JPH10135906A - ソリトン光伝送システム用の光信号 - Google Patents

ソリトン光伝送システム用の光信号

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JPH10135906A
JPH10135906A JP9288753A JP28875397A JPH10135906A JP H10135906 A JPH10135906 A JP H10135906A JP 9288753 A JP9288753 A JP 9288753A JP 28875397 A JP28875397 A JP 28875397A JP H10135906 A JPH10135906 A JP H10135906A
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JP
Japan
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solitons
signal
optical
soliton
transmission system
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Pending
Application number
JP9288753A
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English (en)
Inventor
Emmanuel Desurvire
エマニユエル・ドズユルビル
Olivier Leclerc
オリビエ・レクレルク
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Alcatel Lucent SAS
Original Assignee
Alcatel Alsthom Compagnie Generale dElectricite
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Publication date
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    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04BTRANSMISSION
    • H04B10/00Transmission systems employing electromagnetic waves other than radio-waves, e.g. infrared, visible or ultraviolet light, or employing corpuscular radiation, e.g. quantum communication
    • H04B10/25Arrangements specific to fibre transmission
    • H04B10/2507Arrangements specific to fibre transmission for the reduction or elimination of distortion or dispersion
    • H04B10/25077Arrangements specific to fibre transmission for the reduction or elimination of distortion or dispersion using soliton propagation

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Optical Communication System (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ゴードンハウス効果に起因するジッタを補償
することができる、周期的な一連のソリトンから成る光
信号を提供する。 【解決手段】 本発明は、ソリトン伝送システムにおい
て、それぞれの幅が信号の周期の0.20倍〜0.33
倍である周期的な一連のソリトンから成る信号を送るこ
とを提案している。上記の信号では、ソリトン間の相互
作用により、ゴードンハウス効果に起因するジッタを補
償することができる。このようにして、距離zが離れて
いる場合に、振幅Q値Qa、または、時間Q値Qtが高
いクロックの役目を果たせる信号が得られる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、ソリトン光伝送シ
ステム用の光信号、並びに、前記光信号から成る光クロ
ックを対象とする。本発明はまた、光情報伝送システム
において光クロック信号を発生させる方法、並びに、前
記光クロック信号を含む光伝送システムも対象とする。
【0002】
【従来の技術】光ファイバの異常分散部分でのソリトン
パルス(すなわち、ソリトン)の伝送は、公知の現象で
ある。光ファイバの正常分散部分では、連続信号の中の
パルスホールから成る「ブラック」と呼ばれるソリトン
の伝送もまた、公知のものである。この場合のソリトン
は、負の色分散で伝わるような波長を持っている。「ホ
ワイト」ソリトンの場合には、「ブラック」ソリトンの
場合と同様、光信号の分散を補償する目的で、光ファイ
バの該当する部分の非線形性が利用される。ソリトンの
伝送は、公知のやり方で非線形のシュレディンガー方程
式を用いて、モデル化される。
【0003】例えば、J.P.GordonおよびH.
A.Hausの論文(Optical Letter
s、第11巻、第10号、665〜667ページ)に記
載されている通り、伝送システムに存在するノイズとソ
リトンとの相互作用により発生するジッタのように、様
々な影響が上記パルスの伝送を制限する。前記の影響
は、ゴードンハウス効果と呼ばれ、ソリトン方式の伝送
の品質または伝送速度に対して、理論上の制限を加え
る。
【0004】伝送によりソリトンがひずむという理由、
とりわけゴードンハウス効果によりジッタが発生すると
いう理由によって、ソリトンにより符号化された信号を
確実に伝送できるようにし、擬似ランダム信号から必要
なクロック周波数を再生できるようにするためには、か
なりの作業が必要である。こうして、伝送されたソリト
ンのジッタを制御できる滑り案内フィルタシステム、お
よび、光電子式または光学式の様々なクロック再生シス
テムが提案された。これらのシステムは、とりわけ、ジ
ッタの影響を排除してからクロックを再生する必要があ
るために、比較的に大型で、かつ、複雑である。このよ
うなクロック再生システムの例は、FR−A−2 70
6 710に記載されている。
【0005】Optical Letters、第12
巻、第5号、355〜357ページにF.M.Mits
chkeおよびL.F.Mollenauerが記載し
ている通り、隣接するソリトンが相互に作用する。この
相互作用は、無変調時、言い換えれば、ソリトンが同位
相である時には、隣接するソリトンの相互の引力となっ
て現れ、また、逆位相の時には、隣接するソリトンの相
互の斥力となって現れる。
【0006】この相互作用は、伝送されたソリトンをひ
ずませて、情報損失を発生させかねないから、ごく一般
的には厄介な現象と考えられる。例えば、N.J.Sm
ithらのOptical Letters、第19
巻、第1号、16〜18ページを参照のこと。その文献
には、このような相互作用は、「ソリトン光ファイバ通
信システムの設計において重大な制約の一つ」として述
べられている。従来技術においては、伝送された二つの
ソリトンの時間的な「間隔」に制約を加えて、このよう
な相互作用から脱することで、ソリトン間の相互作用の
影響を抑えることが提案されている。一般に二つのソリ
トンの最小離隔距離として認められる値は、0.2×D
tである。ここで、Dtは、標準的には、エネルギーが
最大エネルギーの二分の一に等しい場合のソリトンの幅
である(FWHM)。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、ソリトン伝
送システムでクロックを伝送する際の問題点に対し、新
規かつ簡単な解決法を提案する。本発明を用いれば、と
りわけ、ゴードンハウス効果に起因するジッタを脱する
ことで、当該伝送システムで簡単にクロックを送ること
ができる。
【0008】
【課題を解決するための手段】さらに正確に言えば、本
発明は、それぞれの時間幅が信号の周期の0.20倍〜
0.33倍である周期的な一連のソリトンから成る光信
号を提案している。
【0009】一つの実施の形態においては、これらのソ
リトンはブラックソリトンである。
【0010】隣接するソリトンは、同位相であるか、逆
位相のいずれかである。ソリトンが逆位相の場合には、
その期間中の出力包絡線は、場の符号変化とは無関係で
あると考えられる。
【0011】本発明はまた、前述の光信号から成る光ク
ロックも対象としている。
【0012】本発明はまた、前述の光信号、あるいは、
前述の光クロックを含む光情報伝送システムも対象とし
ている。
【0013】最後に、本発明は、それぞれの時間幅が信
号の周期の0.20倍〜0.33倍である周期的な一連
のソリトンの放出を含む光情報伝送システムで、光クロ
ック信号を発生させる方法を提案している。
【0014】実施の形態では、これらのソリトンは、ブ
ラックソリトンである。
【0015】さらに、この方法は、放出したソリトンの
変調(0−p)を含むことができる。
【0016】この方法の実施の形態では、これらのソリ
トンは、光情報伝送システムの有効情報帯域で放出され
る。
【0017】また、これらのソリトンは、光情報伝送シ
ステムの有効情報帯域以外で放出されることもある。
【0018】本発明のその他の特徴と利点は、添付図面
を参照しながら、例として挙げた本発明の実施の形態に
関する下記説明を読めば明らかとなる。
【0019】
【発明の実施の形態】図1A、図1B、図1C、図1D
は、本発明を利用するソリトン伝送システムの様々なチ
ャネルでの信号の例を示している。一般に、このような
ソリトン伝送システムは、光ファイバに接続された放出
手段を含み、また、当該放出手段には、増幅器および/
またはフィルタが一定の間隔をおいて配置されている。
【0020】すでに知られているように、ソリトン伝送
する光ファイバの有効帯域は、λ1〜λnという異なる信
号を伝送するために種々のチャネルに分割される。この
時、各信号は、ビットでは1の論理値に相当するソリト
ンと、ゼロの論理値に相当するブランクとから成ってい
る。図1A、図1B、図1Cは、以上の信号の様子を、
それぞれλ1、λ2、λnという三つの波長について、y
座標に振幅、また、x座標に時間を取って示している。
【0021】本発明は、以上の異なる信号に加えて、図
1Dに示されるような信号λsを伝送することも提案し
ている。この信号λsは、伝送システムで伝送するクロ
ック周波数、すなわち、この伝送システムの伝送速度で
放出する切れ目のない一連のソリトンから成っており、
かつ、その幅は、ソリトン間の相互作用により、ゴード
ンハウス効果に起因するジッタが補償されるように設定
されている。切れ目のない一連のソリトンを伝送するた
め、ひずむ傾向のある各ソリトンは、隣接するソリトン
の相互作用で押し返され、その結果、信号のひずみが妨
げられる。
【0022】隣接するソリトンを互いに引き付ける相互
作用を利用すれば、同位相の一連のソリトンを放出する
ことができる。もう一つの方法としては、隣接するソリ
トンを互いに押し返す相互作用を利用すれば、変調(0
−p)を用いて、逆位相の一連のソリトンを放出するこ
とができる。
【0023】このようにして、本発明は、ソリトン間の
相互作用のマイナス効果に関し、従来技術の不利益を克
服する。本発明は、従来技術の教示とは違って、ソリト
ン間の相互作用を利用して、光ファイバ内での信号のひ
ずみを抑え、とりわけ、ゴードンハウス効果に起因する
ジッタを修正するよう、提案している。
【0024】本発明は、ソリトンパルスの「幅」(FW
HM)の標準的な定義を考慮に入れて、各ソリトンの幅
が、信号内のソリトンの周期の0.20倍〜0.33倍
となるように提案している。この周期という言葉は、こ
こでは、ソリトンが逆位相の場合に、利用できる場の不
確定な符号変化とは無関係に、出力包絡線に利用され
る。この好ましい範囲の下限から、信号のソリトンは、
ゴードンハウス効果によるジッタを十分に補償するだけ
の相互作用を行い、公知伝送システムの場合のように、
孤立したソリトンとしては働かないことが保証できる。
この好ましい範囲の上限から伝送される信号は、隣接す
るソリトン間の相互作用にもかかわらず、確実にソリト
ンの性質を保つことができ、また、非線形伝搬での信号
の安定性も持続できる。
【0025】本発明の信号は、一連のソリトンとして働
くため、ファイバ上に配置できる案内フィルタなどのあ
らゆる受動素子を通過する。
【0026】本発明の信号伝送は、様々な用途に利用で
きる。例として、以下のものが挙げられる。
【0027】ソリトン再生のための同期変調器のオンラ
イン制御。
【0028】波長変換器のような、能動部品のオンライ
ン同期化。
【0029】デマルチプレックスのオンライン制御。
【0030】クロック信号の伝達。
【0031】本発明の信号を利用すれば、ソリトン伝送
システムでクロックを送出するか、あるいは、当該伝送
システムのある地点から別の地点へクロックを簡単に送
ることができる。
【0032】本発明は、従来技術の公知の装置および方
法と比較して、以下のような利点がある。一方では、本
発明の信号で形成されたクロックは、擬似ランダムパル
ス列から標準的なやり方で得られたクロックよりもスペ
クトル純度が高いか、あるいは、高周波段のノイズが小
さい。伝送速度が約1〜10Gbit/sである場合に
は、本発明に従った信号は、数百ヘルツ幅のスペクトル
を呈するクロックである。ちなみに、擬似ランダムパル
ス列から標準的な方法で得られたクロックは、一般に、
MHzよりも大きい幅のスペクトルを呈する。他方で
は、本発明の信号により、事前変換も事前処理もなく光
クロックを直接利用することができる。このように、当
該クロックを直接利用すれば、クロックの標準再生方法
に大きな難点のある100Gbit/sのような非常に
速い伝送速度を考慮に入れることができる。
【0033】当業者にはすぐ分かることであるが、本発
明に従った信号を伝送するのに、有効帯域のチャネルの
一つを利用することができる。その上、とりわけ図2の
説明から明らかである通り信号の堅牢性が高いために、
また、その構造が公知であるために、通常、ソリトンに
用いられている有効情報帯域の端も利用することができ
る。というのも、標準的な情報信号には大きすぎる利得
低下でも、本発明の信号には依然として許容できるから
である。実際、位相情報は、ソリトンの強さよりも重要
である。従って、標準的なソリトン信号のものよりも低
い伝送利得性能を受け入れることができる。
【0034】本発明は、図1Dに示される信号λsのよ
うな切れ目のない一連のソリトンから成っている信号を
提案するだけでなく、逆相信号、言い換えれば、伝送シ
ステムで伝送するクロック周波数で放出され、かつ、ソ
リトン間の相互作用により、ゴードンハウス効果に起因
するジッタを抑える効果が補償されるように幅を設定し
たブラックソリトンから成る信号を伝送することもでき
る。ブラックソリトンを形成するパルスホールを有する
前述の連続する信号は、光ファイバの正常分散部分を伝
送できるという利点がある。従って、ソリトン伝送のた
めの有効帯域内か、あるいは、この帯域の境界で、本発
明の信号を伝送する必要がなくなる。
【0035】図2は、本発明に従った信号について、距
離zに応じたQ値Qをグラフで表したものである。図2
の数値シミュレーションでは、10Gbit/sの伝送
速度、すなわち、D=0.55ps/nm・kmの分散
のファイバにおいて100psの周期で放出するソリト
ン列を利用した。各ソリトンは、幅が30ps、すなわ
ち、ソリトンの周期の0.3倍である。これらのソリト
ンは、変調(0−p)で変調されることから、押し返す
相互作用に相当する。案内フィルタは、間隔Zn=50
kmを置いてファイバ上に配置する。x座標に、Mmで
表す伝搬距離を取り、y座標に、dBで表すQ値を取っ
た。さらに、y座標に10-9のBER(ビット誤り率)
を取った。この値は、約15dBのQ値に相当する。
【0036】曲線Bは振幅Q値Qaを表し、また、曲線
Aは時間Q値Qtを表し、双方とも、非線形のシュレデ
ィンガー方程式を使って数値計算される。以上の二つの
Q値は、伝搬距離が10Mmの場合に20dBよりも大
きい値を示し、確実にBERを10-9よりも十分小さく
できる。
【0037】図2は、本発明に従った信号の堅牢性をよ
く示しており、従来技術の教示とは逆に、ソリトン間の
相互作用を利用すれば、ゴードンハウス効果に起因する
ジッタを補償できることを立証している。
【0038】図3には、10Mmの伝搬距離について、
図2の信号の場合のアイダイヤグラムの挙動が示されて
いる。このダイヤグラムの開きは、本発明に従った信号
の伝送品質を示している。
【0039】もちろん、本発明は、本文と図面で説明さ
れた実施の形態や実施態様に限定されず、当業者に分か
る多数の変形例が可能である。とりわけ、一連の「切れ
目のない」ソリトンとは、無限のソリトン数を有する一
連のソリトンではなくて、この一連のソリトンの境界の
変形を制限するのに十分なソリトン数を有する一連のソ
リトンを意味している。信号伝送の開始時または終了時
に隣接ソリトンとの相互作用でソリトンのジッタを補償
する効果は、信号伝送の最中ほどではないことが明らか
である。必要となるソリトンの数は、簡単な定期試験が
施される伝送システムでは、当業者が決定できる。本発
明に従った信号の伝送速度は、光ファイバの情報チャネ
ルの伝送速度とは異なる場合があり、例えば、この伝送
速度の倍数か、または、約数であることが明らかであ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1A】本発明を利用するソリトン伝送システムの様
々なチャネルでの信号の例を示す図である。
【図1B】本発明を利用するソリトン伝送システムの様
々なチャネルでの信号の例を示す図である。
【図1C】本発明を利用するソリトン伝送システムの様
々なチャネルでの信号の例を示す図である。
【図1D】本発明を利用するソリトン伝送システムの様
々なチャネルでの信号の例を示す図である。
【図2】本発明に従った信号に関して、距離Zに応じた
Q値Qをグラフで表した図である。
【図3】10Mmの伝搬距離について、図2の信号の場
合のアイダイヤグラムの挙動を示す図である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 オリビエ・レクレルク フランス国、91600・サビニー−シユール −オルジユ、グランド・リユ・6

Claims (11)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 それぞれの時間幅が信号の周期の0.2
    0倍〜0.33倍である周期的な一連のソリトンから構
    成される光信号。
  2. 【請求項2】 ソリトンがブラックソリトンであること
    を特徴とする請求項1に記載の光信号。
  3. 【請求項3】 隣接するソリトンが同位相であることを
    特徴とする請求項1または2に記載の光信号。
  4. 【請求項4】 隣接するソリトンが逆位相であることを
    特徴とする請求項1または2に記載の光信号。
  5. 【請求項5】 請求項1から請求項4のいずれか一項に
    記載の光信号から形成される光クロック。
  6. 【請求項6】 それぞれの時間幅が信号の周期の0.2
    0倍〜0.33倍である周期的な一連のソリトンの放出
    を含む光情報伝送システムで光クロック信号を発生させ
    る方法。
  7. 【請求項7】 ソリトンがブラックソリトンであること
    を特徴とする請求項6に記載の方法。
  8. 【請求項8】 さらに、放出されたソリトンの変調(0
    −p)を含むことを特徴とする請求項6または7に記載
    の方法。
  9. 【請求項9】 ソリトンが光情報伝送システムの有効情
    報帯域に放出されることを特徴とする請求項6または8
    に記載の方法。
  10. 【請求項10】 ソリトンが光情報伝送システムの有効
    情報帯域以外に放出されることを特徴とする請求項6ま
    たは8に記載の方法。
  11. 【請求項11】 請求項5に記載の光クロック、また
    は、請求項1から4のいずれか一項に記載の信号を含む
    光情報伝送システム。
JP9288753A 1996-10-21 1997-10-21 ソリトン光伝送システム用の光信号 Pending JPH10135906A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR9612746 1996-10-21
FR9612746A FR2754963B1 (fr) 1996-10-21 1996-10-21 Signal optique pour un systeme de transmission optique a solitons

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JPH10135906A true JPH10135906A (ja) 1998-05-22

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ID=9496815

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JP9288753A Pending JPH10135906A (ja) 1996-10-21 1997-10-21 ソリトン光伝送システム用の光信号

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US (1) US6134038A (ja)
EP (1) EP0837571A1 (ja)
JP (1) JPH10135906A (ja)
CA (1) CA2216929A1 (ja)
FR (1) FR2754963B1 (ja)

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FR2754963B1 (fr) 1998-11-13
EP0837571A1 (fr) 1998-04-22
FR2754963A1 (fr) 1998-04-24
US6134038A (en) 2000-10-17
CA2216929A1 (fr) 1998-04-21

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