JPH09139713A - 光増幅伝送方式の雑音抑圧方法 - Google Patents
光増幅伝送方式の雑音抑圧方法Info
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- JPH09139713A JPH09139713A JP7318511A JP31851195A JPH09139713A JP H09139713 A JPH09139713 A JP H09139713A JP 7318511 A JP7318511 A JP 7318511A JP 31851195 A JP31851195 A JP 31851195A JP H09139713 A JPH09139713 A JP H09139713A
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- Japan
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- optical
- wavelength
- light
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- Optical Communication System (AREA)
- Cable Transmission Systems, Equalization Of Radio And Reduction Of Echo (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】雑音を抑圧して伝送特性を良好にすること。
【解決手段】単一波長の主信号光に、主信号光とある波
長だけオフセットされた雑音抑圧光発生器４から発生さ
れた雑音抑圧光を多重化して、光ファイバ線路に送出す
る。これにより、光ファイバ線路を伝搬した主信号光の
ビット誤り率およびＱ換算値を向上することができる。
長だけオフセットされた雑音抑圧光発生器４から発生さ
れた雑音抑圧光を多重化して、光ファイバ線路に送出す
る。これにより、光ファイバ線路を伝搬した主信号光の
ビット誤り率およびＱ換算値を向上することができる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、光増幅伝送方式に
おける非線形光学効果による雑音の雑音抑圧方法に関す
るものである。
おける非線形光学効果による雑音の雑音抑圧方法に関す
るものである。
【０００２】
【従来の技術】光通信システムにおいては、光ファイバ
線路からなる幹線系等において長距離の光通信を行なう
場合、光ファイバ線路の減衰特性による信号対雑音比
（Ｓ／Ｎ）の劣化を補償するため、光増幅中継器を一定
間隔毎に光ファイバ線路に配置することにより、伝送時
のＳ／Ｎの劣化を軽減するようにしている。
線路からなる幹線系等において長距離の光通信を行なう
場合、光ファイバ線路の減衰特性による信号対雑音比
（Ｓ／Ｎ）の劣化を補償するため、光増幅中継器を一定
間隔毎に光ファイバ線路に配置することにより、伝送時
のＳ／Ｎの劣化を軽減するようにしている。
【０００３】従来、このような光増幅伝送方式として単
一の波長を用いた多段光増幅伝送方式による伝送が知ら
れており、システム長、中継器、および光ファイバの特
性から、使用する信号波長に対して最適な設計を行うこ
とができる。一方、伝送容量の増大を図るために複数の
波長を用いた波長多重伝送方式が考えられている。この
波長多重伝送方式では、使用する信号波長が複数になる
ために、単一波長伝送で設計されたシステムと異なるシ
ステム仕様が必要になり、波長多重伝送に見合った最適
な設計が行われている。
一の波長を用いた多段光増幅伝送方式による伝送が知ら
れており、システム長、中継器、および光ファイバの特
性から、使用する信号波長に対して最適な設計を行うこ
とができる。一方、伝送容量の増大を図るために複数の
波長を用いた波長多重伝送方式が考えられている。この
波長多重伝送方式では、使用する信号波長が複数になる
ために、単一波長伝送で設計されたシステムと異なるシ
ステム仕様が必要になり、波長多重伝送に見合った最適
な設計が行われている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】多段に光増幅中継器を
設置した光増幅伝送方式の伝送路の構成の一例を図６
（ａ）に示す。この図に示す光増幅伝送方式では、分散
シフト光ファイバ（ＤＳＦ）１０１−１、光増幅中継器
を構成するエルビウムドープファイバ増幅器（ＥＤＦ
Ａ）１０２−１、ＤＳＦ１０１−２、ＥＤＦＡ１０２−
２、カットオフシフトファイバ（ＥＦ）１０３−１、・
・・がシリアルに接続されて光ファイバ伝送路が構成さ
れている。分散シフト光ファイバ（ＤＳＦ）１０１−１
〜１０１−ｋは伝送路の大部分を占めている光ファイバ
であり、この分散シフト光ファイバの約３３ｋｍ毎にエ
ルビウムドープファイバ増幅器（ＥＤＦＡ）１０２−１
〜１０２−ｎが設置されている。このエルビウムドープ
ファイバ増幅器は伝送路中で劣化する信号パワーを補償
するための光増幅器である。また、カットオフシフトフ
ァイバ（ＥＦ）１０３−１〜１０３−ｍは、分散シフト
光ファイバ（ＤＳＦ）１０１−１〜１０１−ｋの波長分
散を補償するための光ファイバである。
設置した光増幅伝送方式の伝送路の構成の一例を図６
（ａ）に示す。この図に示す光増幅伝送方式では、分散
シフト光ファイバ（ＤＳＦ）１０１−１、光増幅中継器
を構成するエルビウムドープファイバ増幅器（ＥＤＦ
Ａ）１０２−１、ＤＳＦ１０１−２、ＥＤＦＡ１０２−
２、カットオフシフトファイバ（ＥＦ）１０３−１、・
・・がシリアルに接続されて光ファイバ伝送路が構成さ
れている。分散シフト光ファイバ（ＤＳＦ）１０１−１
〜１０１−ｋは伝送路の大部分を占めている光ファイバ
であり、この分散シフト光ファイバの約３３ｋｍ毎にエ
ルビウムドープファイバ増幅器（ＥＤＦＡ）１０２−１
〜１０２−ｎが設置されている。このエルビウムドープ
ファイバ増幅器は伝送路中で劣化する信号パワーを補償
するための光増幅器である。また、カットオフシフトフ
ァイバ（ＥＦ）１０３−１〜１０３−ｍは、分散シフト
光ファイバ（ＤＳＦ）１０１−１〜１０１−ｋの波長分
散を補償するための光ファイバである。
【０００５】ここで、波長分散とは、均一な媒質であっ
ても光の波長によって屈折率が異なることにより生じる
現象であり、波長によって伝搬速度が異なることを意味
している。例えばパルス状の光信号が伝搬されている光
ファイバに波長分散が生じると、パルス状の光信号の伝
搬にともないパルス波形が劣化してその幅が広がるよう
になる。すなわち、符号間干渉を生じるようになる。こ
れを防止するために、等化ファイバとしてカットオフシ
フトファイバ（ＥＦ）１０３−１〜１０３−ｍを所定間
隔毎に挿入している。このＥＦ１０３−１〜１０３−ｍ
は、ＤＳＦ１０１−１〜１０１−ｋの波長分散値の符号
と反対の符号の波長分散値とされ、伝送路の累積波長分
散がゼロにリセットされる長さとされている。
ても光の波長によって屈折率が異なることにより生じる
現象であり、波長によって伝搬速度が異なることを意味
している。例えばパルス状の光信号が伝搬されている光
ファイバに波長分散が生じると、パルス状の光信号の伝
搬にともないパルス波形が劣化してその幅が広がるよう
になる。すなわち、符号間干渉を生じるようになる。こ
れを防止するために、等化ファイバとしてカットオフシ
フトファイバ（ＥＦ）１０３−１〜１０３−ｍを所定間
隔毎に挿入している。このＥＦ１０３−１〜１０３−ｍ
は、ＤＳＦ１０１−１〜１０１−ｋの波長分散値の符号
と反対の符号の波長分散値とされ、伝送路の累積波長分
散がゼロにリセットされる長さとされている。
【０００６】このようにカットオフシフトファイバ（Ｅ
Ｆ）１０３−１〜１０３−ｍを所定間隔毎に挿入した時
の累積波長分散の様子を図６（ｂ）に示すが、ＤＳＦ１
０１−１，１０１−２・・・を伝搬するに従い累積波長
分散値はしだいに負の方向に大きくなっていく。そし
て、波長分散値が逆符号とされた所定長さのＥＦ１０３
−１が挿入された部分を伝搬することにより、累積波長
分散値はしだいにゼロにリセットされるようになり波長
分散特性が補償される。したがって、同図（ａ）に示す
伝送路の累積波長分散特性は、同図（ｂ）に示す鋸歯状
の累積波長分散変化が繰り返し現れる累積波長分散特性
となる。なお、この累積波長分散特性は、例えば光増幅
中継器（ＥＤＦＡ）数を３６８台、光ファイバ長を約１
２，０００ｋｍとし、光増幅中継器（ＥＤＦＡ）の間隔
を約３３km、光増幅中継器出力を約＋３ｄＢｍ、光増幅
中継器（ＥＤＦＡ）の利得を約７ｄＢとした時の特性で
ある。
Ｆ）１０３−１〜１０３−ｍを所定間隔毎に挿入した時
の累積波長分散の様子を図６（ｂ）に示すが、ＤＳＦ１
０１−１，１０１−２・・・を伝搬するに従い累積波長
分散値はしだいに負の方向に大きくなっていく。そし
て、波長分散値が逆符号とされた所定長さのＥＦ１０３
−１が挿入された部分を伝搬することにより、累積波長
分散値はしだいにゼロにリセットされるようになり波長
分散特性が補償される。したがって、同図（ａ）に示す
伝送路の累積波長分散特性は、同図（ｂ）に示す鋸歯状
の累積波長分散変化が繰り返し現れる累積波長分散特性
となる。なお、この累積波長分散特性は、例えば光増幅
中継器（ＥＤＦＡ）数を３６８台、光ファイバ長を約１
２，０００ｋｍとし、光増幅中継器（ＥＤＦＡ）の間隔
を約３３km、光増幅中継器出力を約＋３ｄＢｍ、光増幅
中継器（ＥＤＦＡ）の利得を約７ｄＢとした時の特性で
ある。
【０００７】また、光増幅伝送方式で問題となる特異な
問題は、非線形光学効果による伝送雑音が発生すること
であり、この雑音の影響は伝送距離が増えるにつれて増
強される。この非線形光学効果は、光ファイバの波長分
散特性、非線形特性、光増幅中継器の出力特性、システ
ム長などほとんど全ての設計パラメータが関係してい
る。したがって、伝送特性の最適化を行うためには、こ
れらの要因（パラメータ）を、単一の波長を用いた光増
幅伝送方式なのか、複数の波長を多重化した波長多重光
増幅伝送方式なのかに応じて、使用する信号波長に対し
て最適値を決定する必要がある。
問題は、非線形光学効果による伝送雑音が発生すること
であり、この雑音の影響は伝送距離が増えるにつれて増
強される。この非線形光学効果は、光ファイバの波長分
散特性、非線形特性、光増幅中継器の出力特性、システ
ム長などほとんど全ての設計パラメータが関係してい
る。したがって、伝送特性の最適化を行うためには、こ
れらの要因（パラメータ）を、単一の波長を用いた光増
幅伝送方式なのか、複数の波長を多重化した波長多重光
増幅伝送方式なのかに応じて、使用する信号波長に対し
て最適値を決定する必要がある。
【０００８】この場合、決定された最適のパラメータが
得られるように光増幅伝送方式を作り上げていくのであ
るが、厳密に最適のパラメータを得るようにすることは
技術的にも、コスト的にも困難であり、実際には最適の
パラメータの許容範囲内のパラメータを有する光増幅伝
送方式となる。例えば、単一波長を用いるものとしてパ
ラメータを決定するようにした光増幅伝送方式における
伝送前の光スペクトルを図７に示し、伝送後の光スペク
トルを図８に示す。図７に示すように単一波長の信号光
が光ファイバ線路を伝搬すると、受信側では前記した非
線形光学効果により、図８に示すような裾の広がったス
ペクトルとなる。この伝送後の符号誤り率（Bit Error
Ratio ：ＢＥＲ）は約２×１０-11 、Ｓ／ＮのＱ換算値
は約１６．４ｄＢとなる。なお、この伝送特性の値は光
ファイバ長が１２，０００ｋｍとされている時の測定値
であるが、光ファイバ長は９，０００ｋｍとして設計が
行われている。
得られるように光増幅伝送方式を作り上げていくのであ
るが、厳密に最適のパラメータを得るようにすることは
技術的にも、コスト的にも困難であり、実際には最適の
パラメータの許容範囲内のパラメータを有する光増幅伝
送方式となる。例えば、単一波長を用いるものとしてパ
ラメータを決定するようにした光増幅伝送方式における
伝送前の光スペクトルを図７に示し、伝送後の光スペク
トルを図８に示す。図７に示すように単一波長の信号光
が光ファイバ線路を伝搬すると、受信側では前記した非
線形光学効果により、図８に示すような裾の広がったス
ペクトルとなる。この伝送後の符号誤り率（Bit Error
Ratio ：ＢＥＲ）は約２×１０-11 、Ｓ／ＮのＱ換算値
は約１６．４ｄＢとなる。なお、この伝送特性の値は光
ファイバ長が１２，０００ｋｍとされている時の測定値
であるが、光ファイバ長は９，０００ｋｍとして設計が
行われている。
【０００９】しかしながら、このようなＢＥＲおよびＳ
／ＮのＱ換算値は十分な数値といえないと共に、経年変
化により劣化していくようになる。そして、十分な特性
値が得られない場合には、仕様変更を行ってシステム変
更を行う必要があるが、これは物理的、経済的に困難で
ある。例えば既に敷設された海底ケーブルシステムなど
のような場合、中継器の出力特性の調整、またはエルビ
ウムドープファイバ等の交換、伝送路に使われる光ファ
イバの交換などが必要になることがあるため、その交換
に伴う光増幅中継器および海底ケーブルの回収、再敷設
が必要となり、新規に敷設する場合と同等か、あるいは
それ以上の作業量およびコストが必要となる。
／ＮのＱ換算値は十分な数値といえないと共に、経年変
化により劣化していくようになる。そして、十分な特性
値が得られない場合には、仕様変更を行ってシステム変
更を行う必要があるが、これは物理的、経済的に困難で
ある。例えば既に敷設された海底ケーブルシステムなど
のような場合、中継器の出力特性の調整、またはエルビ
ウムドープファイバ等の交換、伝送路に使われる光ファ
イバの交換などが必要になることがあるため、その交換
に伴う光増幅中継器および海底ケーブルの回収、再敷設
が必要となり、新規に敷設する場合と同等か、あるいは
それ以上の作業量およびコストが必要となる。
【００１０】そこで、本発明は光増幅中継器の利得およ
び出力、光ファイバの特性などの大幅なシステム変更を
行うことなしに単一波長伝送における雑音を抑圧するこ
とのできる光増幅伝送方式の雑音抑圧方法を提供するこ
とを目的としている。
び出力、光ファイバの特性などの大幅なシステム変更を
行うことなしに単一波長伝送における雑音を抑圧するこ
とのできる光増幅伝送方式の雑音抑圧方法を提供するこ
とを目的としている。
【００１１】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の光増幅伝送方式の雑音抑圧方法は、光ファ
イバの所定間隔毎に光増幅中継器が設置されている光増
幅伝送方式において、伝送される信号光の波長から所定
波長オフセットされた波長の雑音抑圧光を、該信号光に
多重化して伝送することにより、前記光ファイバおよび
前記光増幅中継器の伝送特性を調節することなく、非線
形光学効果による伝送雑音を抑圧するようにしたもので
ある。
に、本発明の光増幅伝送方式の雑音抑圧方法は、光ファ
イバの所定間隔毎に光増幅中継器が設置されている光増
幅伝送方式において、伝送される信号光の波長から所定
波長オフセットされた波長の雑音抑圧光を、該信号光に
多重化して伝送することにより、前記光ファイバおよび
前記光増幅中継器の伝送特性を調節することなく、非線
形光学効果による伝送雑音を抑圧するようにしたもので
ある。
【００１２】このような本発明によれば、雑音抑圧光を
単一波長の信号光に多重して伝送すると、非線形光学効
果による伝送雑音量が低減され、受信された信号光のＳ
／ＮおよびＢＥＲを改善することができるようになる。
これは、信号光とは異なる光源（雑音抑圧光）が合波さ
れることにより、各中継器がもつ雑音成分のエネルギー
が雑音抑圧光の増幅エネルギーに変換されることによっ
て、主信号光における雑音が低減される効果を奏すると
考えられる。この作用により、大幅なシステム変更を伴
うことなく、光増幅伝送方式の符号誤り率やＳ／ＮのＱ
換算値を向上することができ、十分な伝送特性を得るこ
とができるようになる。また、既存の光増幅伝送方式に
も適用することができ、経年劣化等を起こしている光増
幅伝送方式の伝送特性を向上することができるものであ
る。
単一波長の信号光に多重して伝送すると、非線形光学効
果による伝送雑音量が低減され、受信された信号光のＳ
／ＮおよびＢＥＲを改善することができるようになる。
これは、信号光とは異なる光源（雑音抑圧光）が合波さ
れることにより、各中継器がもつ雑音成分のエネルギー
が雑音抑圧光の増幅エネルギーに変換されることによっ
て、主信号光における雑音が低減される効果を奏すると
考えられる。この作用により、大幅なシステム変更を伴
うことなく、光増幅伝送方式の符号誤り率やＳ／ＮのＱ
換算値を向上することができ、十分な伝送特性を得るこ
とができるようになる。また、既存の光増幅伝送方式に
も適用することができ、経年劣化等を起こしている光増
幅伝送方式の伝送特性を向上することができるものであ
る。
【００１３】
【発明の実施の形態】本発明の光増幅伝送方式の雑音抑
圧方法を採用した多段光増幅中継伝送システムの構成の
一例を図１に示す。ただし、図１においては一方向の構
成だけ（上りあるいは下りの構成のみ）を示している。
この図に示す多段光増幅中継伝送システムは、光ファイ
バケーブルおよび光ファイバケーブルの所定間隔毎に挿
入された光増幅中継器からなるが、光増幅中継器は、エ
ルビウムドープファイバアンプ（ＥＤＦＡ）８−１〜８
−ｎにより構成され、また光ファイバケーブルは、１．
５μｍ零分散波長の分散シフトファイバケーブル（ＤＳ
Ｆ）７−１〜７−ｋ、および波長分散補償用として１．
３μｍ零分散波長のカットオフシフトファイバケーブル
（ＥＦ）９−１〜９−ｎが用いられている。
圧方法を採用した多段光増幅中継伝送システムの構成の
一例を図１に示す。ただし、図１においては一方向の構
成だけ（上りあるいは下りの構成のみ）を示している。
この図に示す多段光増幅中継伝送システムは、光ファイ
バケーブルおよび光ファイバケーブルの所定間隔毎に挿
入された光増幅中継器からなるが、光増幅中継器は、エ
ルビウムドープファイバアンプ（ＥＤＦＡ）８−１〜８
−ｎにより構成され、また光ファイバケーブルは、１．
５μｍ零分散波長の分散シフトファイバケーブル（ＤＳ
Ｆ）７−１〜７−ｋ、および波長分散補償用として１．
３μｍ零分散波長のカットオフシフトファイバケーブル
（ＥＦ）９−１〜９−ｎが用いられている。
【００１４】この場合、例えば光増幅中継器数は３６８
台、光ファイバケーブル長は約１２，０００ｋｍであ
り、光増幅中継器の間隔は約３３ｋｍ、光増幅中継器出
力は＋３ｄＢｍ、光増幅中継器利得は約７ｄＢとされ
る。なお、ＤＳＦ５−１〜５−ｋとＥＦ６−１〜６−ｎ
との組み合わせによる累積波長分散特性は前記６（ｂ）
に示すようになる。送信装置側において、光送信器（Ｏ
Ｓ）２にはパルスパターン発生器（ＰＰＧ）１より発生
された5.3Gbit/s のNRZ 信号（Non-Return Zero ）が印
加されて、レーザ光が変調されることにより変調された
信号光がＯＳ２から発生されている。この場合、例えば
発生される信号光の波長は1558.8nmとされている。
台、光ファイバケーブル長は約１２，０００ｋｍであ
り、光増幅中継器の間隔は約３３ｋｍ、光増幅中継器出
力は＋３ｄＢｍ、光増幅中継器利得は約７ｄＢとされ
る。なお、ＤＳＦ５−１〜５−ｋとＥＦ６−１〜６−ｎ
との組み合わせによる累積波長分散特性は前記６（ｂ）
に示すようになる。送信装置側において、光送信器（Ｏ
Ｓ）２にはパルスパターン発生器（ＰＰＧ）１より発生
された5.3Gbit/s のNRZ 信号（Non-Return Zero ）が印
加されて、レーザ光が変調されることにより変調された
信号光がＯＳ２から発生されている。この場合、例えば
発生される信号光の波長は1558.8nmとされている。
【００１５】この信号光は光減衰器（ＡＴＴ）３を介し
て、光ファイバカプラ（ＣＰＬ）６に供給される。ま
た、信号光と2nm 波長の異なる波長1556.8nmの無変調
（ＣＷ）の光を雑音抑圧光発生器（ＮＳ）４は発生する
が、この無変調光が雑音抑圧光とされる。ＮＳ４よりの
雑音抑圧光は、光減衰器（ＡＴＴ）５を介してＣＰＬ６
に供給されて、ＣＰＬ６において入力された信号光と雑
音抑圧光の２つの異なる波長の光が合波される。そし
て、生成された光波長多重信号がＣＰＬ６からＤＳＦ７
−１に送出される。
て、光ファイバカプラ（ＣＰＬ）６に供給される。ま
た、信号光と2nm 波長の異なる波長1556.8nmの無変調
（ＣＷ）の光を雑音抑圧光発生器（ＮＳ）４は発生する
が、この無変調光が雑音抑圧光とされる。ＮＳ４よりの
雑音抑圧光は、光減衰器（ＡＴＴ）５を介してＣＰＬ６
に供給されて、ＣＰＬ６において入力された信号光と雑
音抑圧光の２つの異なる波長の光が合波される。そし
て、生成された光波長多重信号がＣＰＬ６からＤＳＦ７
−１に送出される。
【００１６】なお、第１ＥＤＦＡ８−１の入力レベルが
標準値-4dBm となるように、光減衰器（ＡＴＴ）３，５
により信号光と雑音抑圧光のレベルをそれぞれ調整して
いる。この場合、信号光と雑音抑圧光のレベルはほぼ等
しくなるように調整される。このようにしてＤＳＦ７−
１に送出された光波長多重信号は、ＤＳＦ７−１、ＥＤ
ＦＡ８−１、ＤＳＦ７−２、ＥＤＦＡ８−２、ＥＦ９−
１、・・・、ＤＳＦ７−ｋ、ＥＤＦＡ８−ｎ、ＥＦ９−
ｍを伝搬して受信側に到達する。
標準値-4dBm となるように、光減衰器（ＡＴＴ）３，５
により信号光と雑音抑圧光のレベルをそれぞれ調整して
いる。この場合、信号光と雑音抑圧光のレベルはほぼ等
しくなるように調整される。このようにしてＤＳＦ７−
１に送出された光波長多重信号は、ＤＳＦ７−１、ＥＤ
ＦＡ８−１、ＤＳＦ７−２、ＥＤＦＡ８−２、ＥＦ９−
１、・・・、ＤＳＦ７−ｋ、ＥＤＦＡ８−ｎ、ＥＦ９−
ｍを伝搬して受信側に到達する。
【００１７】受信側において、受信された光波長多重信
号は、光スイッチ（ＳＷ）１０により光フィルタ（ＯＢ
ＰＦ）１１あるいは光スペクトラムアナライザ（ＯＳ
Ａ）１５のいずれかに導かれる。ＳＷ１０により光フィ
ルタ１１に光波長多重信号が導かれると、光フィルタ１
１により光波長多重信号から主信号光だけが分離され
て、光受信器（ＯＲ）１２に入力されて主信号光が再生
される。ＯＲ１２により再生された信号は、誤り検出器
（ＥＤ）１３に入力されてその符号誤り率（ＢＥＲ）
が、コンピュータ（ＰＣ）１４により求められることに
より、伝送特性が求められる。また、ＳＷ１０によりＯ
ＳＡ１５に導かれた光波長多重信号はその光スペクトラ
ムが、ＯＳＡ１５の表示部に表示されるようになる。な
お、ＥＤ１３、ＰＣ１４、およびＯＳＡ１５は伝送特性
を測定する場合のみ設けられるものである。
号は、光スイッチ（ＳＷ）１０により光フィルタ（ＯＢ
ＰＦ）１１あるいは光スペクトラムアナライザ（ＯＳ
Ａ）１５のいずれかに導かれる。ＳＷ１０により光フィ
ルタ１１に光波長多重信号が導かれると、光フィルタ１
１により光波長多重信号から主信号光だけが分離され
て、光受信器（ＯＲ）１２に入力されて主信号光が再生
される。ＯＲ１２により再生された信号は、誤り検出器
（ＥＤ）１３に入力されてその符号誤り率（ＢＥＲ）
が、コンピュータ（ＰＣ）１４により求められることに
より、伝送特性が求められる。また、ＳＷ１０によりＯ
ＳＡ１５に導かれた光波長多重信号はその光スペクトラ
ムが、ＯＳＡ１５の表示部に表示されるようになる。な
お、ＥＤ１３、ＰＣ１４、およびＯＳＡ１５は伝送特性
を測定する場合のみ設けられるものである。
【００１８】このように構成された多段光増幅中継伝送
システムにおいて、主信号光の波長を1558.8nmとし、雑
音抑圧光の波長を1556.8nmとした場合の送信側のＣＰＬ
６から送出される光波長多重信号の光スペクトラムを図
２に、受信側のＳＷ１０に入力される光波長多重信号の
光スペクトラムを図３に示すが、受信側の光スペクトラ
ムは図１に破線で示すＳＷ１０に接続したＯＳＡ１５で
測定した光スペクトラムである。図２に示す伝送前の光
スペクトラムは信号光と雑音抑圧光が良好な光Ｓ／Ｎで
波長多重化されている。このような波長多重光が図１に
示す多段中継光増幅システムを伝搬した場合に図３に示
す伝送後の光スペクトラムとなる。
システムにおいて、主信号光の波長を1558.8nmとし、雑
音抑圧光の波長を1556.8nmとした場合の送信側のＣＰＬ
６から送出される光波長多重信号の光スペクトラムを図
２に、受信側のＳＷ１０に入力される光波長多重信号の
光スペクトラムを図３に示すが、受信側の光スペクトラ
ムは図１に破線で示すＳＷ１０に接続したＯＳＡ１５で
測定した光スペクトラムである。図２に示す伝送前の光
スペクトラムは信号光と雑音抑圧光が良好な光Ｓ／Ｎで
波長多重化されている。このような波長多重光が図１に
示す多段中継光増幅システムを伝搬した場合に図３に示
す伝送後の光スペクトラムとなる。
【００１９】この時の光Ｓ／ＮおよびＢＥＲ（ビット・
エラー・レシオ）を述べるが、光Ｓ／Ｎは図５にその概
念図を示すように信号レベル（Ｓ）は光スペクトルのピ
ーク値とされ、雑音レベル（Ｎ）は光スペクトルの背景
の雑音とされる。また、ＢＥＲは図１に破線で示すよう
に誤り検出器（ＥＤ）１３およびコンピュータ（ＰＣ）
１４を、光受信器（ＯＲ）１２に後続接続して測定した
ものである。本発明の光増幅伝送方式の雑音抑圧方法に
よると、従来１２，０００ｋｍの光ファイバを伝送され
た時に約２×１０-11 であったＢＥＲが、６×１０-15
と３桁以上改善され、同様に従来約１６．４ｄＢであっ
たＳ／ＮのＱ換算値は、１７．７５ｄＢと約１．４ｄＢ
改善される。
エラー・レシオ）を述べるが、光Ｓ／Ｎは図５にその概
念図を示すように信号レベル（Ｓ）は光スペクトルのピ
ーク値とされ、雑音レベル（Ｎ）は光スペクトルの背景
の雑音とされる。また、ＢＥＲは図１に破線で示すよう
に誤り検出器（ＥＤ）１３およびコンピュータ（ＰＣ）
１４を、光受信器（ＯＲ）１２に後続接続して測定した
ものである。本発明の光増幅伝送方式の雑音抑圧方法に
よると、従来１２，０００ｋｍの光ファイバを伝送され
た時に約２×１０-11 であったＢＥＲが、６×１０-15
と３桁以上改善され、同様に従来約１６．４ｄＢであっ
たＳ／ＮのＱ換算値は、１７．７５ｄＢと約１．４ｄＢ
改善される。
【００２０】上記改善される理由は正確には解明できて
いないが、主信号光とは異なる波長の光源（雑音抑圧
光）が合波されることにより、各光増幅中継器がもつ非
線形効果などによる雑音成分のエネルギーが雑音抑圧光
の増幅エネルギーに変換されることによって、主信号光
における雑音が低減される効果を奏するものと考えられ
る。すなわち、雑音抑圧光の波長は、光増幅中継器が増
幅できる波長範囲でないと主信号光の伝送特性が改善が
されず、さらに、主信号光の波長と受信側において分離
できる波長とする必要がある。したがって、光増幅中継
器が増幅できる波長範囲であって、主信号光の波長と受
信側において分離できる波長を、雑音抑圧光の波長とし
て選択するようにする。
いないが、主信号光とは異なる波長の光源（雑音抑圧
光）が合波されることにより、各光増幅中継器がもつ非
線形効果などによる雑音成分のエネルギーが雑音抑圧光
の増幅エネルギーに変換されることによって、主信号光
における雑音が低減される効果を奏するものと考えられ
る。すなわち、雑音抑圧光の波長は、光増幅中継器が増
幅できる波長範囲でないと主信号光の伝送特性が改善が
されず、さらに、主信号光の波長と受信側において分離
できる波長とする必要がある。したがって、光増幅中継
器が増幅できる波長範囲であって、主信号光の波長と受
信側において分離できる波長を、雑音抑圧光の波長とし
て選択するようにする。
【００２１】なお、Ｓ／ＮのＱ換算は次の式により行う
ことができる。 Ｑ＝２０ｌｏｇ｛√Ｓ(1) −√Ｓ(0) ｝／｛√Ｎ(1) ＋
√Ｎ(0) ｝ ただし、Ｓ(1) ，Ｓ(0) は信号が「１」，「０」の時の
それぞれの信号のパワーであり、Ｎ(1) ，Ｎ(0) は信号
が「１」，「０」の時のそれぞれの雑音のパワーであ
る。
ことができる。 Ｑ＝２０ｌｏｇ｛√Ｓ(1) −√Ｓ(0) ｝／｛√Ｎ(1) ＋
√Ｎ(0) ｝ ただし、Ｓ(1) ，Ｓ(0) は信号が「１」，「０」の時の
それぞれの信号のパワーであり、Ｎ(1) ，Ｎ(0) は信号
が「１」，「０」の時のそれぞれの雑音のパワーであ
る。
【００２２】次に、雑音抑圧光の波長を変化した時のＱ
2 の値を図４に示す。ただし、この図では、主信号光の
波長を０とした時の雑音抑圧光のオフセット波長［ｎ
ｍ］が横軸とされ、縦軸がＱ2 ［ｄＢ］とされている。
また、破線で示す基準値は、雑音抑圧光を付加しない時
の主信号光のＱ2 における値である。この図に示す黒丸
は、黒丸からの鉛直線が横軸と交わる点のオフセット波
長とされた雑音抑圧光を付加した時の、主信号光のＱ2
の値を示している。すなわち、破線で示す基準値より上
に黒丸があれば、Ｑ2 の値が改善されたことを示してお
り、上にあればあるだけその改善度が大きいことを示し
ている。
2 の値を図４に示す。ただし、この図では、主信号光の
波長を０とした時の雑音抑圧光のオフセット波長［ｎ
ｍ］が横軸とされ、縦軸がＱ2 ［ｄＢ］とされている。
また、破線で示す基準値は、雑音抑圧光を付加しない時
の主信号光のＱ2 における値である。この図に示す黒丸
は、黒丸からの鉛直線が横軸と交わる点のオフセット波
長とされた雑音抑圧光を付加した時の、主信号光のＱ2
の値を示している。すなわち、破線で示す基準値より上
に黒丸があれば、Ｑ2 の値が改善されたことを示してお
り、上にあればあるだけその改善度が大きいことを示し
ている。
【００２３】図４の雑音抑圧光の波長の変化に対するＱ
2 の値の改善度を観察すると、雑音抑圧光の波長が主信
号光の波長に近い場合は、その改善度が小さくなってい
る。これは、主信号光を分離する光フィルタの特性が裾
を引くことにより、分離された信号光内に雑音抑圧光が
雑音として若干含まれるからである。また、雑音抑圧光
のオフセット波長が大きくなると、改善度がやはり低下
する。これは、光ファイバ線路内に所定間隔で設置され
ている光増幅中継器が増幅できる帯域幅が限られている
ことから、雑音抑圧光のオフセット波長が大きくなれば
なるほど、光増幅中継器がもつ非線形効果などによる雑
音成分のエネルギーが雑音抑圧光の増幅エネルギーに変
換されなくなるからと考えられる。
2 の値の改善度を観察すると、雑音抑圧光の波長が主信
号光の波長に近い場合は、その改善度が小さくなってい
る。これは、主信号光を分離する光フィルタの特性が裾
を引くことにより、分離された信号光内に雑音抑圧光が
雑音として若干含まれるからである。また、雑音抑圧光
のオフセット波長が大きくなると、改善度がやはり低下
する。これは、光ファイバ線路内に所定間隔で設置され
ている光増幅中継器が増幅できる帯域幅が限られている
ことから、雑音抑圧光のオフセット波長が大きくなれば
なるほど、光増幅中継器がもつ非線形効果などによる雑
音成分のエネルギーが雑音抑圧光の増幅エネルギーに変
換されなくなるからと考えられる。
【００２４】このように、雑音抑圧光の波長に対する主
光信号のＱ2 の値の改善度は、あるオフセット波長にて
ピークを有するようになるので、この改善度がピークに
なるように雑音抑圧光の波長を決定するようにすればよ
い。また、この改善度がピークになる雑音抑圧光の波長
は、光増幅中継器や光フィルタ等により変化するので、
これらの特性をパラメータとして雑音抑圧光の波長を決
定するようにする。以上の説明では雑音抑圧光は無変調
光としたが、主信号光の変調周波数より十分低い周波数
で変調した場合は、前記したように伝送特性を改善する
ことができるので、雑音抑圧光を十分低い周波数で変調
してもよい。
光信号のＱ2 の値の改善度は、あるオフセット波長にて
ピークを有するようになるので、この改善度がピークに
なるように雑音抑圧光の波長を決定するようにすればよ
い。また、この改善度がピークになる雑音抑圧光の波長
は、光増幅中継器や光フィルタ等により変化するので、
これらの特性をパラメータとして雑音抑圧光の波長を決
定するようにする。以上の説明では雑音抑圧光は無変調
光としたが、主信号光の変調周波数より十分低い周波数
で変調した場合は、前記したように伝送特性を改善する
ことができるので、雑音抑圧光を十分低い周波数で変調
してもよい。
【００２５】なお、波長多重光を伝送する光増幅伝送方
式として各パラメータが設計されている伝送システム
に、単一波長光を伝送することも考えられるが、このよ
うな場合に本発明を適用して雑音抑圧光を多重化して伝
送するようにすると、符号誤り率やＱ換算値で表される
伝送特性を改善することができる。
式として各パラメータが設計されている伝送システム
に、単一波長光を伝送することも考えられるが、このよ
うな場合に本発明を適用して雑音抑圧光を多重化して伝
送するようにすると、符号誤り率やＱ換算値で表される
伝送特性を改善することができる。
【００２６】
【発明の効果】本発明は以上のように構成されているの
で、雑音抑圧光を単一波長の信号光に多重して伝送する
と、非線形光学効果による伝送雑音量が低減され、信号
光のＳ／ＮおよびＢＥＲを改善することができるように
なる。また、Ｑ換算値および符号誤り率（ＢＥＲ）を用
いて光増幅伝送方式の伝送特性を評価した場合、従来よ
りＱ換算値を約１．４ｄＢ改善することができ、ＢＥＲ
を従来より３桁以上改善することができる。
で、雑音抑圧光を単一波長の信号光に多重して伝送する
と、非線形光学効果による伝送雑音量が低減され、信号
光のＳ／ＮおよびＢＥＲを改善することができるように
なる。また、Ｑ換算値および符号誤り率（ＢＥＲ）を用
いて光増幅伝送方式の伝送特性を評価した場合、従来よ
りＱ換算値を約１．４ｄＢ改善することができ、ＢＥＲ
を従来より３桁以上改善することができる。
【００２７】この作用により、大幅なシステム変更を伴
うことなく、光増幅伝送方式の符号誤り率やＳ／ＮのＱ
換算値を向上することができ、十分な伝送特性を得るこ
とができるようになる。また、既存の光増幅伝送方式に
も適用することができ、経年劣化等を起こしている光増
幅伝送方式の伝送特性を向上することができるものであ
る。
うことなく、光増幅伝送方式の符号誤り率やＳ／ＮのＱ
換算値を向上することができ、十分な伝送特性を得るこ
とができるようになる。また、既存の光増幅伝送方式に
も適用することができ、経年劣化等を起こしている光増
幅伝送方式の伝送特性を向上することができるものであ
る。
【図１】本発明の光増幅伝送方式の雑音抑圧方法を実施
する多段光増幅中継伝送システムの一構成例を示す図で
ある。
する多段光増幅中継伝送システムの一構成例を示す図で
ある。
【図２】本発明の光増幅伝送方式の雑音抑圧方法におけ
る伝送前の信号光スペクトラムを示す図である。
る伝送前の信号光スペクトラムを示す図である。
【図３】本発明の光増幅伝送方式の雑音抑圧方法におけ
る伝送後の信号光スペクトラムを示す図である。
る伝送後の信号光スペクトラムを示す図である。
【図４】本発明の光増幅伝送方式の雑音抑圧方法におけ
る雑音抑圧光の波長に対するＱ換算値を示す図である。
る雑音抑圧光の波長に対するＱ換算値を示す図である。
【図５】光Ｓ／Ｎの概念を示す図である。
【図６】従来の光増幅伝送方式の光ファイバ線路の構成
および光ファイバ線路の累積波長分散特性を示す図であ
る。
および光ファイバ線路の累積波長分散特性を示す図であ
る。
【図７】従来の光増幅伝送方式における伝送前の信号光
の光スペクトラムを示す図である。
の光スペクトラムを示す図である。
【図８】従来の光増幅伝送方式における伝送後の信号光
の光スペクトラムを示す図である。
の光スペクトラムを示す図である。
１ パルスパターン発生器 ２ 光送信器 ３，５ 光減衰器 ４ 雑抑圧光発生器 ６ 光ファイバカプラ ７−１〜７−ｋ 分散シフトファイバ ８−１〜８−ｎ エルビウムドープファイバ増幅器 ９−１〜９−ｍ 等化ファイバ（カットオフシフトファ
イバ） １０ 光スイッチ １１ 光フィルタ １２ 光受信器 １３ 誤り検出器 １４ コンピュータ １５ 光スペクトラムアナライザ
イバ） １０ 光スイッチ １１ 光フィルタ １２ 光受信器 １３ 誤り検出器 １４ コンピュータ １５ 光スペクトラムアナライザ
───────────────────────────────────────────────────── 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 (72)発明者 安部 春夫 東京都新宿区西新宿２丁目３番２号 国際 電信電話株式会社内 (72)発明者 田中 正人 東京都新宿区西新宿２丁目３番２号 国際 電信電話株式会社内
Claims (1)
- 【請求項１】 光ファイバの所定間隔毎に光増幅器が設
置されている光増幅伝送方式において、 伝送される信号光の波長から所定波長オフセットされた
波長の雑音抑圧光を、該信号光に多重化して伝送するこ
とにより、前記光ファイバおよび前記光増幅器の伝送特
性を調節することなく、非線形光学効果による伝送雑音
を抑圧することを特徴とする光増幅伝送方式の雑音抑圧
方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7318511A JPH09139713A (ja) | 1995-11-14 | 1995-11-14 | 光増幅伝送方式の雑音抑圧方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7318511A JPH09139713A (ja) | 1995-11-14 | 1995-11-14 | 光増幅伝送方式の雑音抑圧方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09139713A true JPH09139713A (ja) | 1997-05-27 |
Family
ID=18099936
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7318511A Pending JPH09139713A (ja) | 1995-11-14 | 1995-11-14 | 光増幅伝送方式の雑音抑圧方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09139713A (ja) |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62189831A (ja) * | 1986-01-28 | 1987-08-19 | エイ・ティ・アンド・ティ・コーポレーション | 光フアイバソリトン通信システム |
| JPH01217424A (ja) * | 1988-02-26 | 1989-08-31 | Fujitsu Ltd | ファイバラマン増幅光通信方式 |
| JPH01231030A (ja) * | 1988-03-11 | 1989-09-14 | Oki Electric Ind Co Ltd | 光ファイバラマン増幅伝送方式 |
| JPH06132895A (ja) * | 1992-10-20 | 1994-05-13 | Hitachi Ltd | 光パワー変化補償回路及び光伝送装置 |
-
1995
- 1995-11-14 JP JP7318511A patent/JPH09139713A/ja active Pending
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62189831A (ja) * | 1986-01-28 | 1987-08-19 | エイ・ティ・アンド・ティ・コーポレーション | 光フアイバソリトン通信システム |
| JPH01217424A (ja) * | 1988-02-26 | 1989-08-31 | Fujitsu Ltd | ファイバラマン増幅光通信方式 |
| JPH01231030A (ja) * | 1988-03-11 | 1989-09-14 | Oki Electric Ind Co Ltd | 光ファイバラマン増幅伝送方式 |
| JPH06132895A (ja) * | 1992-10-20 | 1994-05-13 | Hitachi Ltd | 光パワー変化補償回路及び光伝送装置 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20021224 |