ファ
イバを用いると、伝送路のはじめで生じた雑音は信号光
と同時に受信されるが、後方で生じた雑音は異なる時間
に受信され雑音となって受信特性を劣化させてしまう。
本発明では補償用光ファイバを分布させて配置している
ため、この雑音も生じない。
【００１３】以上の様に本発明の光直接増幅中継系を用
いることで、高速・超長距離の伝送が可能となる。本発
明を説明する前に従来の光通信伝送系について説明す
る。図５は従来の光直接増幅中継系である。
いることで、高速・超長距離の伝送が可能となる。本発
明を説明する前に従来の光通信伝送系について説明す
る。図５は従来の光直接増幅中継系である。
【００１４】まず図５を用いて従来の光直接増幅中継系
の動作について具体的に説明する。
の動作について具体的に説明する。
【００１５】光送信器３は、半導体レーザ光源１から出
力された光パワーを、変調信号源５から出力された１０
Ｇｂ／ｓの信号で駆動されたニオブ酸リチウムの外部変
調器２で強度変調し、光パワー増幅器１１に出力する。
光パワー増幅器１１は、エルビュームドープ光ファイバ
増幅器であり、この増幅器を用いて信号光レベルを増幅
し、第１の伝送路用光ファイバ１０１に出力している。
このとき、信号光レベルが１０ｄＢｍ以上となる場合
には伝送用ファイバ内でのブリユアン散乱の影響を避け
るため、従来から良く知られている半導体レーザの直接
ＦＭ変調等の技術を用い、半導体レーザの線幅を予め広
げている。光ファイバ１０１を通過した光信号は、エル
ビュームドープ光ファイバ増幅器である光直接増幅中継
器１２で再び増幅され、第２の伝送路用光ファイバ１１
１に出力される。第２の伝送路の信号光を第２の光増幅
中継器１３で増幅し第３の伝送路１２１へ出力するとい
う具合いに光多段増幅中継系を構成している。
力された光パワーを、変調信号源５から出力された１０
Ｇｂ／ｓの信号で駆動されたニオブ酸リチウムの外部変
調器２で強度変調し、光パワー増幅器１１に出力する。
光パワー増幅器１１は、エルビュームドープ光ファイバ
増幅器であり、この増幅器を用いて信号光レベルを増幅
し、第１の伝送路用光ファイバ１０１に出力している。
このとき、信号光レベルが１０ｄＢｍ以上となる場合
には伝送用ファイバ内でのブリユアン散乱の影響を避け
るため、従来から良く知られている半導体レーザの直接
ＦＭ変調等の技術を用い、半導体レーザの線幅を予め広
げている。光ファイバ１０１を通過した光信号は、エル
ビュームドープ光ファイバ増幅器である光直接増幅中継
器１２で再び増幅され、第２の伝送路用光ファイバ１１
１に出力される。第２の伝送路の信号光を第２の光増幅
中継器１３で増幅し第３の伝送路１２１へ出力するとい
う具合いに光多段増幅中継系を構成している。
【００１６】受信側では、最後の光伝送路１９１を伝送
されてきた信号光を光前置増幅器２１で増幅し、光受信
器５３で受信している。光受信器５３は光電変換素子で
あるＰＩＮフォトダイオード５１を用いて受信信号光を
電気信号に変換した後、等化増幅、再生回路５２で送信
されてきた変調信号源５からの１０Ｇｂ／ｓの信号を再
生している。
されてきた信号光を光前置増幅器２１で増幅し、光受信
器５３で受信している。光受信器５３は光電変換素子で
あるＰＩＮフォトダイオード５１を用いて受信信号光を
電気信号に変換した後、等化増幅、再生回路５２で送信
されてきた変調信号源５からの１０Ｇｂ／ｓの信号を再
生している。
【００１７】本系において、まず半導体レーザ光源の波
長を１．５５２μｍに設定し、光ファイバ１０１、１１
１、１２１、１３１、１９１に１．５５２μｍに零分散
を有する分散シフトファイバ１００ｋｍを用いて９段多
段直接増幅１０００ｋｍ中継伝送を行った。ここで分散
シフトファイバ１００ｋｍの伝送損失は２２ー２３ｄＢ
であり、光パワー増幅器１１、光増幅中継器１２、１
３、１４、１５、２０、光前置増幅器２１の雑音指数は
８ー９ｄＢであった。光パワー増幅器１１、光増幅中継
器１２、１３、１４、１５、２０の出力レベルを１ｄＢ
ｍ程度に設定すると、それぞれの光増幅中継器への入力
信号光パワーレベルが−２１ー−２２ｄＢｍと低下する
ため、自然放出光雑音蓄積による雑音増加で受信できな
かった。そこで、直接増幅中継器出力レベルを増加させ
て伝送を行ったが、信号レベルを＋１１ー＋１２ｄＢｍ
まで上昇させても良好な伝送特性を得ることはできなか
った。伝送信号光パワーを上昇させた場合の受信信号ス
ペクトルを図２に示す。伝送信号光レベルを上昇させた
場合、信号光スペクトルは光ファイバ内の非線形効果で
返って信号対雑音比が低下していることがわかる。
長を１．５５２μｍに設定し、光ファイバ１０１、１１
１、１２１、１３１、１９１に１．５５２μｍに零分散
を有する分散シフトファイバ１００ｋｍを用いて９段多
段直接増幅１０００ｋｍ中継伝送を行った。ここで分散
シフトファイバ１００ｋｍの伝送損失は２２ー２３ｄＢ
であり、光パワー増幅器１１、光増幅中継器１２、１
３、１４、１５、２０、光前置増幅器２１の雑音指数は
８ー９ｄＢであった。光パワー増幅器１１、光増幅中継
器１２、１３、１４、１５、２０の出力レベルを１ｄＢ
ｍ程度に設定すると、それぞれの光増幅中継器への入力
信号光パワーレベルが−２１ー−２２ｄＢｍと低下する
ため、自然放出光雑音蓄積による雑音増加で受信できな
かった。そこで、直接増幅中継器出力レベルを増加させ
て伝送を行ったが、信号レベルを＋１１ー＋１２ｄＢｍ
まで上昇させても良好な伝送特性を得ることはできなか
った。伝送信号光パワーを上昇させた場合の受信信号ス
ペクトルを図２に示す。伝送信号光レベルを上昇させた
場合、信号光スペクトルは光ファイバ内の非線形効果で
返って信号対雑音比が低下していることがわかる。
【００１８】次に本発明のための予備実験として同一の
伝送系で、半導体レーザ光源の波長を１．５４７、１．
５５７μｍに変化させ、同一の実験を行った。ここで分
散シフトファイバ１０１、１１１、１２１、１３１、１
９１は各波長でそれぞれ−０．３５ｐｓ／ｋｍ／ｎｍ，
＋０．３５ｐｓ／ｋｍ／ｎｍの分散値を有している。図
３、図４に示すように伝送後のスペクトルを観測する
と、正負分散値いずれの場合にも伝送後の信号対雑音比
が回復されていることがわかる。しかし伝送路全体での
分散量が大きいため、伝送後の波形歪が大きく受信でき
なかった。光ファイバ内の非線形効果による伝送特性劣
化は従来自己位相変調による波形歪と考えられてきた
が、この伝送実験では、光ファイバ内での非線形性によ
る雑音増加効果が観測されている。この雑音増加効果の
原因は現状では不明であるが、光ファイバ内の零分散波
長に信号光がある場合に大きく、分散値が零でない場合
に小さいことを筆者らは実験により明確にした。また、
伝送距離を増加するに従い雑音成分が増加することも観
測され、この雑音は伝送路である光ファイバ全長にわた
り発生していること、ただし負分散領域ではこの雑音増
加抑圧が顕著であることもわかった。
伝送系で、半導体レーザ光源の波長を１．５４７、１．
５５７μｍに変化させ、同一の実験を行った。ここで分
散シフトファイバ１０１、１１１、１２１、１３１、１
９１は各波長でそれぞれ−０．３５ｐｓ／ｋｍ／ｎｍ，
＋０．３５ｐｓ／ｋｍ／ｎｍの分散値を有している。図
３、図４に示すように伝送後のスペクトルを観測する
と、正負分散値いずれの場合にも伝送後の信号対雑音比
が回復されていることがわかる。しかし伝送路全体での
分散量が大きいため、伝送後の波形歪が大きく受信でき
なかった。光ファイバ内の非線形効果による伝送特性劣
化は従来自己位相変調による波形歪と考えられてきた
が、この伝送実験では、光ファイバ内での非線形性によ
る雑音増加効果が観測されている。この雑音増加効果の
原因は現状では不明であるが、光ファイバ内の零分散波
長に信号光がある場合に大きく、分散値が零でない場合
に小さいことを筆者らは実験により明確にした。また、
伝送距離を増加するに従い雑音成分が増加することも観
測され、この雑音は伝送路である光ファイバ全長にわた
り発生していること、ただし負分散領域ではこの雑音増
加抑圧が顕著であることもわかった。
【００１９】
【実施例】図１は本発明の一実施例の光直接増幅中継系
の構成図である。
の構成図である。
【００２０】図１を用いて２の実施例の動作について説
明する。半導体レーザ光源１の波長を１．５４７μｍに
し、伝送路である光ファイバ１０１、１１１、１２１、
１３１、…１９１は図２〜図４の実験で用いた１．５５
２μｍに雰分散を有する分散シフトファイバを用いた。
さらに図５の中継系においてそれぞれの分散シフトフ
ァイバの波長分散を補償する通常分散ファイバ１０２、
１１２、１２２、１３２、…１９２を各伝送路区間毎に
分散シフトファイバの後に挿入した。各区間毎の分散シ
フトファイバの分散量は１００ｋｍで−３５ｐｓ／ｎｍ
であるため、通常分散ファイバ約２ｋｍ（分散値３５ｐ
ｓ／ｎｍ）を縦続接続し、各区間の総和分散量を０ｐｓ
／ｎｍ付近に設定した。この結果＋８ｄＢｍ以上の中継
器出力の場合に伝送後受信感度劣化１ｄＢ程度の良好な
伝送特性を得ることができた。
明する。半導体レーザ光源１の波長を１．５４７μｍに
し、伝送路である光ファイバ１０１、１１１、１２１、
１３１、…１９１は図２〜図４の実験で用いた１．５５
２μｍに雰分散を有する分散シフトファイバを用いた。
さらに図５の中継系においてそれぞれの分散シフトフ
ァイバの波長分散を補償する通常分散ファイバ１０２、
１１２、１２２、１３２、…１９２を各伝送路区間毎に
分散シフトファイバの後に挿入した。各区間毎の分散シ
フトファイバの分散量は１００ｋｍで−３５ｐｓ／ｎｍ
であるため、通常分散ファイバ約２ｋｍ（分散値３５ｐ
ｓ／ｎｍ）を縦続接続し、各区間の総和分散量を０ｐｓ
／ｎｍ付近に設定した。この結果＋８ｄＢｍ以上の中継
器出力の場合に伝送後受信感度劣化１ｄＢ程度の良好な
伝送特性を得ることができた。
【００２１】以上の結果から、従来の光直接増幅中継系
では、高速・超長距離光直接増幅中継系を実現すること
は困難であるが、本発明を用いることで実現できること
が示された。
では、高速・超長距離光直接増幅中継系を実現すること
は困難であるが、本発明を用いることで実現できること
が示された。
【００２２】本発明にはこの他にも多数の変形例があ
る。送信波長を伝送光ファイバの正分散波長帯に設定
し、この分散を補償する光ファイバとして負分散ファイ
バを用いることもできるし、分散絶対値の等しい負分散
と正分散のファイバを等距離用いることもできる。ま
た、各区間に使用する光ファイバも２種類に限らず３種
類以上でも良い。各区間毎の総和分散量を零付近に設定
すれば、正負それぞれの光ファイバ長を各区間で自由に
設定できる。中継段数も９段に限ることなく２０段、１
００段、またこれ以上、以下でも良い。各区間長も１０
０ｋｍに限ることなく５０ｋｍ、１５０ｋｍ、またこれ
以上これ以下でも良い。また使用するビットレートは１
０Ｇｂ／ｓに限ることなく、２．５Ｇｂ／ｓでも５Ｇｂ
／ｓでも２０Ｇｂ／ｓあるいはそれ以上それ以下であっ
ても良い。
る。送信波長を伝送光ファイバの正分散波長帯に設定
し、この分散を補償する光ファイバとして負分散ファイ
バを用いることもできるし、分散絶対値の等しい負分散
と正分散のファイバを等距離用いることもできる。ま
た、各区間に使用する光ファイバも２種類に限らず３種
類以上でも良い。各区間毎の総和分散量を零付近に設定
すれば、正負それぞれの光ファイバ長を各区間で自由に
設定できる。中継段数も９段に限ることなく２０段、１
００段、またこれ以上、以下でも良い。各区間長も１０
０ｋｍに限ることなく５０ｋｍ、１５０ｋｍ、またこれ
以上これ以下でも良い。また使用するビットレートは１
０Ｇｂ／ｓに限ることなく、２．５Ｇｂ／ｓでも５Ｇｂ
／ｓでも２０Ｇｂ／ｓあるいはそれ以上それ以下であっ
ても良い。
【００２３】変調方式は強度変調に限らず、周波数変
調、位相変調でも良い。受信方式は直接検波方式だけで
なく、ヘテロダイン検波を用いることもできる。多段直
接増幅中継系に用いる光増幅器もエルビュームドープフ
ァイバ増幅器に限らず半導体レーザ増幅器、プラセオジ
ウムドープ光ファイバ増幅器、光ラマン増幅器でも良
い。また送信光源の波長帯も１．５μｍ帯に限ることな
く、１．３μｍ帯を用いることもできる。
調、位相変調でも良い。受信方式は直接検波方式だけで
なく、ヘテロダイン検波を用いることもできる。多段直
接増幅中継系に用いる光増幅器もエルビュームドープフ
ァイバ増幅器に限らず半導体レーザ増幅器、プラセオジ
ウムドープ光ファイバ増幅器、光ラマン増幅器でも良
い。また送信光源の波長帯も１．５μｍ帯に限ることな
く、１．３μｍ帯を用いることもできる。
【発明の効果】以上説明したように本発明を用いれば、
光直接増幅中継系において伝送路である光ファイバの分
散値を送信波長において零に一致させないことで、光フ
ァイバ内の非線形性効果の抑圧を行ったので、光直接増
幅中継系の伝送パワーの増大、ひいては超高速・超長距
離の光直接増幅中継系を容易に実現することができる。
光直接増幅中継系において伝送路である光ファイバの分
散値を送信波長において零に一致させないことで、光フ
ァイバ内の非線形性効果の抑圧を行ったので、光直接増
幅中継系の伝送パワーの増大、ひいては超高速・超長距
離の光直接増幅中継系を容易に実現することができる。
【図１】本発明の一実施例
【図２】多段直接増幅中継伝送後の光信号スペクトル
【図３】多段直接増幅中継伝送後の光信号スペクトルの
図である。
図である。
【図４】多段直接増幅中継伝送後の光信号スペクトルの
図である。
図である。
【図５】従来の技術を説明するための図である。
１ 半導体レーザ光源 ２ 外部変調器 ３ 光送信器 ５ 変調信号源 １１ 光パワー増幅器 １２、１３、１４、１５、２０ 光直接増幅中継器 ２１ 光前置増幅器 １０１、１１１、１２１、１３１、１９１ 分散シフト
ファイバ １０２、１１２、１２２、１３２、１９２ 通常分散フ
ァイバ ５１ ＰＩＮ フォトダイオード ５２ 等化増幅再生回路 ５３ 光受信器
ファイバ １０２、１１２、１２２、１３２、１９２ 通常分散フ
ァイバ ５１ ＰＩＮ フォトダイオード ５２ 等化増幅再生回路 ５３ 光受信器
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０４Ｂ 10/16 10/18 Ｈ０４Ｂ 9/00 Ｍ
Claims (1)
- 【請求項１】 光送信器と、伝送用光ファイバと、光直
接増幅中継器と光受信器を用いる光多段直接増幅中継伝
送系において、送信器−光増幅中継器間、前記光増幅中
継器間、あるいは光増幅器−光受信器間を接続するそれ
ぞれの区間の伝送用光ファイバが、前記光送信器の送信
波長において波長分散が零と異なる値の複数の光ファイ
バ群縦続接続により構成されており、該伝送用光ファイ
バの各区間での光ファイバ群波長分散総和が零となるこ
とを特徴とした光通信伝送系。
Priority Applications (7)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4162338A JPH0821908B2 (ja) | 1992-06-22 | 1992-06-22 | 光通信伝送系 |
| AU40170/93A AU664449B2 (en) | 1992-06-22 | 1993-06-09 | Optical communication transmission system |
| EP93109609A EP0575881B1 (en) | 1992-06-22 | 1993-06-16 | Optical communication transmission system with chromatic dispersion compensation |
| DE69329570T DE69329570T2 (de) | 1992-06-22 | 1993-06-16 | Optisches Nachrichtenübertragungssystem mit Farbzerstreuungskompensation |
| EP99124056A EP0986198A3 (en) | 1992-06-22 | 1993-06-16 | Optical amplifier repeater and long-haul optical amplifer lumped repeating method |
| US08/452,728 US5675429A (en) | 1992-06-22 | 1995-05-30 | Optical communication transmission system |
| US09/413,827 USRE37621E1 (en) | 1992-06-22 | 1999-10-06 | Optical communication transmission system |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4162338A JPH0821908B2 (ja) | 1992-06-22 | 1992-06-22 | 光通信伝送系 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06318914A JPH06318914A (ja) | 1994-11-15 |
| JPH0821908B2 true JPH0821908B2 (ja) | 1996-03-04 |
Family
ID=15752660
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4162338A Expired - Lifetime JPH0821908B2 (ja) | 1992-06-22 | 1992-06-22 | 光通信伝送系 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0821908B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002122897A (ja) * | 2000-10-17 | 2002-04-26 | Furukawa Electric Co Ltd:The | 光伝送システム |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2825109B2 (ja) * | 1991-05-13 | 1998-11-18 | 日本電信電話株式会社 | 光ソリトン伝送方法 |
-
1992
- 1992-06-22 JP JP4162338A patent/JPH0821908B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH06318914A (ja) | 1994-11-15 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 19960820 |
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