JP2000278220A - 波長多重長距離光ファイバ伝送システム用の中継器 - Google Patents

波長多重長距離光ファイバ伝送システム用の中継器

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JP2000278220A
JP2000278220A JP11292661A JP29266199A JP2000278220A JP 2000278220 A JP2000278220 A JP 2000278220A JP 11292661 A JP11292661 A JP 11292661A JP 29266199 A JP29266199 A JP 29266199A JP 2000278220 A JP2000278220 A JP 2000278220A
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circulator
port
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Gautheron Olivier
オリビエ・ゴテロン
Vincent Letellier
バンサン・ルトウリエ
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Nokia Inc
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Alcatel SA
Nokia Inc
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    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04BTRANSMISSION
    • H04B10/00Transmission systems employing electromagnetic waves other than radio-waves, e.g. infrared, visible or ultraviolet light, or employing corpuscular radiation, e.g. quantum communication
    • H04B10/29Repeaters
    • H04B10/291Repeaters in which processing or amplification is carried out without conversion of the main signal from optical form
    • H04B10/299Signal waveform processing, e.g. reshaping or retiming
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04JMULTIPLEX COMMUNICATION
    • H04J14/00Optical multiplex systems
    • H04J14/02Wavelength-division multiplex systems

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 波長多重長距離光ファイバ伝送システムにお
いて、多重化されている各波長の信号を別々に再生する
方法を提供する。 【解決手段】 本発明は、多重化されているある波長
(λ)の信号を他の波長の信号と分離する分離手段
(4、5)と、前記ある波長(λ)の信号を再生する
再生手段(7)と、前記ある波長の再生信号と他の波長
の非再生信号を組み合わせる組み合わせ手段(5、6)
とを備える中継器を提案する。本発明によって、一定の
信号対雑音比のシステム内の増幅器の数を減少させるこ
とが可能になる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、波長多重(以下
「WDM」と呼ぶ、「Wavelength Division Multiplexi
ng」の略)光ファイバによる伝送の分野に関するもので
ある。本発明は、より詳しくは、非ソリトン信号を利用
するWDM型長距離光ファイバ伝送システムに関する。
通常1000km以上の距離を対象にした伝送システム
を、長距離システムと呼んでいる。
【0002】
【従来の技術】現在、長距離光ファイバ伝送システムに
おいては、一般的に、RZ(return to zero、ゼロ復
帰)またはNRZ(non-return to zero、非ゼロ復帰)
パルス伝送が使用されている。このようなシステムの問
題の1つは、システム内に配置された中継器数が多くな
ると、それにともない信号対雑音比が劣化してしまうと
いう点である。
【0003】中継器とは、ここでは、従来の用語にした
がって、伝送された光信号を形成する光のパルスに適用
される以下の機能の少なくともいずれか1つを有するモ
ジュールを意味する。タイミングの再調整(「retimin
g」)、再成形(「reshaping」)、増幅(「reamplifyi
ng」)の機能のいずれかである。この最後の機能のみを
備えた中継器を、増幅器という。最初の2つの機能の少
なくともいずれかを備えた中継器は、再生器と呼ばれて
いる。
【0004】ソリトン信号を伝送する場合について、信
号対雑音比の増大の問題への解決策がすでに提案されて
いる。ソリトンパルスまたはソリトンは、ビット時間に
対して小さい時間幅(FWHM、最大パワーの半分にお
けるパルス幅)をもつRZパルスであり、パワーとスペ
クトル幅と時間幅との間で一定の関係を有し、一般に、
光ファイバのいわゆる異常分散部分において伝播され
る。モノモードファイバにおけるこのようなソリトンパ
ルスの包絡線の変化は、非線形シュレーディンガ方程式
によってモデル化することができる。伝播は、ファイバ
の異常分散とその非線形とのバランスに基づいて行われ
る。ソリトン信号型伝送システムでは、増幅器の自然放
出雑音は、信号対雑音比を低下させる。増幅器の自然放
出雑音を減少させるために、すなわち、信号対雑音比を
増大させるために、たとえば、EP−A−0 576
208に記されているような、スライド型ガイドフィル
タシステムを使用する方法がすでに提案されている。こ
の方法は、ソリトンの特殊な性質と、その自己再生能力
に基づくものである。それはまた、非ソリトン信号を利
用する伝送システムには適用されない。
【0005】また、ソリトン信号の同期変調を行なう方
法も提案されている。そのためには、種々のタイプの光
変調器、特にカー効果を使用する位相または振幅同期変
調器を使用することができる。H.Kubota及び
M.Nakazawaの論文「Soliton Transmission C
ontrol in Time and Frequency Domains」、IEEE Journ
al of Quantum Electronics、vol.29 No.3, 2189または
N.J.Smith及びN.J.Doranの論文「Ev
aluating the Capacity of Phase Modulator Controlle
d Long-Haul Soliton Transmission」、Optical Fibers
Technology I、218-235 (1995)では、ソリトン信号の
制御または再生のさまざまな技術を検討している。それ
らの技術は、電子部品の通過帯域によって限定されな
い。ただし、それらは、ソリトン信号に対してパルスま
たはそのスペクトルが異なるという理由で、非ソリトン
RZパルスに直接には適用できない。
【0006】単チャネル伝送システムについては、それ
ぞれ、電子再生器の前後に光電子式コンバータ及び電子
光式コンバータを備えることで、光信号の電子式再生を
行なう方法もまた知られている。この方法をWDM型伝
送に適合させるのは難しい。なぜなら、信号をデマルチ
プレクスし、チャネルと同じ数の再生器を中継器内に組
み入れることが必要になるからである。その結果、中継
器が複雑になり過ぎ、場所もとる。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、WDM型の
非ソリトン信号による光ファイバ伝送システム内の信号
対雑音比の増大の問題に簡単な独自の解決策を提案す
る。非ソリトン光信号とは、以下の特徴の1つまたはい
くつかを有する信号を意味する。ビット時間に対して時
間幅(FWHM)が大きい、すなわちビット時間のおよ
そ30から40%を超えること、パワーとスペクトル幅
と時間幅との間に一定の関係が存在しないこと、一般に
または平均して光ファイバの正常分散部分または分散が
見られない部分において伝播すること、あるいは伝播中
に分散と非線形との間にバランスが生じないことという
特徴である。
【0008】本発明によって、信号対雑音比の増大を可
能にする、すなわち、回線の距離を延ばす、または増幅
器の数を減らすことが可能になる。
【0009】
【課題を解決するための手段】より詳細には、本発明
は、以下を備える波長多重光ファイバ伝送システム用の
中継器を提案する。
【0010】− 多重化されているある波長λ(one o
f the wavelength λ of the multiplex)の信号を他
の波長の信号から分離する分離手段、 − ある波長λの信号を再生する再生手段、 − 前記ある波長の再生信号と他の波長の非再生信号を
組み合わせる組み合わせ手段。
【0011】一実施形態において、分離手段は、前記あ
る波長の信号を反射させるフィルタとサーキュレータを
有する。
【0012】この場合、サーキュレータは、好ましく
は、中継器に印加された信号を受け取る第1ポートと、
フィルタに接続された第2ポートと、再生手段に接続さ
れた第3ポートを有する。
【0013】一実施形態において、組み合わせ手段は、
前記ある波長の信号を反射させるフィルタとサーキュレ
ータを有する。
【0014】有利には、その場合、サーキュレータは、
フィルタに接続された第1ポートと、中継器の出力信号
を供給する第2ポートと、再生手段に接続された第3ポ
ートを有する。
【0015】一実施形態において、フィルタはブラグフ
ィルタである。
【0016】有利には分離手段のサーキュレータと、組
み合わせ手段のサーキュレータは、それぞれ、フィルタ
とは別の端子に接続される。
【0017】本発明はまた、このような中継器を少なく
とも1つ備えた、波長多重光ファイバ伝送システムを提
案する。
【0018】有利には、システムは、多重化されている
各波長の信号を別々に再生するための中継器を有する。
【0019】その場合、中継器は、好ましくは、互いに
規則正しい間隔をあけて配置される。
【0020】本発明のその他の特徴及び利点は、添付の
図面を参照して例示的に示す本発明の実施形態の以下の
説明を読めば明らかになるだろう。
【0021】
【発明の実施の形態】本発明は、櫛形の種々の波長(var
ious wavelengths of the comb)または多重化されてい
る種々の波長(various wavelengths of the multiplex)
の信号を、回線上で別々に再生する方法を提案する。各
波長についてこのように別々に再生することから、回線
の増幅器の数を制限することができる。また、各中継器
の構造を簡略化することもできる。
【0022】そのために、本発明は、波長を分離しまた
は隔離し、その再生を行うことができる中継器を提案す
る。図1は、本発明による中継器の概略を示している。
この図では、多重化されている信号が中継器2に達する
ための回線ファイバ1と、中継器が再生信号を伝送する
ための回線ファイバ3が表わされている。
【0023】中継器は、多重化されているある波長を他
の波長から分離する手段と、その波長の信号を再生する
手段を備える。中継器はまた、前記波長の再生信号と、
他の波長の信号を組み合わせる手段を備える。
【0024】図1の実施形態においては、中継器は、3
入力型の第1サーキュレータ4と、フィルタ5と、3入
力型の第2サーキュレータ6と、再生器7を備える。回
線ファイバ1から出る信号は、第1のサーキュレータ4
の第1ポート9に達する。このサーキュレータの第2ポ
ート10は、フィルタ5を通って、第2サーキュレータ
6の第1ポート12にファイバによって接続される。第
1サーキュレータの第3ポート11は、再生器7を通っ
て、第2サーキュレータ6の第3ポート14にファイバ
によって接続される。出力用回線ファイバ3は、第2サ
ーキュレータ6の第2ポート13に接続される。
【0025】フィルタ5は、多重されているある波長の
信号、この図ではλの信号を反射させ、他の波長の信
号は通過させるようにする。フィルタは、たとえばブラ
グフィルタである。再生器は、波長λの信号を再生す
ることができ、たとえば、それ自体良く知られている光
電子式再生器あるいはまた光学式再生器といったあらゆ
るタイプの再生器とすることができる。再生器は、種々
の波長を再生するために本発明による中継器中で同一再
生器を使用できるように、多重化されている各波長を再
生できるようにすることも可能である。
【0026】図1の中継器は以下のように作動する。多
重されている種々の波長の信号が、回線ファイバ1によ
って、第1サーキュレータ4の第1ポート9に到着し、
このサーキュレータの第2ポート10に向けて伝送され
る。フィルタ5に達すると、波長λの信号が、第1サ
ーキュレータ4に向かって反射し、一方他の波長の信号
は、第2サーキュレータ6に向けて伝送される。
【0027】他の波長の信号は、第2サーキュレータ6
の第1ポート12に達し、第2ポート13に送られ、回
線ファイバ3で伝送される。
【0028】フィルタ5によって反射された波長λ
信号は、サーキュレータの第2ポート10に戻り、第3
ポート11に向かって伝送される。そこから波長λ
信号が、再生器7に印加され、そこで再生される。λ
の再生信号は、次に、第2サーキュレータの第3ポート
14に向かって送られる。λの再生信号は、第1ポー
ト12を介して第2サーキュレータから出る。それらの
信号はフィルタ5によって反射され、第2サーキュレー
タの第2ポート12に戻る。そこから、第3ポートを通
って、λ以外の波長の非再生信号とともに、回線ファ
イバ3で送られる。
【0029】このように、図1の実施形態において、多
重化されている波長λの信号の分離手段は、第1サー
キュレータ4とフィルタ5を備える。非再生信号と再生
信号の組み合わせ手段は、フィルタ5と第2サーキュレ
ータ6を備える。
【0030】したがって、図1の中継器によって、櫛形
波長のいずれかにおいて信号の再生が可能になる。さら
に、再生器の利得が適合している場合には、多重化され
ている他の波長のパワーに対して再生された波長のパワ
ーを調整することができる。
【0031】本発明は、長距離用WDM伝送システムに
おいて多重化されている種々の波長を再生するために、
このタイプの中継器を使用することを提案する。多重化
されている各波長用の中継器は、伝送システムに沿って
互いに間隔を開けて設置され、たとえば、回線を3分の
1にしたときの2番目の部分にわたって、あるいは伝送
システムの真ん中付近に、規則正しい間隔で配置され
る。中継器は、増幅器の間に挟むこともできるし、各々
を1つの増幅器に連結することもできる。以下の例で見
られるように、多重化されている各波長を1度だけ再生
することができる。その場合、有利には、中継器が回線
の真ん中に置かれる。同様に、多重化されている各波長
を何回か再生することもできる。この場合、有利には、
一定の波長を再生する中継器が、回線上に配分される。
【0032】図2は、本発明に合致したこのような光伝
送システムを表している。このシステムは、送信端末2
0、受信端末22、光ファイバ回線24、増幅器の集合
26 (1≦k≦n)、中継器の集合28(1≦p≦
m)を有する。例として、中継器は、光回線24のほぼ
真ん中に置かれている。
【0033】実施形態においては、本発明は、8×2.
5Gbit/sの光ファイバ伝送システム、すなわち各
チャネルまたは各波長におけるビットレートが2.5G
bit/sの8つの櫛形波長を有する伝送システムに適
用された。本発明を備えない+9dBmの出力パワーに
おいては、また9000kmの総伝播距離について、1
60個の増幅器を使用して7dB/nmの信号対雑音比
が得られた。各増幅器は、12dBの利得を有し、それ
自体良く知られたエルビウムでドーピングされたファイ
バ増幅器である。
【0034】本発明の中継器は、たとえば、距離z1=
4275kmとz8=4725kmの間で、回線に沿っ
て56.25kmの規則正しい間隔で配置される。各中
継器は、図1を参照して説明された構造を有し、再生器
として、それ自体良く知られたタイプの光電子式再生器
を使用する。図示された例においては、中継器は各々が
1つの増幅器に連結され、1つずつ配置される。同じ数
(160)の増幅器を使用して、10dB/nmの信号
対雑音比に達することができた。7dB/nmの信号対
雑音比を保つために、増幅器の数を120に減らすこと
もできる。
【0035】このように、本発明によって、回線の距離
において有意な増加を得る、または増幅器の数をかなり
減少させることが可能になる。
【0036】当然のことながら、本発明は、以上に説明
し、ここに図示された実施形態及び例に限定されるもの
ではなく、当業者が実施可能な数多くの変形実施形態が
考えられる。本発明は、単方向伝送システムについて説
明してきた。しかし双方向伝送システムにも適用するこ
とができる。例として挙げられた8×2.65Gbit
/s型システム以外の伝送システムにも適用される。図
1の実施形態においては、波長λの信号の分離及び組
み合わせのために、フィルタ5が使用される。しかした
とえば、他の波長の信号に、たとえば増幅のような他の
処理を与えようとする場合には、異なるフィルタを使用
することもできる。図の回路においては、λの再生信
号と、他の波長の非再生信号を結合するためにカップラ
を使用することもできる。
【0037】信号の分離手段はまた、たとえば、再生さ
れる波長の周りを通過するあるいは通過しないフィルタ
及びカップラのような、図示されているフィルタ及びサ
ーキュレータ以外の他の部品を有することもできるだろ
う。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による中継器の概略図である。
【図2】本発明の光伝送システムを示す図である。
【符号の説明】
1、3 回線 2 中継器 4 第1サーキュレータ 5 フィルタ 6 第2サーキュレータ 7 再生器 9 第1サーキュレーターの第1ポート 10 第1サーキュレーターの第2ポート 11 第1サーキュレーターの第3ポート 12 第2サーキュレーターの第1ポート 13 第2サーキュレーターの第2ポート 14 第2サーキュレーターの第3ポート

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 波長多重光ファイバ伝送システム用の中
    継器であって、 多重化されているある波長(λ)の信号を他の波長の
    信号から分離する分離手段(4、5)と、 前記ある波長(λ)の信号を再生する再生手段(7)
    と、 前記ある波長の再生信号と他の波長の非再生信号を組み
    合わせる組み合わせ手段(5、6)とを備える中継器。
  2. 【請求項2】 前記分離手段が、前記ある波長の信号を
    反射させるサーキュレータ(4)とフィルタ(5)を備
    えることを特徴とする請求項1に記載の中継器。
  3. 【請求項3】 サーキュレータ(4)が、中継器に印加
    される信号を受け取る第1ポート(9)と、フィルタ
    (5)に接続された第2ポート(10)と、再生手段
    (7)に接続された第3ポート(11)を有することを
    特徴とする請求項2に記載の中継器。
  4. 【請求項4】 前記組み合わせ手段が、前記ある波長の
    信号を反射させるサーキュレータ(6)とフィルタ
    (5)を有することを特徴とする請求項1から3のいず
    れか一項に記載の中継器。
  5. 【請求項5】 サーキュレータ(6)が、フィルタ
    (5)に接続された第1ポート(12)と、中継器の出
    力信号を供給する第2ポート(13)と、信号再生手段
    (7)に接続された第3ポート(14)を有することを
    特徴とする請求項4に記載の中継器。
  6. 【請求項6】 フィルタ(5)がブラグフィルタである
    ことを特徴とする請求項2から5のいずれか一項に記載
    の中継器。
  7. 【請求項7】 前記分離手段のサーキュレータ(4)
    と、前記組み合わせ手段のサーキュレータ(6)が、そ
    れぞれ、フィルタ(5)の別々の端子に接続されること
    を特徴とする請求項3及び5に記載の中継器。
  8. 【請求項8】 請求項1から7のいずれか一項に記載の
    中継器を少なくとも1つ有する、波長多重光ファイバ伝
    送システム。
  9. 【請求項9】 多重されている各波長の信号を別々に再
    生するための中継器を備えることを特徴とする請求項8
    に記載のシステム。
  10. 【請求項10】 前記中継器が互いに規則正しい間隔で
    配置されることを特徴とする請求項9に記載のシステ
    ム。
JP11292661A 1998-10-15 1999-10-14 波長多重長距離光ファイバ伝送システム用の中継器 Pending JP2000278220A (ja)

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