JPH0833565B2 - 光増幅中継システムの光雑音低減方式 - Google Patents
光増幅中継システムの光雑音低減方式Info
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- JPH0833565B2 JPH0833565B2 JP63306096A JP30609688A JPH0833565B2 JP H0833565 B2 JPH0833565 B2 JP H0833565B2 JP 63306096 A JP63306096 A JP 63306096A JP 30609688 A JP30609688 A JP 30609688A JP H0833565 B2 JPH0833565 B2 JP H0833565B2
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- Optical Communication System (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 （１）発明の目的 ［産業上の利用分野］ 本発明は、光ファイバ内を伝搬してきた光信号を光増
幅器で光増幅するコヒーレント光増幅中継システムに係
り、特に光増幅器で発生する光雑音を低減する光増幅中
継システムの光雑音低減方式に関するものである。
幅器で光増幅するコヒーレント光増幅中継システムに係
り、特に光増幅器で発生する光雑音を低減する光増幅中
継システムの光雑音低減方式に関するものである。
［従来の技術］ 現在、実用化されている光増幅中継システムでは、中
継方式として、光信号を一旦電気信号に変換し、電気信
号の状態で増幅、及び、波形整形を行い、再びその増幅
された電気信号で半導体レーザを駆動するという、光・
電気・光・変換が行われている。この方法では、１伝送
信号キャリアに対して１つの再生中継回路が必要になる
ため、波長多重や周波数多重等による多重化が困難であ
った。
継方式として、光信号を一旦電気信号に変換し、電気信
号の状態で増幅、及び、波形整形を行い、再びその増幅
された電気信号で半導体レーザを駆動するという、光・
電気・光・変換が行われている。この方法では、１伝送
信号キャリアに対して１つの再生中継回路が必要になる
ため、波長多重や周波数多重等による多重化が困難であ
った。
一方、光信号を光のままで直接増幅する光増幅を用い
た中継方式では、従来の光・電気・光・変換中継方式に
比較して、中継回路が簡素化される上に、任意な伝送速
度による波長多重信号や周波数多重信号を一つの光増幅
器によって一括して増幅できる等の利点がある。また、
増幅度が光の入射方向に関係なく一定であるため、双方
向の信号光を１つの光増幅器を用いて一括増幅すること
も可能になる。
た中継方式では、従来の光・電気・光・変換中継方式に
比較して、中継回路が簡素化される上に、任意な伝送速
度による波長多重信号や周波数多重信号を一つの光増幅
器によって一括して増幅できる等の利点がある。また、
増幅度が光の入射方向に関係なく一定であるため、双方
向の信号光を１つの光増幅器を用いて一括増幅すること
も可能になる。
光増幅の方法としては、主に半導体レーザを用いたも
の、通常の光ファイバに希土類元素をドープした光増幅
ファイバを用いるもの及び光ファイバ内で発生する誘導
ラマン散乱現象を用いた光ファイバラマン増幅があり、
増幅度としては30dB〜40dBが可能である。このような光
増幅素子を光通信システムに用いると、大西洋及び太平
洋等の大洋横断光海底ケーブル通信システムにおいて
も、電気信号の介さない、全光通信ネットワークが構成
され、光海底ケーブルを空間と同じように扱うことがで
きるようになる。このシステムが構築された暁には、光
の波である特性を用いたコヒーレント光通信方式の採用
により、すでに衛星通信で行なわれている多対地間での
周波数分割多重通信方式が可能となる。このように、光
増幅は、将来の国際間光ネットワーク構築のための重要
な技術となる。
の、通常の光ファイバに希土類元素をドープした光増幅
ファイバを用いるもの及び光ファイバ内で発生する誘導
ラマン散乱現象を用いた光ファイバラマン増幅があり、
増幅度としては30dB〜40dBが可能である。このような光
増幅素子を光通信システムに用いると、大西洋及び太平
洋等の大洋横断光海底ケーブル通信システムにおいて
も、電気信号の介さない、全光通信ネットワークが構成
され、光海底ケーブルを空間と同じように扱うことがで
きるようになる。このシステムが構築された暁には、光
の波である特性を用いたコヒーレント光通信方式の採用
により、すでに衛星通信で行なわれている多対地間での
周波数分割多重通信方式が可能となる。このように、光
増幅は、将来の国際間光ネットワーク構築のための重要
な技術となる。
しかし、光増幅器は光信号を増幅する際に雑音光を発
生する。この雑音光NLは、第３図に示すように、信号光
に比較して広いスペクトル幅を有し、その全パワーは、
光増幅器による中継数が多くなればなる程大きくなり、
信号対雑音比を劣化させる。従来は、この雑音光NLを取
り除くために、第４図に示すように、最終段光増幅器2n
の後に光フィルタ３を用いる方法が考えられていた。第
４図は、光ファイバ１の損失によって予め定まる区間ご
とに光増幅器2a〜2nがｎ段縦続に接続された場合の中継
システムであり、光ヘテロダイン検波による受信方式で
ある。光ファイバ１を途中光増幅器2a〜2nによって信号
光La〜Lnに増幅伝搬して来た信号光Lnは、光フィルタ３
によって雑音光NLを低減された後、合波器４によって局
発光源５からの局発光Loと合波されて受光器６で受光さ
れる。
生する。この雑音光NLは、第３図に示すように、信号光
に比較して広いスペクトル幅を有し、その全パワーは、
光増幅器による中継数が多くなればなる程大きくなり、
信号対雑音比を劣化させる。従来は、この雑音光NLを取
り除くために、第４図に示すように、最終段光増幅器2n
の後に光フィルタ３を用いる方法が考えられていた。第
４図は、光ファイバ１の損失によって予め定まる区間ご
とに光増幅器2a〜2nがｎ段縦続に接続された場合の中継
システムであり、光ヘテロダイン検波による受信方式で
ある。光ファイバ１を途中光増幅器2a〜2nによって信号
光La〜Lnに増幅伝搬して来た信号光Lnは、光フィルタ３
によって雑音光NLを低減された後、合波器４によって局
発光源５からの局発光Loと合波されて受光器６で受光さ
れる。
［発明が解決しようとする課題］ しかし、従来の光フィルタ３を用いた光雑音低減方式
では、光増幅器2a〜2nの増幅帯域が光フィルタ３の帯域
に制限されてしまい、光増幅器2a〜2n広帯域性を十分に
発揮した通信ができなかった。
では、光増幅器2a〜2nの増幅帯域が光フィルタ３の帯域
に制限されてしまい、光増幅器2a〜2n広帯域性を十分に
発揮した通信ができなかった。
本発明は、前記した従来技術の課題を解決するために
なされたもので、光増幅器の広帯域性を生かしつつ、簡
単な構成で光増幅器からの雑音光を低減することが可能
な光増幅中継システムの光雑音低減方式を提供せんとす
るものである。
なされたもので、光増幅器の広帯域性を生かしつつ、簡
単な構成で光増幅器からの雑音光を低減することが可能
な光増幅中継システムの光雑音低減方式を提供せんとす
るものである。
（２）発明の構成 ［課題を解決するための手段］ 前記課題を解決するには、本発明の次に列挙する新規
な特徴的構成手段を採用することにより達成される。
な特徴的構成手段を採用することにより達成される。
すなわち、本発明の第１の特徴は、光ファイバ内を伝
搬してきた光信号を光ヘテロダイン検波による光受信方
式で受信するに当たり、当該光信号をコヒーレント状態
で光増幅器にて増幅伝搬し、当該光信号と局発光源から
の局発光とを合波して受信側に配置された受光器で受信
する光増幅中継システムにおいて、nKγ（Ｇ−１）≪１
の条件を満足する光減衰係数を有する光減衰手段を前記
受光器の入力端に配置されてなる光増幅中継システムの
光雑音低減方式にある。
搬してきた光信号を光ヘテロダイン検波による光受信方
式で受信するに当たり、当該光信号をコヒーレント状態
で光増幅器にて増幅伝搬し、当該光信号と局発光源から
の局発光とを合波して受信側に配置された受光器で受信
する光増幅中継システムにおいて、nKγ（Ｇ−１）≪１
の条件を満足する光減衰係数を有する光減衰手段を前記
受光器の入力端に配置されてなる光増幅中継システムの
光雑音低減方式にある。
但し、上式においてｎは光増幅中継数、Ｋは光減衰手
段の減衰係数、γは過剰雑音係数、Ｇは光増幅器の増幅
係数である。
段の減衰係数、γは過剰雑音係数、Ｇは光増幅器の増幅
係数である。
本発明の第２の特徴は、前記本発明の第１の特徴にお
ける前記光減衰手段が、光減衰器である光増幅中継シス
テムの光雑音低減方式にある。
ける前記光減衰手段が、光減衰器である光増幅中継シス
テムの光雑音低減方式にある。
本発明の第３の特徴は、前記本発明の第１の特徴にお
ける前記光減衰手段が、予め定められた長さの光ファイ
バである光増幅中継システムの光雑音低減方式にある。
ける前記光減衰手段が、予め定められた長さの光ファイ
バである光増幅中継システムの光雑音低減方式にある。
本発明の第４の特徴は、前記本発明の第１の特徴にお
ける前記光増幅器が、その入力側もしくは出力側に光フ
ィルタが配置されてなる光増幅中継システムの光雑音低
減方式にある。
ける前記光増幅器が、その入力側もしくは出力側に光フ
ィルタが配置されてなる光増幅中継システムの光雑音低
減方式にある。
［実施例１］ 本発明による第１実施例を第１図につき詳説する。同
図は光増幅中継システムの雑音低減方式の概念図であ
る。
図は光増幅中継システムの雑音低減方式の概念図であ
る。
本発明は、同図から明らかなように第４図に示す従来
構成の光フィルタ３の代わりに、光減衰手段を配置した
ものである。なお、第１図では光減衰手段として、光減
衰器７を用いている。ここで、本発明に用いる光減衰手
段の減衰量について、信号対雑音比の関係式を用いて説
明することにする。
構成の光フィルタ３の代わりに、光減衰手段を配置した
ものである。なお、第１図では光減衰手段として、光減
衰器７を用いている。ここで、本発明に用いる光減衰手
段の減衰量について、信号対雑音比の関係式を用いて説
明することにする。
第１図において、各光増幅器2a〜2nの増幅度をＧ、各
光ファイバ１の損失と各光増幅器2a〜2nの増幅度Ｇとが
バランスしている場合、光減衰器７の減衰係数をＫとす
ると信号対雑音比は次式で与えられる。
光ファイバ１の損失と各光増幅器2a〜2nの増幅度Ｇとが
バランスしている場合、光減衰器７の減衰係数をＫとす
ると信号対雑音比は次式で与えられる。
ここで、 B:伝送信号帯域 h:プランク定数 ν：光周波数 PL：局発光L0のパワー PS：光増幅器２からの出射信号光La〜Lnパワー BO：光フィルタ幅（波長幅） K:光減衰器７の減衰係数 n:光増幅中継数 G:光増幅器２の増幅係数 γ：過剰雑音係数 （１）式において、nKγ（Ｇ−１）≪１の場合には、分
母の第２項は、第１項より少なくなり無視できる。ま
た、この条件下では、PL≫PSK,hνBOKnγ（Ｇ−１）で
あるため、 （１）式は、近似的に次式で表わされる。
母の第２項は、第１項より少なくなり無視できる。ま
た、この条件下では、PL≫PSK,hνBOKnγ（Ｇ−１）で
あるため、 （１）式は、近似的に次式で表わされる。
（２）式は、光雑音が光増幅器2a〜2nから発生していな
い場合、すなわち、無雑音光増幅器を用いた場合の式と
同じになる。従って、nKγ（Ｇ−１）≪１になるように
光減衰器７を挿入することにより、光増幅器2a〜2nから
雑音光NLに影響されず、かつ光フィルタ３を用いていな
いため広帯域な光増幅中継方式が可能となる。
い場合、すなわち、無雑音光増幅器を用いた場合の式と
同じになる。従って、nKγ（Ｇ−１）≪１になるように
光減衰器７を挿入することにより、光増幅器2a〜2nから
雑音光NLに影響されず、かつ光フィルタ３を用いていな
いため広帯域な光増幅中継方式が可能となる。
［実施例２］ 次に本発明による第２実施例を第２図に示す。同図は
光減衰手段として光減衰器７の代わりにnKγ（Ｇ−１）
≪１の条件を満足するような長さの光ファイバ７′を伝
送用に用いている。従って、第２実施例では光減衰器７
などの素子を用いることなく光増幅中継システムを構成
することができ、かつ最後の中継区間を光ファイバ７′
の長さだけ伝送距離を伸ばすことが出来る。
光減衰手段として光減衰器７の代わりにnKγ（Ｇ−１）
≪１の条件を満足するような長さの光ファイバ７′を伝
送用に用いている。従って、第２実施例では光減衰器７
などの素子を用いることなく光増幅中継システムを構成
することができ、かつ最後の中継区間を光ファイバ７′
の長さだけ伝送距離を伸ばすことが出来る。
なお、光増幅中継システムでは光増幅器2a〜2nに入る
雑音光があまり増加すると光増幅特性が雑音光により飽
和してしまう恐れがある。そのような場合には、本発明
の構成である第１図及び第２図の光増幅器2a〜2nの入力
側もしくは出力側に光フィルタを挿入すれば、光増幅器
2a〜2nの雑音光による飽和を防止することが可能とな
る。
雑音光があまり増加すると光増幅特性が雑音光により飽
和してしまう恐れがある。そのような場合には、本発明
の構成である第１図及び第２図の光増幅器2a〜2nの入力
側もしくは出力側に光フィルタを挿入すれば、光増幅器
2a〜2nの雑音光による飽和を防止することが可能とな
る。
（３）発明の効果 かくして、本発明は、光ファイバ１内を伝搬してきた
光信号を光ヘテロダイン検波による光受信方式で受信す
るに当たり、受光器６の入力端における前記光信号レベ
ルがnKγ（Ｇ−１）≪１となるように光減衰手段により
光減衰を与えて構成することにより、光増幅器2a〜2nか
らの雑音光NLに影響されることなく、広帯域な光増幅中
継システムを構築することができる。
光信号を光ヘテロダイン検波による光受信方式で受信す
るに当たり、受光器６の入力端における前記光信号レベ
ルがnKγ（Ｇ−１）≪１となるように光減衰手段により
光減衰を与えて構成することにより、光増幅器2a〜2nか
らの雑音光NLに影響されることなく、広帯域な光増幅中
継システムを構築することができる。
光減衰手段として、第１実施例では光減衰器７を用い
ることにより簡単に所望の減衰量を与えることができ
る。
ることにより簡単に所望の減衰量を与えることができ
る。
光減衰手段として、第２実施例では伝送媒体である光
ファイバ７′そのものを用いることにより、新たな光素
子を用いないで所望の減衰量を与えることができる。
ファイバ７′そのものを用いることにより、新たな光素
子を用いないで所望の減衰量を与えることができる。
各光増幅器2a〜2nの入力側もしくは出力側にそれぞれ
光フィルタを挿入すれば、雑音光が多い光増幅中継シス
テムでも光増幅器2a〜2nの雑音光による飽和を防止する
ことが可能となり、より効果的である。
光フィルタを挿入すれば、雑音光が多い光増幅中継シス
テムでも光増幅器2a〜2nの雑音光による飽和を防止する
ことが可能となり、より効果的である。
第１図は本発明による第１実施例の光増幅中継システム
の光雑音低減方式の概念図、第２図は本発明による第２
実施例の光増幅中継システムの光雑音低減方式の概念
図、第３図は本発明に用いる光増幅器の雑音特性線図お
よび第４図は従来の光増幅器中継システムの光雑音低減
方式の概念図である。 1,7′……光ファイバ、２（2a〜2n）……光増幅器、３
……光フィルタ、４……合波器、５……局発光源、６…
…受光器、７……光減衰器、L,La〜Ln……信号光、L0…
…局発光、NL……雑音光。
の光雑音低減方式の概念図、第２図は本発明による第２
実施例の光増幅中継システムの光雑音低減方式の概念
図、第３図は本発明に用いる光増幅器の雑音特性線図お
よび第４図は従来の光増幅器中継システムの光雑音低減
方式の概念図である。 1,7′……光ファイバ、２（2a〜2n）……光増幅器、３
……光フィルタ、４……合波器、５……局発光源、６…
…受光器、７……光減衰器、L,La〜Ln……信号光、L0…
…局発光、NL……雑音光。
───────────────────────────────────────────────────── 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 10/17 10/18
Claims (4)
- 【請求項１】光ファイバ内を伝搬してきた光信号を光ヘ
テロダイン検波による光受信方式で受信するに当たり、
当該光信号をコヒーレント状態で光増幅器にて増幅伝搬
し、当該光信号と局発光源からの局発光とを合波して受
信側に配置された受光器で受信する光増幅中継システム
において、 nKγ（Ｇ−１）≪１の条件を満足する光減衰係数を有す
る光減衰手段を前記受光器の入力端に配置されている、 ことを特徴とする光増幅中継システムの光雑音低減方
式。 但し、ｎは光増幅中継数、Ｋは光減衰手段の減衰係数、
γは過剰雑音係数、Ｇは光増幅器の増幅係数である。 - 【請求項２】前記光減衰手段が、 光減衰器である、 ことを特徴とする請求項１に記載の光増幅中継システム
の光雑音低減方式。 - 【請求項３】前記光減衰手段が、 予め定められた長さの光ファイバである、 ことを特徴とする請求項１に記載の光増幅中継システム
の光雑音低減方式。 - 【請求項４】前記光増幅器は、 その入力側もしくは出力側に光フィルタが配置されてい
る、 ことを特徴とする請求項１に記載の光増幅中継システム
の光雑音低減方式。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63306096A JPH0833565B2 (ja) | 1988-12-05 | 1988-12-05 | 光増幅中継システムの光雑音低減方式 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63306096A JPH0833565B2 (ja) | 1988-12-05 | 1988-12-05 | 光増幅中継システムの光雑音低減方式 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02151840A JPH02151840A (ja) | 1990-06-11 |
| JPH0833565B2 true JPH0833565B2 (ja) | 1996-03-29 |
Family
ID=17952987
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63306096A Expired - Lifetime JPH0833565B2 (ja) | 1988-12-05 | 1988-12-05 | 光増幅中継システムの光雑音低減方式 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0833565B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB2386752A (en) * | 2002-03-19 | 2003-09-24 | Bookham Technology Plc | Optical amplifiers |
-
1988
- 1988-12-05 JP JP63306096A patent/JPH0833565B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH02151840A (ja) | 1990-06-11 |
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