JPH0618943A - 光ソリトン伝送路 - Google Patents

光ソリトン伝送路

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JPH0618943A
JPH0618943A JP4171190A JP17119092A JPH0618943A JP H0618943 A JPH0618943 A JP H0618943A JP 4171190 A JP4171190 A JP 4171190A JP 17119092 A JP17119092 A JP 17119092A JP H0618943 A JPH0618943 A JP H0618943A
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JP
Japan
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dispersion
optical
optical fiber
transmission line
soliton
Prior art date
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Pending
Application number
JP4171190A
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English (en)
Inventor
Katsumi Iwatsuki
岩月  勝美
Kenichi Suzuki
謙一 鈴木
Shigeto Nishi
成人 西
Masatoshi Saruwatari
正俊 猿渡
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
NTT Inc
Original Assignee
Nippon Telegraph and Telephone Corp
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】容易に入手できる汎用の光ファイバを用いて安
定に光ソリトンを伝送できる光ソリトン伝送路を提供す
る。 【構成】分散特性の異なる2種以上の光ファイバを直列
に接続したもので伝送路を構成する。この場合、伝送路
全体としての光ファイバの単位距離の当りの分散値が、
光ソリトンが安定に伝送される条件を満たすようにして
おく。例えば波長1.55μm帯の光ソリトンを伝送す
る場合は、分散シフト光ファイバ11(波長1.55μ
mでゼロ分散)と分散調整用の光ファイバ14(波長
1.3μmでゼロ分散の通常の石英系光ファイバ)とを
接続したもので伝送路を構成する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は光ファイバを用いた光伝
送路に関し、特に、光ソリトンを伝送する光伝送路に関
する。
【0002】
【従来の技術】超広帯域光通信技術として、光ソリトン
を用いる方法が検討されている。図5は従来の光ソリト
ン伝送路の構成を示すブロック図である。この光ソリト
ン伝送路は、伝送路の損失を補償する光増幅器(中継
器)51とこれら光増幅器51間を接続する光ファイバ
52とから構成されている。光ファイバ52は、光信号
である入射光パルスの中心波長において異常分散をもつ
ように、その分散値が設定されている必要がある。
【0003】ところで光ファイバは一般にその長手方向
(光パルスの伝搬方向)に関し、分散値のゆらぎがあ
る。この分散値のゆらぎには、図6の(a)に示されるよ
うな平均値のまわりの短周期のゆらぎ(はやい周期のゆ
らぎ)、図6の(b)に示されるような平均値のまわりの
長周期のゆらぎ(ゆっくりとしたゆらぎ)がある。光ソ
リトンを安定に長距離伝送するためには、短周期のゆら
ぎを抑えることよりも長周期の分散値のゆらぎを重点的
に抑える必要がある。したがって、光ソリトン伝送路に
使用される光ファイバは、信号光の波長で異常分散を示
すように特定の分散値を有し、かつその分散値の長手方
向の特に長周期のゆらぎが抑えられているものでなくて
はならない。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】上述した従来の光ソリ
トン伝送路では、光ファイバの分散値の仕様に対して上
述のような厳しい制約が加わることとなり、特別な仕様
の光ファイバが必要となって伝送路の構築に要するコス
トが上昇するという問題点がある。
【0005】本発明の目的は、容易に入手できる光ファ
イバを用いて安定に光ソリトンを伝送できる光ソリトン
伝送路を提供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明の光ソリトン伝送
路は、分散特性の異なる2種以上の光ファイバが直列に
接続され、直列に接続された光ファイバ全体としての分
散特性が光ソリトンの伝送条件を満たしている。
【0007】
【作用】分散特性の異なる2種以上の光ファイバを直列
に接続するので、個々の光ファイバが光ソリトン伝送の
ための分散値の条件を満たしていなくても、伝送路全体
としてこの分散値の条件を満たすことが可能となり、安
定に光ソリトンを伝送できる。ここでは、波長が1.5
5μm帯である光ソリトンを例に挙げて、分散特性の異
なる2種の光ファイバを用いることにより光ソリトンが
安定に伝送できることを説明する。
【0008】2種の光ファイバとして、分散シフト光フ
ァイバ(波長1.55μmでの分散が実質的に0)と通常
の光ファイバ(分散が0となる波長が1.3μm)を使用
する。これらの光ファイバはいずれも汎用品であって、
特性の安定したものを容易に入手できる。そして前者の
分散シフト光ファイバを伝送路のほぼ全長に使用し、こ
の分散シフト光ファイバの前後のいずれかに通常の光フ
ァイバを分散調整用として付加した構成の伝送路を考え
る。分散調整用の光ファイバの全分散値をδD(ps/n
m)、その全長をδL(km)とする。また、分散シフト光フ
ァイバの全分散値をD(ps/nm)、その全長をL(km)とす
る。この伝送路の単位距離当りの分散値d(ps/km/nm)
は、
【0009】
【数1】 で表わされる。また、この伝送路で光ソリトンを伝送す
るには、単位距離当りの分散値dが、
【0010】
【数2】 を満足する必要がある。ただし、光ソリトンのパルス幅
をδt(ps)、光ソリトン光ファイバへのピーク入力パワ
ーをP(W)、光ソリトンの中心波長をλ(nm)、伝送路で
ある光ファイバの有効コア断面積をA(μm2)、伝送路の
損失をα(Np/km)とした。上記(1)式および(2)式から、
分散調整用の光ファイバの全分散値δDと全長δLとを
求めることができる。ここで伝送する光ソリトンのパル
ス幅δtを20ps、そのピーク入力パワーPを2mW、光
ファイバの有効コア断面積Aを35μm2とすると、分散
値dは1ps/km/nmとなる。
【0011】通常の場合、分散シフト光ファイバの使用
波長(この場合は1.55μm)での単位距離当りの分散
値は−0.5ps/km/nm〜+0.5ps/km/nmの範囲にあり、
また分散シフト光ファイバの全長Lは、伝送路長にほぼ
対応するから30〜50kmの程度である。分散調整用と
して用いることのできる通常の光ファイバの単位距離当
りの分散値は、〜20ps/km/nm(ただし波長は1.55
μm)程度である。これらのことから、分散調整用の光
ファイバの長さδLは3〜4kmとなる。
【0012】以上のことより、長さLが30〜50kmの
分散シフト光ファイバに分散調整用として長さδLが3
〜4kmの通常の光ファイバを接続することにより、単位
距離当りの分散値が調整され、伝送路の長手方向に対す
る分散値のばらつき、特に分散値のばらつきの低周波成
分を抑圧することができ、安定に光ソリトンを長距離伝
送することが可能となる。また、分散調整用の光ファイ
バの全長δLは3〜4km程度であるので、この分散調整
用の光ファイバを光増幅器とともに中継器の筐体の中に
格納することが可能である。この場合、伝送路の中継区
間部分は分散シフト光ファイバのみで構成されることに
なる。
【0013】
【実施例】次に、本発明の実施例について図面を参照し
て説明する。
【0014】図1は、本発明の一実施例の光ソリトン伝
送路の構成を示すブロック図である。この光ソリトン伝
送路は、波長が1.55μm帯である光ソリトンを伝送す
るものであって、各中継区間の伝送路を構成する分散シ
フト光ファイバ11と、中継区間相互を接続する中継器
12とからなっている。図1では3区間分の中継区間が
示されており、これに対応して2個の中継器12が示さ
れている。 もちろん中継区間の数は3区間に限られる
わけではなく、これよりはるかに多い数の中継区間に対
して本発明を適用できることはいうまでもない。中継器
12は、光信号の減衰を補償する光増幅器13と、光増
幅器13の入力側に設けられた分散調整用の光ファイバ
14とを有している。分散シフト光ファイバ11は、石
英系の単一モードのものであり、構造分散と材料分散と
を制御することによって波長1.55μm近傍での分散が
ほぼ0になるよう調整されている。また、分散調整用の
光ファイバ14は、分散が0となる波長が1.3μmであ
る通常の石英系の単一モード光ファイバである。光増幅
器13としては、光信号を直接増幅して出力する通常の
ものが使用できる。
【0015】この光ソリトン伝送路では、信号光の入射
側から、分散シフト光ファイバ11、分散調整用の光フ
ァイバ14、光増幅器13、分散シフト光ファイバ11
…と接続されていることになり、各中継区間ごとに分散
シフト光ファイバと分散調整用の光ファイバ14とが直
列に接続されていることになる。ここで上記[作用]欄
で式(1)および(2)を用いて述べたようにして分散調整用
の光ファイバ14の全長δLを定め、各中継区間ごとの
単位距離当りの分散値を等しくすると、各中継区間につ
いてその単位距離当りの分散値は、光ソリトンが安定に
伝送する条件を満たすようになる。光ソリトンは伝搬方
向に対する伝送路の分散値の分布に影響されることなく
単位距離当りの分散値に応じて伝搬するので、送信側か
ら受信側に向って光ソリトンが極めて安定に超長距離に
伝送されることになる。なお、分散調整用の光ファイバ
14は短尺であるので、中継器12の筐体内に余裕をも
って格納される。
【0016】以上、本発明の最初の実施例について説明
したが、分散調整用の光ファイバ14は光増幅器13の
出力側に設けることも可能である。図2に示した実施例
の光ソリトン伝送路では、分散調整用の光ファイバ14
が中継器12内において光増幅器13の出力側に設けら
れている。したがってこの実施例では、送信側からみ
て、分散シフト光ファイバ11、光増幅器13、分散調
整用の光ファイバ14、分散シフト光ファイバ11…と
並んでいることになる。この場合も、分散調整用の光フ
ァイバ14と分散シフト光ファイバ11とが直列に接続
されていることになり、上述の実施例と同様にして光ソ
リトンを送信側から受信側に向って極めて安定に超長距
離を伝送させることができる。
【0017】次に、本発明の他の実施例について図3を
用いて説明する。上述の各実施例で、分散調整用の光フ
ァイバを中継器の中に格納していたが、中継区間の一部
に分散調整用の光ファイバを敷設することも可能であ
る。図3に示した光ソリトン伝送路では、各中継区間
は、第1の分散シフト光ファイバ21、分散調整用の光
ファイバ22、第2の分散シフト光ファイバ23がそれ
ぞれ直列に接続された構成となっている。第1および第
2の分散シフト光ファイバ21,23、分散調整用の光
ファイバ22は、それぞれ、上述の実施例での分散シフ
ト光ファイバ、分散調整用の光ファイバと同様のもので
ある。また、中継区間どうしが中継器24で中継されて
いることは上述の各実施例と同様であるが、中継器24
は光増幅器25のみで構成されている。この光ソリトン
伝送路では、送信側から見て、第1の分散シフト光ファ
イバ21、分散調整用の光ファイバ22、第2の分散シ
フト光ファイバ23、光増幅器25、第1の分散シフト
光ファイバ21…と並んでいることになる。この場合
は、第1および第2の分散シフト光ファイバ21,23
の長さの和をL、第1および第2の分散シフト光ファイ
バ21,23の全分散値の和をDとおくことにより、上
記の各実施例と同様に取り扱うことができ、光ソリトン
を送信側から受信側に向って極めて安定に超長距離を伝
送させることができる。
【0018】次に、本発明のさらに別の実施例について
図4を用いて説明する。図4に示した光ソリトン伝送路
では、光増幅器として光ファイバ増幅器31が使用され
ている。この光ファイバ増幅器31は、光信号を電気信
号に変換することなく光のままで直接増幅するものであ
り、例えば希土類元素をドープした光ファイバ32と励
起光源(不図示)とを有し、中継器33の中に格納され
ている。そして励起光源からの励起光で光ファイバ32
中の希土類イオンが励起されている状態で光ファイバ3
2の一端から信号光が入力すると、励起イオンからの誘
導放出現象が起こり、光ファイバ32の他端から増幅さ
れた信号光が出射される。すなわち光増幅が行なわれた
ことになる。一方、各中継区間を構成する伝送路は、波
長1.55μmの光に対する分散が0である分散シフト光
ファイバ34で構成され、中継区間相互は中継器33で
中継されている。その結果、送信側から見て、分散シフ
ト光ファイバ34、希土類をドープした光ファイバ3
2、分散シフト光ファイバ34…と並んでいることにな
る。
【0019】ここで希土類をドープした光ファイバ32
について検討する。この光ファイバ32は、一般に、石
英系の光ファイバに希土類元素を含ませたものであっ
て、波長1.55μmの光に対してはある分散量を有す
る。そこで、この光ファイバ32を分散調整用の光ファ
イバとみなして上述の実施例と同様にしてその長さを決
めることにより、伝送路全体として光ソリトンが安定に
伝送できる単位距離当りの分散値を有するようになり、
光ソリトンを送信側から受信側に向って極めて安定に超
長距離を伝送させることができる。本実施例では、光の
増幅と分散調整とを1種類の光ファイバ32で行なって
いるので、光ソリトンを電気信号に変換することなく、
送信側から受信側まで光ソリトンのままで伝送が行なわ
れる。
【0020】以上、本発明の実施例について説明した
が、本発明においては光ソリトンの中心波長は1.55
μmに限られるものではなく、他の波長の光ソリトンを
利用する場合にも本発明は適用できる。また、分散特性
の異なる2種以上の光ファイバのうちの1種が分散シフ
ト光ファイバである必要はなく、光ソリトンが安定に伝
送されるのであれば他の任意の光ファイバの組み合わせ
も本発明の範囲に含まれるものである。
【0021】
【発明の効果】以上説明したように本発明は、分散特性
の異なる2種以上の光ファイバを直列に接続して光ソリ
トンの伝送条件が満たされてようにすることにより、特
別の仕様の光ファイバを使用することなく光ソリトンを
安定にかつ超長距離にわたって伝送できるようになり、
光ソリトン伝送路の構成が柔軟になってかつ構築のコス
トが低下するという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例の光ソリトン伝送路の構成を
示すブロック図である。
【図2】本発明の他の実施例の光ソリトン伝送路の構成
を示すブロック図である。
【図3】本発明の別の実施例の光ソリトン伝送路の構成
を示すブロック図である。
【図4】本発明のさらに別の実施例の光ソリトン伝送路
の構成を示すブロック図である。
【図5】従来の光ソリトン伝送路の構成を示すブロック
図である。
【図6】光ファイバにおける分散値の長手方向のゆらぎ
を示す特性図である。
【符号の説明】
11,21,23,34 分散シフト光ファイバ 12,24,33 中継器 13,25 光増幅器 14,22 分散調整用の光ファイバ 31 光ファイバ増幅器 32 光ファイバ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 猿渡 正俊 東京都千代田区内幸町一丁目1番6号 日 本電信電話株式会社内

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 光ソリトンを伝送する光ソリトン伝送路
    であって、 分散特性の異なる2種以上の光ファイバが直列に接続さ
    れ、直列に接続された光ファイバ全体としての分散特性
    が光ソリトンの伝送条件を満たしている光ソリトン伝送
    路。
JP4171190A 1992-06-29 1992-06-29 光ソリトン伝送路 Pending JPH0618943A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP4171190A JPH0618943A (ja) 1992-06-29 1992-06-29 光ソリトン伝送路

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Application Number Priority Date Filing Date Title
JP4171190A JPH0618943A (ja) 1992-06-29 1992-06-29 光ソリトン伝送路

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JPH0618943A true JPH0618943A (ja) 1994-01-28

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ID=15918683

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JP4171190A Pending JPH0618943A (ja) 1992-06-29 1992-06-29 光ソリトン伝送路

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7116915B2 (en) 1999-09-09 2006-10-03 Oki Electric Industry Co., Ltd. Optical signal generating circuit and optical transmission line
US7352970B2 (en) 1995-11-27 2008-04-01 Btg International Limited Dispersion management system for soliton optical transmission system

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US5035481A (en) * 1990-08-23 1991-07-30 At&T Bell Laboratories Long distance soliton lightwave communication system
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