JPH07202798A - 光通信システム - Google Patents

光通信システム

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JPH07202798A
JPH07202798A JP6332348A JP33234894A JPH07202798A JP H07202798 A JPH07202798 A JP H07202798A JP 6332348 A JP6332348 A JP 6332348A JP 33234894 A JP33234894 A JP 33234894A JP H07202798 A JPH07202798 A JP H07202798A
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JP
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port
optical
circulator
dispersion
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JP6332348A
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Jean-Marc P Delavaux
− マーク ピエール デラボー ジーン
Kinichiro Ogawa
オガワ キンイチロー
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Original Assignee
American Telephone and Telegraph Co Inc
AT&T Corp
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 分散補償型の光ファイバを用いて、長距離で
高速の光通信システムを提供することである。 【構成】 第１の送信器１と、第１の受信器９と、前記
第１の送信器１と、前記第１の受信器９とにその一端が
それぞれ接続される第１光ファイバ３と第２光ファイバ
７と、第１ポートＡ、第２ポートＢ、第３ポートＣを有
する第１サーキュレータ５と、前記第１ポートＡと第３
ポートＣは、それぞれ前記第１光ファイバ３と第２光フ
ァイバ７の他端に接続され、前記第２ポートＢにその一
端が接続される第１の分散補償型光ファイバ１１と、前
記第１の分散補償型光ファイバ１１の他端に接続される
第１の反射手段１３とを有し、前記反射手段１３は、信
号を、前記分散補償型光ファイバ１１を介して第１サー
キュレータ５に戻すことを特徴とする光通信システム。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、光通信に関し、特に、
光ファイバ内において、分散を補償するような光通信シ
ステムに関する。
【０００２】
【従来技術の説明】光ファイバを用いて、光ソース（レ
ーザ）と光検知器とを結合する光通信システムは、現在
広範囲に用いられており、そして、高速で、例えば、Ｇ
ビット／秒のデータ速度で太平洋横断、あるいは、大西
洋を横断するような長距離の通信に用いられている。多
くの技術的問題点が、現在の開発状況を達成するため
に、これらのシステムにおいては解決されている。例え
ば、最も広く知られている問題点は、第１のシリカ系光
ファイバによる損失により引き起こされる問題である。
このようなシリカ系光ファイバにおける損失は、光ファ
イバの製造技術（光ファイバ内に混入された不純物を減
らすこと）により１ｄＢ／ｋｍの１０分の１以下のオー
ダまで減少することができる。
【０００３】低損失の光ファイバが開発されたあとで
は、他のシステムパラメータが、さらに光通信システム
を発展させるために重要となってきた。例えば、光ファ
イバは、色素分散を有する。すなわち、光放射の伝搬速
度は、その周波数に依存する。半導体レーザの形態で狭
バンドの光ソースが開発されている。このようなレーザ
は、異なる速度で伝搬するような数個の近接モードでも
って放射している。この複数のモードの存在と、色素分
散の存在により、データ伝送速度と伝送距離の何れもが
制限されてしまう。分散型フィードバック（ＤＦＢ）レ
ーザのような放射源は、単一モードによってのみ放射さ
れ、これにより、これらの分散の問題を解決している。
【０００４】しかし、このレーザの単一モードは、有限
のライン幅を有し、これにより、色素分散が存在する
と、パルスが分散することになる。この種の問題を解決
する一つのアプローチとしては、分散シフトファイバを
開発することであり、これは、分散シフトファイバ（di
spersion shifted faiber：ＤＳＦ）と称し、色素分散
が極めて少ないか、あるいは、ほとんどないようなもの
を指す。しかし、このような光ファイバでもいくつかの
欠点は存在する。まず、このレーザは、光ファイバが色
素分散を有さないような周波数で放射する必要がある。
第２に、沢山の非分散シフトファイバが既に既存の設備
に設置されてしまっている。
【０００５】このような色素分散を補償するような技術
は、非分散シフトファイバによって課されていた前述の
制限を解決できるものであれば、好ましいものである。
ある技術によれば、送信器と受信器との間の送信パス内
の任意の点に分散補償型光ファイバ（dispersion compe
nsating fiber：ＤＣＦ）を挿入することである。この
ような分散補償型の光ファイバの長さを適当に選択し
て、伝送距離Ｌ１にわたって分散を補償し、それによ
り、より長い距離伝送でき、あるいは、より高速でデー
タを伝送できるようになる。この方法の欠点は、ＤＣＦ
のコストであり、さらにはまた、このような光ファイバ
により導入される損失である。これらの損失は、光通信
システムに用いられる光ファイバの損失よりも大きく、
そのために、システムの性能を制限してしまう。
【０００６】このような分散補償型の光ファイバを用い
る光学システムについては、次の文献に公開されてい
る。“OFC”３６７〜３７０ページ（Dugan他著、１９９
２年、San Jose, California）、および、“ECOC”（On
ishi他著、１９９３年、Montreux, Switzerland）、お
よび、“ECOC”（Belov他著、１９９３年、Montreux, S
witzerland）、および、“ECOC”（Kitajima他著、１９
９３年、Montreux, Switzerland）、および、“Optical
Amplifiers and their Applications”３０〜３３ペー
ジ（Naka他著、１９９３年７月４〜６日、Yokohama, Ja
pan）。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】従って、本発明の目的
は、分散補償型の光ファイバを用いて、長距離で高速の
光通信システムを提供することである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明の光通信システム
は、特許請求の範囲に記載したような構成である。この
ように構成することにより、分散補償型光ファイバを、
従来用いられていた場合よりも、その長さを約半分に減
らすことができる。そして、この反射手段は、実施例に
おいては、ミラー、グレーティング、光ファイバループ
ミラーであり、そして、光サーキュレータは、少なくと
も第１、第２、第３のポートと光ファイバとを有する。
そして、この第１ポートは、分散補償型の光ファイバに
接続され、この光ファイバは、第２と第３のポートに接
続される。
【０００９】さらに、本発明の好ましい実施例は、請求
項５に記載したような特徴を有する。さらに、本発明の
他の実施例においては、請求項６、７、８に記載したよ
うな構成を有する。このように構成することにより、こ
のシステムは、光サーキュレータにより双方向性とな
る。
【００１０】
【実施例】図１において、送信器１と受信器９との間に
第１光ファイバ３と第２光ファイバ７が接続されてい
る。この第１光ファイバ３と第１ポートＡにおいて、第
２光ファイバ７と第３ポートＣにおいて、第１サーキュ
レータ５が接続されている。この第１サーキュレータ５
の第４ポートＤは、分散補償型光ファイバ１１を介して
反射手段１３に接続されている。この送信器１と受信器
９は、従来公知のもので、これ以上詳述しない。この送
信器１と受信器９とは、変調された放射を行い、例え
ば、半導体レーザから放射された変調光を光検知器が受
信して、それを電気信号に変換する。第１光ファイバ３
と第２光ファイバ７も従来公知のもので、これらは、一
般的には、シリカ系シングルモードファイバである。こ
の光ファイバの特性は、送信器１から放射される光ファ
イバの波長に依存する。これらの光ファイバの特性と放
射される波長との関係については、公知であり、適宜選
択することができる。この第１サーキュレータ５は、前
述したように、３個のポートを有するサーキュレータ
で、４個のポートを有するサーキュレータでもよい。前
述したように、この第１光ファイバ３と第２光ファイバ
７は、それぞれ、第１ポートＡと第３ポートＣに接続さ
れ、分散補償型光ファイバ１１の一端は第２ポートＢに
接続され、他端は反射手段１３に接続される。この実施
例に示した反射手段には、様々なものが含まれる。誘電
体ミラー、あるいは、グレーティングも用いることがで
きる。この「反射手段」とは、「ミラー」よりも広い意
味で用いられている。例えば、このグレーティングを光
ファイバに書き込んでもよく、線形グレーティング、あ
るいは、チャープしたグレーティングの何れかを用いて
も、本発明の反射手段内に含まれる。
【００１１】光サーキュレータは、公知で、その特性
は、前掲の文献内で広く説明されている。したがって、
その光サーキュレータの特性について、および、その実
現方法については、これ以上説明しない。このＤＣＦ
（分散補償型光ファイバ）の長さは、第１光ファイバ３
の長さによって適宜選択する。本発明のシステムのＤＣ
Ｆは、同様なシステムで従来用いられていたＤＣＦより
もその長さは、わずか半分ですむ。
【００１２】本発明のシステムの動作について説明す
る。送信器１からの光は、第１サーキュレータ５に伝搬
し、光は、第１ポートＡから入り第２ポートＢから出
る。第２ポートＢから出た光は、分散補償型光ファイバ
１１内を通過し、反射手段１３で反射されて、再度分散
補償型光ファイバ１１を通過して、第２ポートＢから第
１サーキュレータ５に入る。したがって、この光は、分
散補償型光ファイバ１１を２回通過することになる。そ
して、光は、この第１サーキュレータ５の第３ポートＣ
から出て、第２光ファイバ７に入る。その後、この光
は、受信器９で受信され、処理される。
【００１３】図１の実施例は、一方向性のシステムであ
るが、双方向のシステムを図２に示す。トランシーバ２
１とトランシーバ２９は、それぞれ、第１光ファイバ３
と第２光ファイバ７に接続される。このトランシーバ２
１とトランシーバ２９は、第１の送信器と第２の受信
器、および、第１の受信器と第２の送信器をそれぞれ有
する。この送信器と受信器は、同図内には別個には図示
していない。トランシーバ２１は、４個のポートを有す
るサーキュレータで、第４ポートは第４ポートＤで表し
ている。第２分散補償型光ファイバ２３の一端は第４ポ
ートＤに、他端は反射手段２５に接続されている。トラ
ンシーバ２１からトランシーバ２９への光の伝送は、図
１に示した実施例と同一である。光が右から左に伝搬す
るときの図２に示したシステムの動作は、光が左から右
に伝搬するときと全く同一であるが、ただし、第１サー
キュレータ５を通過するパスが異なる。すなわち、トラ
ンシーバ２９を出た光は、第２分散補償型光ファイバ２
３を経由してトランシーバ２１に伝搬する。ダウンスト
リーム（左から右）、アップストリーム（右から左）の
波長は、必ずしも同一である必要はない。システムの動
作を、異なる波長毎に最適にするのがよい。異なるＤＣ
Ｆをこのような環境下で用いることもできる。
【００１４】この第１サーキュレータ５で受信された信
号は弱く、光増幅器でそれを補償する必要がある。図３
には、ポンプレーザ３１とマルチプレクサ３３と光ファ
イバ増幅器３５が追加して図示されている。ポンプレー
ザ３１は、マルチプレクサ３３に接続されている。光フ
ァイバ増幅器３５の一端は分散補償型光ファイバ１１
に、他端はマルチプレクサ３３に接続されている。ポン
プレーザ３１からの光は、光ファイバ増幅器３５内の受
信光を増幅し、この増幅された信号は、その後、分散補
償型光ファイバ１１を２度通過して、第１サーキュレー
タ５の第２ポートＢに伝搬する。このポンプレーザ３１
と光ファイバ増幅器３５の特性は、このシステムで用い
られる波長に依存する。増幅器を用いる他の実施例を図
４に示す。この図４の実施例は、図３に示されたものと
類似するが、異なる点としては、マルチプレクサ３３は
第１サーキュレータ５の第２ポートＢではなく、第１ポ
ートＡに接続されている点である。
【００１５】他の反射手段を示す他の実施例を図５に示
す。この実施例においては、３個のポートを有する光サ
ーキュレータ４１が反射手段として示され、その第２ポ
ートは、分散補償型光ファイバ１１に接続されている。
光ファイバは、第１ポートＡと第３ポートＣに接続され
て、分散補償型光ファイバ１１を介して第１サーキュレ
ータ５に信号が反射され、その後、第２光ファイバ７に
信号は伝搬する。機能手段をループ４３内に挿入しても
よい。例えば、フィルタ、増幅器等が、この追加の機能
として考えられる。
【００１６】この分散補償型の光ファイバを、希土類イ
オンでドープし、光増幅器として機能させることができ
る。このような実施例を図６に示す。同図においては、
Ｅｒドープ分散補償型光ファイバ６３が分散補償型光フ
ァイバ１１の代わりに用いられている。ポンピングされ
ると、このＥｒドープ分散補償型光ファイバ６３は、分
散補償の機能を提供すると同時に、伝搬損失に対し、ゲ
インを追加する。この動作については、容易に理解でき
るであろう。
【００１７】ＤＣＦを介して光を反射することは、この
システムに必要とされるＤＣＦの量を減少させるために
好ましいものである。さらに、ＤＣＦを２度光が通過す
る利点を図７に基づいて説明する。図７においては、分
散補償型光ファイバ１１と反射手段１５との間に、ファ
ラデー回転子７３が挿入されている。このファラデー回
転子７３とミラーとは、別個の要素として図示されてい
るが、それらの機能は、単一の要素として結合すること
もできる。このファラデー回転子７３は、極性を９０゜
回転させて、第２のパスを通る光要素の極性モード分散
を補償する。この要素は、ＤＣＦと光ファイバ増幅器と
マルチプレクサとを有する。
【００１８】このＤＣＦは、比較的高損失なので、この
光ファイバを信号が通過する前に、信号を増幅するのが
好ましい。このような増幅装置を図８に示す。同図にお
いては、第１ポートＡと送信器１との間にプリアンプ８
１を、受信器９と第３ポートＣとの間にパワーアンプ８
３を配置している。この図８の実施例は、プリアンプ８
１とパワーアンプ８３とを有さない実施例に比較して、
Ｓ−Ｎ比が改良されている。プリアンプ８１とパワーア
ンプ８３の両方、あるいは、何れか一方は、光ファイバ
増幅器を用いることができる。この光ファイバ増幅器
は、送信器、あるいは、受信器内の光ソースにより遠隔
からポンプすることができる。
【００１９】前述した実施例以外に、様々な変形例を考
えることができる。例えば、図３に示されたマルチプレ
クサとポンプレーザを、第１ポートではなく、光サーキ
ュレータの第２ポートに接続することもできる。さら
に、信号を単一波長、あるいは、多重波長の双方向シス
テム内で増幅することもできる。さらに、また、実施例
においては、光ファイバを用いたが、他の形態の導波路
を用いることも可能である。
【００２０】
【発明の効果】以上述べたように、本発明の構成による
と、従来用いられていた分散補償型光ファイバの長さを
約半分に減少させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施例による光通信システムを表
すブロック図。
【図２】本発明の第２実施例による光通信システムを表
すブロック図。
【図３】本発明の第３実施例による光通信システムを表
すブロック図。
【図４】本発明の第４実施例による光通信システムを表
すブロック図。
【図５】本発明の第５実施例による光通信システムを表
すブロック図。
【図６】本発明の第６実施例による光通信システムを表
すブロック図。
【図７】本発明の第７実施例による光通信システムを表
すブロック図。
【図８】本発明の第８実施例による光通信システムを表
すブロック図。
【符号の説明】
Ａ 第１ポート Ｂ 第２ポート Ｃ 第３ポート Ｄ 第４ポート １ 送信器 ３ 第１光ファイバ ５ 第１サーキュレータ ７ 第２光ファイバ ９ 受信器 １１ 分散補償型光ファイバ １３ 反射手段 １５ 反射手段 ２１、２９ トランシーバ ２３ 第２分散補償型光ファイバ ２５ 反射手段 ３１ ポンプレーザ ３３ マルチプレクサ ３５ 光ファイバ増幅器 ４１ 光サーキュレータ ４３ ループ ６３ Ｅｒドープ分散補償型光ファイバ ７３ ファラデー回転子 ８１ プリアンプ ８３ パワーアンプ

Claims (11)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 第１の送信器（１）と、 第１の受信器（９）と、 前記第１の送信器（１）と、前記第１の受信器（９）と
    にその一端がそれぞれ接続される第１光ファイバ（３）
    と第２光ファイバ（７）と、 少なくとも、第１ポート（Ａ）、第２ポート（Ｂ）、第
    ３ポート（Ｃ）を有する第１サーキュレータ（５）と、 前記第１ポート（Ａ）と第３ポート（Ｃ）は、それぞれ
    前記第１光ファイバ（３）と第２光ファイバ（７）の他
    端に接続され、 前記第２ポート（Ｂ）にその一端が接続される第１の分
    散補償型光ファイバ（１１）と、 前記第１の分散補償型光ファイバ（１１）の他端に接続
    される第１の反射手段（１３）とを有し、 前記反射手段（１３）は、信号を、前記分散補償型光フ
    ァイバ（１１）を介して第１サーキュレータ（５）に戻
    すことを特徴とする光通信システム。
  2. 【請求項２】 前記第１の反射手段（１３）は、グレー
    ティングであることを特徴とする請求項１のシステム。
  3. 【請求項３】 前記第１の反射手段（１３）は、少なく
    とも、第１ポート（Ａ）、第２ポート（Ｂ）、第３ポー
    ト（Ｃ）を有する光サーキュレータ（４１）とループ
    （４３）とを有し、 前記第１ポート（Ａ）は、第１の分散補償型光ファイバ
    （１１）に接続され、前記ループ（４３）は、前記第２
    ポート（Ｂ）と、第３ポート（Ｃ）に接続されることを
    特徴とする請求項１のシステム。
  4. 【請求項４】 ポンプレーザ（３１）とマルチプレクサ
    （３３）と光ファイバ増幅器（３５）とをさらに有し、 前記ポンプレーザ（３１）は、前記マルチプレクサ（３
    ３）に接続され、 前記光ファイバ増幅器（３５）は、前記反射手段（１
    ５）と第１サーキュレータ（５）の第２ポート（Ｂ）と
    の間に接続され、 前記マルチプレクサ（３３）は、光ファイバ増幅器（３
    ５）が第２ポート（Ｂ）に接続されたときには第１ポー
    ト（Ａ）に接続され、前記光ファイバ増幅器（３５）が
    前記マルチプレクサ（３３）に接続されたときには前記
    第２ポート（Ｂ）に接続されることを特徴とする請求項
    １のシステム。
  5. 【請求項５】 第２の送信器と第２の受信器とをさらに
    有し、 前記第２の送信器は、前記第２の光ファイバに接続さ
    れ、 前記第２の受信器は、前記第１の光ファイバに接続され
    ることを特徴とする請求項１のシステム。
  6. 【請求項６】 第２の反射手段（２５）と第２の分散補
    償型導波路（２３）をさらに有し、 前記第２の分散補償型導波路（２３）は、前記第２の反
    射手段（２５）と前記第１サーキュレータ（５）の第４
    ポート（Ｄ）に接続されることを特徴とする請求項５の
    システム。
  7. 【請求項７】 前記分散補償型導波路（１１）と前記反
    射手段（１５）との間に接続されるファラデー回転子
    （７３）をさらに有することを特徴とする請求項１のシ
    ステム。
  8. 【請求項８】 前記光サーキュレータ（５）と前記送信
    器（１）との間に接続されるプリアンプ（８１）をさら
    に有することを特徴とする請求項１のシステム。
  9. 【請求項９】 前記送信器内に前記プリアンプをポンプ
    する光ソースをさらに有することを特徴とする請求項８
    のシステム。
  10. 【請求項１０】 前記光サーキュレータ（５）と前記受
    信器（９）との間に接続された増幅器（８３）をさらに
    有することを特徴とする請求項１のシステム。
  11. 【請求項１１】 前記増幅器は、前記受信器内の光ソー
    スにより遠隔的にポンプされることを特徴とする請求項
    １０のシステム。
JP6332348A 1993-12-14 1994-12-14 光通信システム Pending JPH07202798A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US168722 1993-12-14
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