JPH06112908A - Optical soliton pulse transmission method - Google Patents
Optical soliton pulse transmission methodInfo
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 大容量かつ超長距離伝送を実現する光ソリト
ンパルス伝送方法に関し、光ソリトンパルス間の相互作
用、光ソリトンパルスと光増幅器の自然放出光雑音との
相互作用を除去して光ソリトンパルスを安定化させ、ま
た光増幅器で発生する自然放出光雑音の除去することを
目的とする。
【構成】 光増幅器が所定の間隔で挿入された光ファイ
バ伝送路で光ソリトンパルスを伝送する光ソリトンパル
ス伝送方法において、光ファイバ伝送路の所定位置で、
光ソリトンパルスのパルス幅に対応した帯域を含む帯域
成分を透過させ、光ファイバ伝送路の伝搬光に対して元
の光ソリトンパルス周期に同期した強度変調を行うこと
を特徴とする。
(57) [Abstract] [Purpose] Regarding the optical soliton pulse transmission method that realizes large-capacity and ultra-long-distance transmission, the interaction between the optical soliton pulses and the interaction between the optical soliton pulses and the spontaneous emission optical noise of the optical amplifier are described. The purpose is to stabilize the optical soliton pulse by removing it, and also to remove the spontaneous emission optical noise generated in the optical amplifier. In an optical soliton pulse transmission method for transmitting an optical soliton pulse through an optical fiber transmission line in which optical amplifiers are inserted at predetermined intervals, in an optical fiber transmission line at a predetermined position,
It is characterized in that a band component including a band corresponding to the pulse width of the optical soliton pulse is transmitted, and the intensity of light propagated through the optical fiber transmission line is modulated in synchronization with the original optical soliton pulse period.
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、光ソリトンパルスを用
いて通信を行うシステムにおいて、大容量かつ超長距離
伝送を実現する光ソリトンパルス伝送方法に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an optical soliton pulse transmission method for realizing a large capacity and very long distance transmission in a system for communicating using optical soliton pulses.
【０００２】[0002]
【従来の技術】光ファイバを伝送路とし、光パルスを信
号として伝送するシステムにおいて、伝送容量を増加さ
せるには、光パルスのパルス幅を短くし、パルスの間隔
を狭くする必要がある。しかし、従来は線形な光パルス
を用いていたために、光ファイバ中を伝搬する光パルス
は、光ファイバに存在する群速度分散によってパルス波
形が変形し、その変形の度合いはパルス幅が短いほど顕
著となるので、通常の光パルスでは大容量化あるいは伝
送距離に限界があった。すなわち、線形の光パルスを用
いて例えば10Ｇbit/s の伝送容量の伝送を行う従来の伝
送システムでは、概ね伝搬距離に比例してパルス幅が広
がるために３千ｋｍから５千ｋｍの距離の通信が限界で
あった。2. Description of the Related Art In a system in which an optical fiber is used as a transmission line and an optical pulse is transmitted as a signal, in order to increase the transmission capacity, it is necessary to shorten the pulse width of the optical pulse and narrow the pulse interval. However, in the past, since a linear optical pulse was used, the pulse waveform of the optical pulse propagating in the optical fiber is deformed by the group velocity dispersion existing in the optical fiber, and the degree of the deformation is more remarkable as the pulse width is shorter. Therefore, there is a limit to the increase in capacity or the transmission distance of ordinary optical pulses. That is, in a conventional transmission system that transmits a transmission capacity of, for example, 10 Gbit / s using a linear optical pulse, the pulse width broadens substantially in proportion to the propagation distance, so that communication of a distance of 3,000 km to 5,000 km is performed. Was the limit.
【０００３】一方、光ファイバの異常分散波長域で形成
される光ソリトンパルスは、群速度分散と非線形光学効
果が釣り合うことにより生じる安定な光パルスである。
すなわち、光ソリトンパルスは光ファイバに群速度分散
があっても波形を変えずに伝搬するので、光ファイバに
おける光損失（波長1.55μｍ帯で約0.2dB/km、１ｋｍ先
で約５％の減衰）の補償さえすれば、大容量でかつ長距
離伝送が可能になっている。On the other hand, the optical soliton pulse formed in the abnormal dispersion wavelength region of the optical fiber is a stable optical pulse generated by balancing the group velocity dispersion and the nonlinear optical effect.
That is, the optical soliton pulse propagates without changing the waveform even if there is group velocity dispersion in the optical fiber, so the optical loss in the optical fiber (about 0.2 dB / km in the wavelength 1.55 μm band, about 5% attenuation at 1 km ahead) ), Large-capacity and long-distance transmission is possible.
【０００４】したがって、光ソリトンパルスを用いる従
来の伝送システムでは、光パルスの振幅，パルス幅，波
形等を制御して光ソリトンパルスを形成し、伝送路とし
ての光ファイバに送出した後は、光ファイバの光損失に
よって生じる光ソリトンパルスの強度の低下を補償する
ための光増幅だけが行われていた。このような構成で
も、光ソリトンパルスを用いることにより、10Ｇbit/s
の伝送容量で数千ｋｍから２万ｋｍの距離の通信が可能
となっていた（特願平１−６８６１９号）。Therefore, in the conventional transmission system using the optical soliton pulse, the amplitude, pulse width, waveform, etc. of the optical pulse are controlled to form the optical soliton pulse, and after the optical soliton pulse is transmitted to the optical fiber as the transmission line, the optical soliton pulse is transmitted. Only optical amplification was performed to compensate for the decrease in optical soliton pulse intensity caused by optical loss in the fiber. Even with such a configuration, by using the optical soliton pulse, 10 Gbit / s
With the transmission capacity of, the communication of a distance of several thousand km to 20,000 km was possible (Japanese Patent Application No. 1-68619).
【０００５】[0005]
【発明が解決しようとする課題】ところで、伝送路に損
失がない理想的な場合には、光ソリトンパルスは波形歪
みを生じることなく信号を無限に伝送することができる
が、現実の光ファイバには光損失があり、光ソリトンパ
ルスを伝送するにはこの光損失に見合った利得を有する
光増幅器が不可欠となる。しかし、このような減衰と増
幅を繰り返して伝搬する光ソリトンパルスは理想的な場
合と異なり、光ソリトンパルス間の相互作用によって波
形歪みが生じ非ソリトン成分が発生する。また、光ソリ
トンパルスと光増幅器の自然放出光雑音 (Amplified Sp
ontaneous Emission；ＡＳＥ）の相互作用により、光ソ
リトンパルスの速度が変化し、光ソリトンパルスにタイ
ミングのずれをもたらす。このような非ソリトン成分の
発生やタイミングのずれは、光ソリトンパルスで伝送さ
れる信号の符号誤り率を劣化させる要因になっていた。By the way, in an ideal case where there is no loss in the transmission line, the optical soliton pulse can transmit a signal infinitely without causing waveform distortion, but in an actual optical fiber, Has optical loss, and an optical amplifier having a gain commensurate with this optical loss is indispensable for transmitting an optical soliton pulse. However, the optical soliton pulse propagating by repeating such attenuation and amplification is different from the ideal case, and the waveform distortion occurs due to the interaction between the optical soliton pulses, and a non-soliton component is generated. In addition, the optical soliton pulse and the spontaneous emission optical noise of the optical amplifier (Amplified Sp
The interaction of the ontaneous emission (ASE) changes the speed of the optical soliton pulse, causing a timing shift in the optical soliton pulse. The generation of such non-soliton components and the timing shift have been factors that deteriorate the code error rate of signals transmitted by optical soliton pulses.
【０００６】さらに、超長距離伝送では、伝送路に挿入
される光増幅器はかなりの数となり、光増幅器の自然放
出光雑音の蓄積が大きな問題となる。光ソリトンパルス
を伝送するシステムでは、50〜80ｋｍに１個の光増幅器
が必要となるが、たとえば５万ｋｍの伝送では 625〜10
00個の光増幅器を要するので、その自然放出光雑音も62
5〜1000倍となる。このような規模で光増幅器の自然放
出光雑音が累積された場合には、信号対雑音比が劣化し
て信号を読みだすことができなかった。Furthermore, in ultra-long-distance transmission, the number of optical amplifiers inserted in the transmission line is considerable, and the accumulation of spontaneous emission optical noise in the optical amplifiers becomes a serious problem. In a system that transmits optical soliton pulses, one optical amplifier is required for every 50 to 80 km, but for transmission of 50,000 km, for example, 625 to 10
Since it requires 00 optical amplifiers, its spontaneous emission noise is 62
5 to 1000 times. When the spontaneous emission light noise of the optical amplifier was accumulated on such a scale, the signal-to-noise ratio was deteriorated and the signal could not be read out.
【０００７】このように、光ソリトンパルスを用いた通
信であっても、光ソリトンパルス間の相互作用、光ソリ
トンパルスと光増幅器の自然放出光雑音との相互作用、
光増幅器の自然放出光雑音の蓄積等の要因により、伝送
容量の増加や伝送距離の延長は困難になっていた（J.P.
Gordon and H.A.Haus, Optics Letters, 11 (1986),p.6
65)。As described above, even in the communication using the optical soliton pulse, the interaction between the optical soliton pulses, the interaction between the optical soliton pulse and the spontaneous emission optical noise of the optical amplifier,
Due to factors such as the accumulation of spontaneous emission noise of optical amplifiers, it has become difficult to increase the transmission capacity and the transmission distance (JP
Gordon and HAHaus, Optics Letters, 11 (1986), p.6
65).
【０００８】本発明は、光ソリトンパルス間の相互作
用、光ソリトンパルスと光増幅器の自然放出光雑音との
相互作用を除去して光ソリトンパルスを安定化させ、ま
た光増幅器で発生する自然放出光雑音の除去によって大
容量かつ超長距離伝送を可能とする光ソリトンパルス伝
送方法を提供することを目的とする。The present invention stabilizes the optical soliton pulse by removing the interaction between the optical soliton pulses, the interaction between the optical soliton pulse and the spontaneous emission optical noise of the optical amplifier, and the spontaneous emission generated by the optical amplifier. It is an object of the present invention to provide an optical soliton pulse transmission method that enables large-capacity and ultra-long-distance transmission by removing optical noise.
【０００９】[0009]
【課題を解決するための手段】本発明は、光増幅器が所
定の間隔で挿入された光ファイバ伝送路で光ソリトンパ
ルスを伝送する光ソリトンパルス伝送方法において、光
ファイバ伝送路の所定位置で、光ソリトンパルスのパル
ス幅に対応した帯域を含む帯域成分を透過させ、光ファ
イバ伝送路の伝搬光に対して元の光ソリトンパルス周期
に同期した強度変調を行うことを特徴とする。The present invention provides an optical soliton pulse transmission method for transmitting an optical soliton pulse through an optical fiber transmission line in which an optical amplifier is inserted at a predetermined interval, in a predetermined position of the optical fiber transmission line. It is characterized in that a band component including a band corresponding to the pulse width of the optical soliton pulse is transmitted, and the intensity of light propagated through the optical fiber transmission line is modulated in synchronization with the original optical soliton pulse period.
【００１０】[0010]
【作用】本発明の光ソリトンパルス伝送方法では、光フ
ィルタを用いて光ソリトンパルスのパルス幅に対応した
帯域を含む帯域成分を透過させ、それによって光ソリト
ンパルスの振幅の変化に応じた損失を与えることによ
り、光増幅器で増幅したときに振幅の変化を補償する方
向に制御することができる。すなわち、光フィルタと光
増幅器とを組み合わせることにより、光ソリトンパルス
のエネルギーの変化を抑圧して安定化させることができ
る。In the optical soliton pulse transmission method of the present invention, a band component including a band corresponding to the pulse width of the optical soliton pulse is transmitted by using an optical filter, thereby causing a loss corresponding to a change in the amplitude of the optical soliton pulse. By giving it, it is possible to control in a direction of compensating for a change in amplitude when amplified by the optical amplifier. That is, by combining the optical filter and the optical amplifier, it is possible to suppress and stabilize the energy change of the optical soliton pulse.
【００１１】また、元の光ソリトンパルス周期に同期し
た強度変調を行うことにより、光ソリトンパルスを変調
の中心（元の光ソリトンパルス周期）に引き寄せること
ができる。したがって、光ソリトンパルスと光増幅器で
発生する自然放出光雑音との相互作用によって生じたジ
ッタを除去することができる。Further, by performing intensity modulation in synchronization with the original optical soliton pulse cycle, the optical soliton pulse can be drawn to the center of modulation (original optical soliton pulse cycle). Therefore, it is possible to remove the jitter caused by the interaction between the optical soliton pulse and the spontaneous emission noise generated in the optical amplifier.
【００１２】また、光ソリトンパルス周期に同期した強
度変調を行うことにより、光増幅器で発生した自然放出
光雑音のエネルギーを減少させることができる。したが
って、群速度分散を有する光ファイバ伝送路と光変調器
と組み合わせて用いることにより、自然放出光雑音を徐
々に減衰させることができる。Further, by performing the intensity modulation synchronized with the optical soliton pulse period, the energy of the spontaneous emission optical noise generated in the optical amplifier can be reduced. Therefore, the spontaneous emission light noise can be gradually attenuated by using the optical fiber transmission line having the group velocity dispersion and the optical modulator in combination.
【００１３】[0013]
【実施例】図１は、本発明方法を用いた光ソリトンパル
ス伝送システムの第一実施例構成を示すブロック図であ
る。1 is a block diagram showing the configuration of a first embodiment of an optical soliton pulse transmission system using the method of the present invention.
【００１４】図において、光ソリトンパルス発生器１１
から対向する受光器１２に光ソリトンパルスを伝送する
光ファイバ伝送路１３には、所定の間隔Ｌa （通常は50
〜80ｋｍ）で光増幅器１４が挿入される。さらに、光フ
ァイバ伝送路１３には、光ソリトンパルスの安定化を図
るための光フィルタ１５および光変調器１６が、所定の
間隔Ｌc （通常は 50〜500（最大で5000) ｋｍ）で挿入
される。また、クロック抽出器１７は、光変調器１６に
入力される光ソリトンパルスからクロック信号を抽出し
て光変調器１６に与える。光変調器１６は、このクロッ
ク信号に同期した変調により、変調周波数を元の光ソリ
トンパルス周期に一致させる。なお、光フィルタ１５，
光変調器１６，光増幅器１４の配列は任意である。In the figure, an optical soliton pulse generator 11
The optical fiber transmission line 13 for transmitting the optical soliton pulse from the opposite side to the opposite photodetector 12 has a predetermined distance La (normally 50
The optical amplifier 14 is inserted after about 80 km. Further, an optical filter 15 and an optical modulator 16 for stabilizing the optical soliton pulse are inserted in the optical fiber transmission line 13 at a predetermined interval Lc (normally 50 to 500 (maximum 5000) km). It Further, the clock extractor 17 extracts a clock signal from the optical soliton pulse input to the optical modulator 16 and supplies it to the optical modulator 16. The optical modulator 16 matches the modulation frequency with the original optical soliton pulse cycle by performing the modulation in synchronization with this clock signal. The optical filter 15,
The arrangement of the optical modulator 16 and the optical amplifier 14 is arbitrary.
【００１５】ここで、光ファイバ伝送路１３には、石英
系の光ファイバが用いられる。光増幅器１４は、光ソリ
トンパルスを光のまま増幅器するものであり、伝送帯域
が例えば1.55μｍ帯であればエルビウム添加光ファイバ
増幅器あるいは半導体光増幅器その他が用いられる。な
お、エルビウム添加光ファイバ増幅器を用いる場合には
励起光の注入機構が含まれる。光フィルタ１５は、光の
帯域透過型フィルタであり、干渉多層膜フィルタあるい
はファブリペロ共振器その他が用いられる。光変調器１
６は、強度変調器であり、ニオブ酸リチウム（LiNbO3)
製のマッハツェンダ型変調器，電界吸収型半導体変調器
あるいは半導体光増幅器その他が用いられる。Here, a silica-based optical fiber is used for the optical fiber transmission line 13. The optical amplifier 14 amplifies the optical soliton pulse as it is, and if the transmission band is, for example, 1.55 μm band, an erbium-doped optical fiber amplifier, a semiconductor optical amplifier, or the like is used. When an erbium-doped optical fiber amplifier is used, a pumping light injection mechanism is included. The optical filter 15 is a band-pass filter of light, and an interference multilayer filter, a Fabry-Perot resonator, or the like is used. Light modulator 1
6 is an intensity modulator, which is lithium niobate (LiNbO 3 ).
A Mach-Zehnder modulator, an electro-absorption semiconductor modulator, a semiconductor optical amplifier, or the like manufactured by Mach-Zehnder are used.
【００１６】このような構成により、光ソリトンパルス
発生器１１から出射された光ソリトンパルスは光ファイ
バ伝送路１３を伝搬し、その光損失による強度の低下が
光増幅器１４によって補償され、それを１〜数十回繰り
返した後に光フィルタ１５および光変調器１６によって
光ソリトンパルスを安定化する制御が加えられる。さら
に、光ソリトンパルスはそれらを所定回数繰り返して所
要の距離を伝搬した後に受光器１２に受光される。With such a configuration, the optical soliton pulse emitted from the optical soliton pulse generator 11 propagates through the optical fiber transmission line 13, and the decrease in the intensity due to the optical loss is compensated by the optical amplifier 14, and it is reduced to 1 The control for stabilizing the optical soliton pulse is added by the optical filter 15 and the optical modulator 16 after repeating several tens times. Further, the optical soliton pulses are repeated a predetermined number of times, propagated over a required distance, and then received by the light receiver 12.
【００１７】以下、図２〜図４を参照して光フィルタ１
５および光変調器１６が果たす機能について説明する。
図２は、光フィルタ１５によって光ソリトンパルスが安
定化する原理を説明する図である。Hereinafter, the optical filter 1 will be described with reference to FIGS.
5 and the function performed by the optical modulator 16 will be described.
FIG. 2 is a diagram illustrating the principle by which the optical soliton pulse is stabilized by the optical filter 15.
【００１８】図において、光ソリトンパルス２１ａに対
して光ソリトンパルス２１ｂは振幅が減少したものであ
る。その違いは振幅だけであり、それぞれに対応する周
波数スペクトル２２ａ，２２ｂには変化がない。すなわ
ち、両光ソリトンパルスのスペクトル幅は等しい。この
振幅の減少は、雑音による場合、光ソリトンパルスの周
波数シフトにより周波数の中心がフィルタの中心からず
れた場合、ジッタにより光ソリトンパルスの中心が変調
の中心からずれた場合などに生じる。In the figure, the optical soliton pulse 21b has a reduced amplitude with respect to the optical soliton pulse 21a. The only difference is the amplitude, and there is no change in the corresponding frequency spectra 22a and 22b. That is, the spectral widths of both optical soliton pulses are equal. This decrease in amplitude occurs due to noise, when the center of the frequency shifts from the center of the filter due to the frequency shift of the optical soliton pulse, and when the center of the optical soliton pulse shifts from the center of the modulation due to jitter.
【００１９】この光ソリトンパルスが光ファイバ伝送路
１３を伝搬すると、光ソリトンパルス２１ａについては
パルス幅に変化がなく同様の光ソリトンパルス２３ａと
なり、また周波数スペクトル２４ａも変化しない。一
方、振幅が減少している光ソリトンパルス２１ｂは、非
線形性に比べて分散性が強くなり、伝搬中に光ファイバ
伝送路１３の群速度分散によってパルス幅が広がった光
ソリトンパルス２３ｂとなり、それに逆比例してスペク
トル幅が狭まった周波数スペクトル２４ｂとなる。When this optical soliton pulse propagates through the optical fiber transmission line 13, the optical soliton pulse 21a becomes a similar optical soliton pulse 23a with no change in pulse width, and the frequency spectrum 24a does not change. On the other hand, the optical soliton pulse 21b whose amplitude has decreased becomes stronger in dispersiveness as compared with the non-linearity, and becomes an optical soliton pulse 23b whose pulse width is widened due to group velocity dispersion of the optical fiber transmission line 13 during propagation. The frequency spectrum 24b is narrowed in inverse proportion to the spectrum width.
【００２０】この周波数スペクトルを有する光ソリトン
パルス２３ａ，２３ｂを光フィルタ（帯域透過型フィル
タ）１５に通すと、光ソリトンパルス２３ｂはスペクト
ル幅が狭くなっているために光フィルタ１５で阻止され
る成分が少なく、光ソリトンパルス２３ａに比べて損失
が少ない。そこで、光ソリトンパルス２３ａ，２３ｂを
同じ利得で増幅すると、光ソリトンパルス２３ｂは振幅
が回復する方向に向かう。また、振幅が増加した場合に
は、これと逆に光フィルタ１５で阻止される成分が多く
なって損失が増え、振幅が減少する方向に向かう。When the optical soliton pulses 23a and 23b having this frequency spectrum are passed through the optical filter (band-pass filter) 15, the optical soliton pulse 23b has a narrow spectrum width and is thus blocked by the optical filter 15. And the loss is less than that of the optical soliton pulse 23a. Therefore, when the optical soliton pulses 23a and 23b are amplified with the same gain, the optical soliton pulse 23b moves in a direction in which the amplitude is recovered. On the contrary, when the amplitude is increased, the components blocked by the optical filter 15 are increased, the loss is increased, and the amplitude is decreased.
【００２１】このように、いずれの場合でも光フィルタ
１５は光ソリトンパルスのエネルギーを定常値に引き戻
すように働く。すなわち、光フィルタ１５を挿入するこ
とにより、光ソリトンパルスのエネルギーを安定化させ
ることができる。As described above, in any case, the optical filter 15 works to return the energy of the optical soliton pulse to the steady value. That is, by inserting the optical filter 15, the energy of the optical soliton pulse can be stabilized.
【００２２】図３は、光変調器１６によって光ソリトン
パルスの位置が安定化する原理を説明する図である。図
３(1) において、光ソリトンパルス発生器１１から光フ
ァイバ伝送路１３に出射される光ソリトンパルス(a)
は、図に示すように等間隔である。この光ソリトンパル
ス(a) は、光増幅器１４で発生する自然放出光雑音との
相互作用によって周波数が変化し、光ファイバ伝送路１
３を伝搬した後には間隔にばらつきが生じた光ソリトン
パルス(b) となる。このばらつきをジッタと呼ぶ。FIG. 3 is a diagram for explaining the principle by which the position of the optical soliton pulse is stabilized by the optical modulator 16. In FIG. 3 (1), the optical soliton pulse emitted from the optical soliton pulse generator 11 to the optical fiber transmission line 13 (a)
Are evenly spaced as shown. The frequency of this optical soliton pulse (a) changes due to the interaction with the spontaneous emission noise generated in the optical amplifier 14, and the optical fiber transmission line 1
After propagating through 3, it becomes an optical soliton pulse (b) with variations in the interval. This variation is called jitter.
【００２３】ここで、クロック抽出器１７が、ジッタの
生じた光ソリトンパルス(b) から元の光ソリトンパルス
周期を抽出し、クロック信号として光変調器１６に与え
る。光変調器１６は、そのクロック信号に同期した変調
波形(c) でジッタの生じた光ソリトンパルス(b) に対し
て強度変調をかけると、ジッタが減少した光ソリトンパ
ルス(d) とすることができる。Here, the clock extractor 17 extracts the original optical soliton pulse period from the optical soliton pulse (b) in which jitter has occurred, and supplies it to the optical modulator 16 as a clock signal. The optical modulator 16 performs intensity modulation on the optical soliton pulse (b) in which the jitter has occurred in the modulation waveform (c) synchronized with the clock signal, and determines the optical soliton pulse (d) with reduced jitter. You can
【００２４】図３(2) は、ジッタの生じた光ソリトンパ
ルス(b) ，変調波形(c) ，ジッタが減少した光ソリトン
パルス(d) を拡大して重ねた図である。この図のよう
に、ジッタの生じた光ソリトンパルス(b) が左側にずれ
た場合には、それに対して右上がりの変調波形(c) が透
過関数となる。すなわち、ジッタの生じた光ソリトンパ
ルス(b) の中心に対して右側の方が多く透過し、左側の
方の透過が少なくなる。その結果、図中に上下の矢印で
示したように波形が変化し、その中心が変調の山の方に
向かって移動してジッタが減少した光ソリトンパルス
(d) が得られる。すなわち、ジッタの生じた光ソリトン
パルス(b) は、変調の中心に引き寄せられることにな
り、ジッタが減少する。FIG. 3 (2) is an enlarged view of the optical soliton pulse (b) in which the jitter has occurred, the modulation waveform (c), and the optical soliton pulse (d) in which the jitter has been reduced. As shown in this figure, when the optical soliton pulse (b) in which the jitter has occurred is shifted to the left, the upwardly rising modulation waveform (c) becomes the transmission function. That is, more light is transmitted to the right of the center of the optical soliton pulse (b) in which jitter has occurred, and less light is transmitted to the left. As a result, the optical soliton pulse whose waveform changed as shown by the up and down arrows in the figure and whose center moved toward the modulation peak and which reduced jitter
(d) is obtained. That is, the optical soliton pulse (b) in which the jitter has occurred is attracted to the center of the modulation, and the jitter decreases.
【００２５】このように、変調を加えなければジッタが
次々に蓄積されて長距離の伝送ができなくなるが、光変
調器１６を挿入することによってその都度ジッタが除去
され、光ソリトンパルスの位置を安定化させることがで
きる。As described above, if modulation is not applied, jitter is accumulated one after another and long-distance transmission becomes impossible, but by inserting the optical modulator 16, the jitter is removed each time and the position of the optical soliton pulse is adjusted. Can be stabilized.
【００２６】図４は、光変調器１６によって光増幅器１
４で発生する自然放出光雑音が除去される原理を説明す
る図である。図において、光増幅器１４で発生した自然
放出光雑音(e) は、光変調器１６の変調波形(c) に応じ
て変調され、パルス状の雑音(f) となる。この雑音(f)
は、光ファイバ伝送路１３を伝搬する間に光ファイバの
群速度分散によって広がっていき、再び連続した雑音
(g) に戻る。このとき、変調波形(c) の谷部分のエネル
ギーが弱くなるために雑音全体のエネルギーも減少して
おり、雑音(g) は自然放出光雑音(e) に比べて小さくな
っている。なお、光ソリトンパルスは非線形性を利用し
ているためにパルス幅は広がらない。連続となった雑音
(g) は、次の光変調器１６によって再びパルス状の雑音
(h) となり、雑音全体のエネルギーが減少するので、次
の光ファイバ伝送路１３を伝搬する間にさらに小さな雑
音(i) となる。FIG. 4 shows an optical amplifier 1 using an optical modulator 16.
4 is a diagram illustrating a principle of removing spontaneous emission noise generated in FIG. In the figure, the spontaneous emission light noise (e) generated in the optical amplifier 14 is modulated according to the modulation waveform (c) of the optical modulator 16 to become pulse-like noise (f). This noise (f)
Is spread by the group velocity dispersion of the optical fiber while propagating through the optical fiber transmission line 13, and the continuous noise is again generated.
Return to (g). At this time, the energy of the entire noise is reduced because the energy of the valley portion of the modulated waveform (c) is weakened, and the noise (g) is smaller than the spontaneous emission noise (e). Since the optical soliton pulse uses nonlinearity, the pulse width does not widen. Continuous noise
(g) is the pulse-shaped noise again generated by the next optical modulator 16.
(h), and the energy of the entire noise decreases, so that noise (i) becomes smaller during the propagation through the next optical fiber transmission line 13.
【００２７】このように、光増幅器１４で発生した自然
放出光雑音(e) は、光変調器１６と光ファイバ伝送路１
３とを繰り返し伝搬させることにより除去することがで
きる。As described above, the spontaneous emission optical noise (e) generated in the optical amplifier 14 is generated by the optical modulator 16 and the optical fiber transmission line 1.
It can be removed by repeatedly propagating 3 and 3.
【００２８】図５は、本実施例システムの動作を計算機
により解析した結果を示した図である。本シミュレーシ
ョンは、10Ｇbit/s に相当するパルス対で光ファイバを
伝搬する光ソリトンパルスの波形について、入力波形お
よび５万ｋｍごとに 100万ｋｍまで示したものである。
ここに示すように、本発明の光ソリトンパルス伝送方法
を用いることにより 100万ｋｍの伝送でも波形に劣化が
なく、 100万ｋｍ以上にわたって信号の伝送が可能であ
ることがわかる。FIG. 5 is a diagram showing a result of analyzing the operation of the system of this embodiment by a computer. This simulation shows the waveform of an optical soliton pulse propagating in an optical fiber with a pulse pair corresponding to 10 Gbit / s, and shows the input waveform and up to 1 million km every 50,000 km.
As shown here, by using the optical soliton pulse transmission method of the present invention, it is possible to transmit signals over 1 million km or more without deterioration of the waveform even during transmission of 1 million km.
【００２９】なお、図１に示す実施例では、光フィルタ
１５と光変調器１６とを同一ポイントで用いる構成を示
したが、それらは互いに独立した機能を果たすので、別
々にかつ異なる間隔で配置されてもよい。また、それら
の配置間隔は、要求される特性とコストとの関係で決ま
るが、フィルタ特性や変調強度を適宜設定すれば配置間
隔をある程度広げても、本発明の効果を十分に引き出す
ことができる。In the embodiment shown in FIG. 1, the optical filter 15 and the optical modulator 16 are used at the same point. However, since they function independently of each other, they are arranged separately and at different intervals. May be done. Further, the arrangement intervals thereof are determined by the relationship between the required characteristics and the cost, but the effect of the present invention can be sufficiently brought out even if the arrangement intervals are widened to some extent by appropriately setting the filter characteristics and the modulation strength. .
【００３０】ここで、本発明方法を用いた光ソリトンパ
ルス伝送システムの第二実施例構成を図６に示す。本実
施例の構成は、光フィルタ１５と光変調器１６をそれぞ
れ独立に適当な間隔で配置する。なお、光フィルタ１５
および光変調器１６の後段に配置される光増幅器１４
は、光フィルタ１５および光変調器１６における光損失
を補償する目的を有する。FIG. 6 shows the configuration of the second embodiment of the optical soliton pulse transmission system using the method of the present invention. In the configuration of this embodiment, the optical filter 15 and the optical modulator 16 are independently arranged at appropriate intervals. The optical filter 15
And the optical amplifier 14 arranged at the subsequent stage of the optical modulator 16.
Has the purpose of compensating for the optical loss in the optical filter 15 and the optical modulator 16.
【００３１】また、光フィルタ１５および光変調器１６
の後段に配置される光増幅器１４と、光フィルタ１５お
よび光変調器１６の前に配置される光増幅器１４を一つ
にまとめ、光ファイバ伝送路１３による光損失と、光フ
ィルタ１５および光変調器１６による光損失とを同時に
補償させることも可能である。Further, the optical filter 15 and the optical modulator 16
The optical amplifier 14 arranged in the subsequent stage and the optical amplifier 14 arranged in front of the optical filter 15 and the optical modulator 16 are integrated into one, and the optical loss due to the optical fiber transmission line 13, the optical filter 15 and the optical modulation are combined. It is also possible to simultaneously compensate for the optical loss due to the device 16.
【００３２】[0032]
【発明の効果】以上説明したように本発明は、光ソリト
ンパルス間の相互作用、光ソリトンパルスと光増幅器の
自然放出光雑音との相互作用による光ソリトンパルスの
劣化を補償し、光ファイバ伝送路上の光ソリトンパルス
の位置を安定化させることができる。また、光増幅器で
発生する自然放出光雑音を除去することができる。した
がって、光ソリトンパルスの長距離伝送に不可欠な光増
幅器がもたらす障害要因が解消し、その利得を有効に引
き出して伝送距離を飛躍的に延ばすことができ、大容量
かつ超長距離伝送を実現することができる。INDUSTRIAL APPLICABILITY As described above, the present invention compensates for the interaction between optical soliton pulses and the deterioration of optical soliton pulses due to the interaction between the optical soliton pulses and the spontaneous emission optical noise of the optical amplifier, and optical fiber transmission. The position of the optical soliton pulse on the road can be stabilized. Further, it is possible to remove spontaneous emission noise generated in the optical amplifier. Therefore, the obstacle factor brought about by the optical amplifier, which is indispensable for the long-distance transmission of the optical soliton pulse, is eliminated, the gain can be effectively extracted, and the transmission distance can be remarkably extended, and large-capacity and ultra-long-distance transmission can be realized. be able to.
【図１】本発明方法を用いた光ソリトンパルス伝送シス
テムの第一実施例構成を示すブロック図。FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of a first embodiment of an optical soliton pulse transmission system using the method of the present invention.
【図２】光フィルタ１５によって光ソリトンパルスが安
定化する原理を説明する図。FIG. 2 is a diagram illustrating a principle of stabilizing an optical soliton pulse by an optical filter 15.
【図３】光変調器１６によって光ソリトンパルスの位置
が安定化する原理を説明する図。FIG. 3 is a diagram illustrating a principle in which the position of an optical soliton pulse is stabilized by the optical modulator 16.
【図４】光変調器１６によって光増幅器１４で発生する
自然放出光雑音が除去される原理を説明する図。FIG. 4 is a diagram for explaining the principle by which the spontaneous emission light noise generated in the optical amplifier 14 is removed by the optical modulator 16.
【図５】本実施例システムの動作を計算機により解析し
た結果を示した図。FIG. 5 is a diagram showing a result of analyzing the operation of the system of this embodiment by a computer.
【図６】本発明方法を用いた光ソリトンパルス伝送シス
テムの第二実施例構成を示すブロック図。FIG. 6 is a block diagram showing the configuration of a second embodiment of an optical soliton pulse transmission system using the method of the present invention.
１１ 光ソリトンパルス発生器 １２ 受光器 １３ 光ファイバ伝送路 １４ 光増幅器 １５ 光フィルタ １６ 光変調器 １７ クロック抽出器 11 optical soliton pulse generator 12 light receiver 13 optical fiber transmission line 14 optical amplifier 15 optical filter 16 optical modulator 17 clock extractor
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０４Ｂ 10/06 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (51) Int.Cl. 5 Identification code Office reference number FI technical display location H04B 10/06
Claims (1)
ァイバ伝送路で光ソリトンパルスを伝送する光ソリトン
パルス伝送方法において、 前記光ファイバ伝送路の所定位置で、前記光ソリトンパ
ルスのパルス幅に対応した帯域を含む帯域成分を透過さ
せ、前記光ファイバ伝送路の伝搬光に対して元の光ソリ
トンパルス周期に同期した強度変調を行うことを特徴と
する光ソリトンパルス伝送方法。1. An optical soliton pulse transmission method for transmitting an optical soliton pulse through an optical fiber transmission line in which optical amplifiers are inserted at predetermined intervals, wherein a pulse width of the optical soliton pulse is provided at a predetermined position of the optical fiber transmission line. An optical soliton pulse transmission method, wherein a band component including a band corresponding to is transmitted, and intensity modulation is performed on the light propagating through the optical fiber transmission line in synchronization with the original optical soliton pulse period.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4262153A JP2716049B2 (en) | 1992-09-30 | 1992-09-30 | Optical soliton pulse transmission method |
Applications Claiming Priority (1)
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06112908A true JPH06112908A (en) | 1994-04-22 |
| JP2716049B2 JP2716049B2 (en) | 1998-02-18 |
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ID=17371798
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4262153A Expired - Fee Related JP2716049B2 (en) | 1992-09-30 | 1992-09-30 | Optical soliton pulse transmission method |
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| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2716049B2 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001148663A (en) * | 1999-09-24 | 2001-05-29 | Alcatel | RZ signal light regenerator that limits noise at "0" |
| JP2004117590A (en) * | 2002-09-24 | 2004-04-15 | Furukawa Electric Co Ltd:The | Waveform shaper, optical pulse generator and optical regeneration system |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH03214123A (en) * | 1990-01-19 | 1991-09-19 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | Photosoliton generating method and soliton transmitting method |
| JPH03278627A (en) * | 1990-03-27 | 1991-12-10 | Nec Corp | Optical reproduction repeater |
-
1992
- 1992-09-30 JP JP4262153A patent/JP2716049B2/en not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| JPH03214123A (en) * | 1990-01-19 | 1991-09-19 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | Photosoliton generating method and soliton transmitting method |
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2716049B2 (en) | 1998-02-18 |
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