JPH1079703A - ソリトンフォーマット光学的データ伝送システム - Google Patents
ソリトンフォーマット光学的データ伝送システムInfo
- Publication number
- JPH1079703A JPH1079703A JP9185508A JP18550897A JPH1079703A JP H1079703 A JPH1079703 A JP H1079703A JP 9185508 A JP9185508 A JP 9185508A JP 18550897 A JP18550897 A JP 18550897A JP H1079703 A JPH1079703 A JP H1079703A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- pulse
- soliton
- modulator
- phase modulator
- signal
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04B—TRANSMISSION
- H04B10/00—Transmission systems employing electromagnetic waves other than radio-waves, e.g. infrared, visible or ultraviolet light, or employing corpuscular radiation, e.g. quantum communication
- H04B10/25—Arrangements specific to fibre transmission
- H04B10/2507—Arrangements specific to fibre transmission for the reduction or elimination of distortion or dispersion
- H04B10/25077—Arrangements specific to fibre transmission for the reduction or elimination of distortion or dispersion using soliton propagation
Landscapes
- 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】 信号がソリトンパルスの形を有する、光導体
（２０）を用いた長距離デジタル信号伝送システムを提
供する。 【解決手段】 このシステムは、伝送されるソリトンパ
ルスの変形を最小限に抑えるための手段を含む。最小化
手段は、ソリトンパルス（１１）の時間的ジッタを防ぐ
位相変調器（２１）と、パルスの信号対雑音比の変化を
防ぐために、置かれた場所によって周波数が変化可能な
タイプの一組のフィルタ（２２、・・・、２２n）また
は一組の飽和性吸収素子とを組み合わせて含む。
（２０）を用いた長距離デジタル信号伝送システムを提
供する。 【解決手段】 このシステムは、伝送されるソリトンパ
ルスの変形を最小限に抑えるための手段を含む。最小化
手段は、ソリトンパルス（１１）の時間的ジッタを防ぐ
位相変調器（２１）と、パルスの信号対雑音比の変化を
防ぐために、置かれた場所によって周波数が変化可能な
タイプの一組のフィルタ（２２、・・・、２２n）また
は一組の飽和性吸収素子とを組み合わせて含む。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は光学的データ伝送シ
ステムに関する。
ステムに関する。
【０００２】
【従来の技術】長距離にわたるデータ伝送、特に大洋横
断電話伝送は、次第に光ファイバを使用して光学的に実
施されるようになっている。電気的伝送と比べて、その
注目すべき利点は、特にロスが少なくて信号の変形がよ
り小さいことである。
断電話伝送は、次第に光ファイバを使用して光学的に実
施されるようになっている。電気的伝送と比べて、その
注目すべき利点は、特にロスが少なくて信号の変形がよ
り小さいことである。
【０００３】このような遠隔通信のために、特に海底遠
隔通信システムのために、信号の品質を維持して妥当な
コスト限界内で、次第にビットレートを増加することが
追求されている。
隔通信システムのために、信号の品質を維持して妥当な
コスト限界内で、次第にビットレートを増加することが
追求されている。
【０００４】光学的通信システムによって伝送されるデ
ータは、二進形式、すなわち情報が「０」と「１」とに
よって表される形式をとる。伝送される信号の形状は、
これらの信号の形状に依存する伝送システムの性能、損
失、およびノイズに決定的な影響を与える。
ータは、二進形式、すなわち情報が「０」と「１」とに
よって表される形式をとる。伝送される信号の形状は、
これらの信号の形状に依存する伝送システムの性能、損
失、およびノイズに決定的な影響を与える。
【０００５】今日まで、二進信号は主としてＮＲＺフォ
ーマット、すなわち「０」は習慣的に低レベルであり
「１」は高レベルである矩形信号の形で伝送されてき
た。「１」が連続する場合は、信号は高レベルに留ま
り、レベル０すなわち低レベルには戻らない（ＮＲＺフ
ォーマットの名称「ｎｏｎ ｒｅｔｕｒｎ ｔｏ ｚｅ
ｒｏ」はこれに由来する）。
ーマット、すなわち「０」は習慣的に低レベルであり
「１」は高レベルである矩形信号の形で伝送されてき
た。「１」が連続する場合は、信号は高レベルに留ま
り、レベル０すなわち低レベルには戻らない（ＮＲＺフ
ォーマットの名称「ｎｏｎ ｒｅｔｕｒｎ ｔｏ ｚｅ
ｒｏ」はこれに由来する）。
【０００６】最近、通信性能の改良を可能にするフォー
マットが研究されている。今日、最も頻繁に検討される
フォーマットはソリトンフォーマットである。このフォ
ーマットでは、１は一般に正のパルス（明るいソリト
ン）であり、０は低レベルである。連続する二つの１の
間、すなわち二つのソリトンパルスの間に、信号が低レ
ベルに戻る。
マットが研究されている。今日、最も頻繁に検討される
フォーマットはソリトンフォーマットである。このフォ
ーマットでは、１は一般に正のパルス（明るいソリト
ン）であり、０は低レベルである。連続する二つの１の
間、すなわち二つのソリトンパルスの間に、信号が低レ
ベルに戻る。
【０００７】時間の関数としてのソリトンパルスの形状
は双曲線余弦の平方の逆数である。このソリトンパルス
のピーク出力と半値幅は、ファイバの特性、すなわちカ
ー指数ｎ2と分散Ｄに依存する正確な関係によって関連
付けられている。指数ｎ2は屈折率の非線形部分、すな
わち光信号の出力に依存する部分である。ピーク出力と
半値幅との間のこの関係は、分散の効果と非線形の効果
とが補足されるような関係である。こうして、このパル
ス形状は、光ファイバにおいて避けることのできない色
分散があるにもかかわらず、伝播の際に幅を広げること
はない。
は双曲線余弦の平方の逆数である。このソリトンパルス
のピーク出力と半値幅は、ファイバの特性、すなわちカ
ー指数ｎ2と分散Ｄに依存する正確な関係によって関連
付けられている。指数ｎ2は屈折率の非線形部分、すな
わち光信号の出力に依存する部分である。ピーク出力と
半値幅との間のこの関係は、分散の効果と非線形の効果
とが補足されるような関係である。こうして、このパル
ス形状は、光ファイバにおいて避けることのできない色
分散があるにもかかわらず、伝播の際に幅を広げること
はない。
【０００８】しかしながら、ソリトンパルスを使用する
光学的伝送システムは、除去すべきノイズの悪影響を受
ける。ノイズは一方ではソリトンパルスの振幅の変動で
あり、他方ではパルスの時間的位置の変動である。これ
らの時間的変動（すなわちジッタ）の原因は、ソリトン
パルスの中心波長のランダム変動であり、このランダム
変動は、これらのパルスと伝送線上にある光学的増幅器
（または中継器）の自然放出ノイズとの間の非線形相互
作用によるもので、その上、この時間的ジッタは分散に
よって影響され、これは線の長さと中継器の個数ととも
に増加する。ここで、中継器は、その出力側に光信号の
測定出力を供給することを目的とする光学的増幅器であ
り、増幅は、光ファイバによって伝送される光信号の避
けることのできない減衰を補償することを想起された
い。
光学的伝送システムは、除去すべきノイズの悪影響を受
ける。ノイズは一方ではソリトンパルスの振幅の変動で
あり、他方ではパルスの時間的位置の変動である。これ
らの時間的変動（すなわちジッタ）の原因は、ソリトン
パルスの中心波長のランダム変動であり、このランダム
変動は、これらのパルスと伝送線上にある光学的増幅器
（または中継器）の自然放出ノイズとの間の非線形相互
作用によるもので、その上、この時間的ジッタは分散に
よって影響され、これは線の長さと中継器の個数ととも
に増加する。ここで、中継器は、その出力側に光信号の
測定出力を供給することを目的とする光学的増幅器であ
り、増幅は、光ファイバによって伝送される光信号の避
けることのできない減衰を補償することを想起された
い。
【０００９】ソリトンパルスの変動すなわちジッタを削
減または除去するために、次のような解決法が知られて
いる。
減または除去するために、次のような解決法が知られて
いる。
【００１０】第一の解決法は、線上に、データから取り
出されるクロック信号によって時間とともにパルスを位
置決めし直す、少なくとも一つの変調器を設けるもので
ある。位相変調器を用いると最もよい結果が期待され
る。このような位相変調器によってもたらされる補正に
関する補足的教示は、例えばN. J. Smith 、N. J. Dora
n 、およびW.Forysiakの「Gordon-Haus Jitter Suppres
sion Using an Intra-Span Phase Modulator and Post
Transmission Dispersion Compensator」と題する論文
（IEEE Photonics Technology Letters、第８巻第３
号、１９９６年３月、４５５−４５７ページ）に出てい
る。この論文はまた、位相変調器による補正が分散補償
素子によって実施可能であることも述べている。
出されるクロック信号によって時間とともにパルスを位
置決めし直す、少なくとも一つの変調器を設けるもので
ある。位相変調器を用いると最もよい結果が期待され
る。このような位相変調器によってもたらされる補正に
関する補足的教示は、例えばN. J. Smith 、N. J. Dora
n 、およびW.Forysiakの「Gordon-Haus Jitter Suppres
sion Using an Intra-Span Phase Modulator and Post
Transmission Dispersion Compensator」と題する論文
（IEEE Photonics Technology Letters、第８巻第３
号、１９９６年３月、４５５−４５７ページ）に出てい
る。この論文はまた、位相変調器による補正が分散補償
素子によって実施可能であることも述べている。
【００１１】この位相変調技法は能動的な補正技法であ
り、線の中心波長と同じ中心波長を有する光学フィルタ
によって、受動的な補償と関連付けることができる。こ
れらのフィルタはソリトンを更に安定化するが、このよ
うなフィルタは必然的に光信号を減衰させ、したがって
費用がかかりノイズを起こさせる可能性もある高利得の
増幅器の使用が不可欠になるので、安定化は部分的にす
ぎない。
り、線の中心波長と同じ中心波長を有する光学フィルタ
によって、受動的な補償と関連付けることができる。こ
れらのフィルタはソリトンを更に安定化するが、このよ
うなフィルタは必然的に光信号を減衰させ、したがって
費用がかかりノイズを起こさせる可能性もある高利得の
増幅器の使用が不可欠になるので、安定化は部分的にす
ぎない。
【００１２】本発明者が行った調査によって、位相変調
器によるソリトンパルスの能動的再生を使用すると、時
間的なジッタは正しく補償できるが、ソリトンパルスの
振幅変動の十分な補正はできず、また分散波の蓄積防止
もできないことがわかっている。
器によるソリトンパルスの能動的再生を使用すると、時
間的なジッタは正しく補償できるが、ソリトンパルスの
振幅変動の十分な補正はできず、また分散波の蓄積防止
もできないことがわかっている。
【００１３】光学的伝送線におけるソリトンパルスの変
動の補償または補正のためのもう一つの解決法は、いわ
ゆる滑り周波数フィルタリング（sliding-frequency fi
ltering）、すなわち中心波長が伝送線の初めから終り
まで変化する、例えば伝送線の初めにおいてフィルタの
中心波長が最も短く伝送線の終りにおいて最も長い、伝
送線全体にわたって配置された一組のフィルタを使用す
ることからなる。このようなフィルタの使用は、Linn
F. Mollenauerの「Soliton Transmission speeds great
ly multiplied by sliding-frequency guiding filter
s」と題する論文（Optics and Photonics News、１９９
４年４月、１５−１９ページ）に記載されている。
動の補償または補正のためのもう一つの解決法は、いわ
ゆる滑り周波数フィルタリング（sliding-frequency fi
ltering）、すなわち中心波長が伝送線の初めから終り
まで変化する、例えば伝送線の初めにおいてフィルタの
中心波長が最も短く伝送線の終りにおいて最も長い、伝
送線全体にわたって配置された一組のフィルタを使用す
ることからなる。このようなフィルタの使用は、Linn
F. Mollenauerの「Soliton Transmission speeds great
ly multiplied by sliding-frequency guiding filter
s」と題する論文（Optics and Photonics News、１９９
４年４月、１５−１９ページ）に記載されている。
【００１４】「滑り周波数フィルタリング」によって、
固定フィルタリングの場合のようにノイズがフィルタの
個数とともに増加することなく、パルスの時間的ジッタ
を部分的に補正することが可能である。
固定フィルタリングの場合のようにノイズがフィルタの
個数とともに増加することなく、パルスの時間的ジッタ
を部分的に補正することが可能である。
【００１５】しかしこのようなフィルタの使用は、時間
的変動の補正には完全に満足できるものではないことが
確認されている。
的変動の補正には完全に満足できるものではないことが
確認されている。
【００１６】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、ソリ
トンフォーマットのパルスを使用する光通信システムで
あって、これらのパルスの振幅と時間的位置における変
動の補正が特に効果的であり、かつ長距離にわたる極め
て高いビットレートの完璧な伝送ができるようにする、
光通信システムの実施を可能にすることである。
トンフォーマットのパルスを使用する光通信システムで
あって、これらのパルスの振幅と時間的位置における変
動の補正が特に効果的であり、かつ長距離にわたる極め
て高いビットレートの完璧な伝送ができるようにする、
光通信システムの実施を可能にすることである。
【００１７】本発明は、場合によっては固定フィルタリ
ングまたは分散補償と組み合わされた位相変調及び、上
述の振幅補正の観察された限界から出発する。
ングまたは分散補償と組み合わされた位相変調及び、上
述の振幅補正の観察された限界から出発する。
【００１８】
【課題を解決するための手段】本発明は、ソリトンパル
スの変動補正のために滑り周波数フィルタリングと位相
変調の組合せを用いることを特徴とする。変形として、
滑り周波数フィルタの代わりに飽和性吸収素子（satura
ble absorption components）が使用される。これらの
飽和吸収のための構成要素については、例えば「Increa
sed Amplifiersspacing in a Soliton System with Qua
ntum-Well saturable absorbers and Spectral Filteri
ng」と題する論文（Optics Letters、第１９巻第１９号
１９９４年１０月１日、１５１４−１５１６ページ）を
参照することができる。
スの変動補正のために滑り周波数フィルタリングと位相
変調の組合せを用いることを特徴とする。変形として、
滑り周波数フィルタの代わりに飽和性吸収素子（satura
ble absorption components）が使用される。これらの
飽和吸収のための構成要素については、例えば「Increa
sed Amplifiersspacing in a Soliton System with Qua
ntum-Well saturable absorbers and Spectral Filteri
ng」と題する論文（Optics Letters、第１９巻第１９号
１９９４年１０月１日、１５１４−１５１６ページ）を
参照することができる。
【００１９】先に述べたIEEE Photonics Technology Le
tters誌のN. J. Smith 他による論文において、滑り周
波数フィルタリングは位相変調との組合せでは使用でき
ないことが暗示されている点に留意すべきである。
tters誌のN. J. Smith 他による論文において、滑り周
波数フィルタリングは位相変調との組合せでは使用でき
ないことが暗示されている点に留意すべきである。
【００２０】伝送線における位相変調器の個数は多くて
も３個であることが好ましい。しかしながら、ただ一つ
の位相変調器を好ましくは伝送線の中央で使用すること
は、ソリトンフォーマットのパルスの振幅と時間の変動
補正を達成するには十分である。
も３個であることが好ましい。しかしながら、ただ一つ
の位相変調器を好ましくは伝送線の中央で使用すること
は、ソリトンフォーマットのパルスの振幅と時間の変動
補正を達成するには十分である。
【００２１】本発明によって、他のすべてを同じにした
ままで、伝送線における中継器の数を減らすことができ
ることが確認された。
ままで、伝送線における中継器の数を減らすことができ
ることが確認された。
【００２２】実際に、２０ギガビット／秒のデータビッ
トレートとＱ＝１２の（ソリトンパルスの）キューを有
する、６０００〜１００００キロメートルの範囲にある
長距離の大洋横断伝送システムを比較した。滑り周波数
フィルタリングのみを使用した場合には、連続する二つ
の中継器の間に約５０キロメートルの距離を予定し、各
中継器に一つの「滑り周波数」フィルタが接続されるこ
とが必要である。
トレートとＱ＝１２の（ソリトンパルスの）キューを有
する、６０００〜１００００キロメートルの範囲にある
長距離の大洋横断伝送システムを比較した。滑り周波数
フィルタリングのみを使用した場合には、連続する二つ
の中継器の間に約５０キロメートルの距離を予定し、各
中継器に一つの「滑り周波数」フィルタが接続されるこ
とが必要である。
【００２３】固定周波数フィルタに関連して位相変調を
使用する場合には、ビットレートとキューについて同じ
結果を得るためには、連続する中継器の間の距離は約８
０キロメートルである。
使用する場合には、ビットレートとキューについて同じ
結果を得るためには、連続する中継器の間の距離は約８
０キロメートルである。
【００２４】これに対して、本発明によれば、伝送線の
中央にただ一つの位相変調器を使用する場合には、二つ
の中継器の間の距離は少なくとも１００キロメートルで
あり、常に２０ギガビット／秒のビットレートと１２の
キューという同じ特性を伴う。この例においても、やは
り一つの（滑り周波数濾過の）フィルタが各中継器に接
続される。
中央にただ一つの位相変調器を使用する場合には、二つ
の中継器の間の距離は少なくとも１００キロメートルで
あり、常に２０ギガビット／秒のビットレートと１２の
キューという同じ特性を伴う。この例においても、やは
り一つの（滑り周波数濾過の）フィルタが各中継器に接
続される。
【００２５】本発明のその他の特徴と利点は、添付の図
面を参照して行ういくつかの実施の形態の説明によって
明らかになろう。
面を参照して行ういくつかの実施の形態の説明によって
明らかになろう。
【００２６】
【発明の実施の形態】図面と関連してこれから説明する
設備は、特に海底敷設式の光ファイバケーブルを用いた
長距離にわたる電話通信伝送のための設備である。
設備は、特に海底敷設式の光ファイバケーブルを用いた
長距離にわたる電話通信伝送のための設備である。
【００２７】この設備は、図１における低レベル１０に
よって示される“０”で構成されるデジタル信号と、図
１の同じ図のパルス１１1、１１2によって示される
“１”で構成されるデジタル信号とを伝送する。
よって示される“０”で構成されるデジタル信号と、図
１の同じ図のパルス１１1、１１2によって示される
“１”で構成されるデジタル信号とを伝送する。
【００２８】パルス１１1、１１2は、双曲線余弦の平方
の逆のような形状の（横座標にとられた）時間の関数と
して一定の法則によって変化する幅を有する。このよう
なパルスはソリトンと呼ばれる。
の逆のような形状の（横座標にとられた）時間の関数と
して一定の法則によって変化する幅を有する。このよう
なパルスはソリトンと呼ばれる。
【００２９】このようなパルス形状が、光学的導体のフ
ァイバ２０によって伝送されるときに、ほとんど変形し
ないことは周知である（図２）。この変形がないこと
は、ソリトンパルスのピーク出力Ｐ（図１）と振幅の半
値幅Δｔとの間に正確な関係が存在し、この関係はファ
イバの特性、すなわちカー指数と呼ばれる屈折率の非線
形部分ｎ2と分散Ｄに依存する、という事実に基づくも
のである。
ァイバ２０によって伝送されるときに、ほとんど変形し
ないことは周知である（図２）。この変形がないこと
は、ソリトンパルスのピーク出力Ｐ（図１）と振幅の半
値幅Δｔとの間に正確な関係が存在し、この関係はファ
イバの特性、すなわちカー指数と呼ばれる屈折率の非線
形部分ｎ2と分散Ｄに依存する、という事実に基づくも
のである。
【００３０】図２に示す本発明の好ましい実施の形態で
は、一方では伝送線の中央に位相変調器２１を設け、他
方では滑り周波数周波数フィルタ２２1、２２2、・・
・、２２nを準備し、各フィルタは光学的増幅器すなわ
ち中継器２３1、２３2、・・・、２３nに接続されてい
る。線２０は、例えば８０００キロメートルの長さを有
する。
は、一方では伝送線の中央に位相変調器２１を設け、他
方では滑り周波数周波数フィルタ２２1、２２2、・・
・、２２nを準備し、各フィルタは光学的増幅器すなわ
ち中継器２３1、２３2、・・・、２３nに接続されてい
る。線２０は、例えば８０００キロメートルの長さを有
する。
【００３１】特に図４と図５とに関連して後で述べるこ
とにする位相変調器２１は、伝送線の受信端２５で受信
されるソリトンパルスの時間的ジッタを減少させること
ができる。ソリトンパルスの時間的位置ｔ1のこのジッ
タすなわちランダム変化は、主として「ゴードンハウ
ス」と呼ばれるジッタから構成されている。
とにする位相変調器２１は、伝送線の受信端２５で受信
されるソリトンパルスの時間的ジッタを減少させること
ができる。ソリトンパルスの時間的位置ｔ1のこのジッ
タすなわちランダム変化は、主として「ゴードンハウ
ス」と呼ばれるジッタから構成されている。
【００３２】位相変調器２１では、振幅Ａの変動すなわ
ち振幅のジッタ、およびソリトンパルスの分散波の蓄積
を十分に補償できないという観察から出発して、位相変
調器２１に、それ自体同様に周知の滑り周波数フィルタ
２２1、２２2、・・・、２２nを接続した。
ち振幅のジッタ、およびソリトンパルスの分散波の蓄積
を十分に補償できないという観察から出発して、位相変
調器２１に、それ自体同様に周知の滑り周波数フィルタ
２２1、２２2、・・・、２２nを接続した。
【００３３】フィルタ２２1の中心波長は値λ1を有し、
次のフィルタの中心波長は距離とともに規則的に増加す
る。図３に、長さＬすなわち該当するフィルタから送信
器２６までの距離の関数としてのフィルタ２２1、２
２2、・・・、２２nの中心波長の変化を示した。この例
において、長さＬによる波長λの変化は線形である。
次のフィルタの中心波長は距離とともに規則的に増加す
る。図３に、長さＬすなわち該当するフィルタから送信
器２６までの距離の関数としてのフィルタ２２1、２
２2、・・・、２２nの中心波長の変化を示した。この例
において、長さＬによる波長λの変化は線形である。
【００３４】一例として、放出レーザの波長λを１５５
５．８ｎｍ、波長λ1を１５５５．８ｎｍ、および波長
λnを１５５７ｎｍとする。
５．８ｎｍ、波長λ1を１５５５．８ｎｍ、および波長
λnを１５５７ｎｍとする。
【００３５】フィルタの中心波長の変化は、上記の変化
と異なる可能性がある。例えば、フィルタの中心波長は
距離とともに減少する可能性がある。一般に、周波数は
距離とともに変化するというだけで十分である。
と異なる可能性がある。例えば、フィルタの中心波長は
距離とともに減少する可能性がある。一般に、周波数は
距離とともに変化するというだけで十分である。
【００３６】滑り周波数フィルタリングによって、ノイ
ズを常に最小に抑えながらソリトンパルスの伝送が可能
となる。実際に、フィルタの中心波長の漸次的な変化に
よって、各フィルタがノイズと、そのフィルタに先行す
る最も遠いフィルタによってもたらされる分散波を通過
させない結果となり、これらのフィルタは異なった波長
のものとなる。この技法はソリトンパルスの振幅のジッ
タを制限する。
ズを常に最小に抑えながらソリトンパルスの伝送が可能
となる。実際に、フィルタの中心波長の漸次的な変化に
よって、各フィルタがノイズと、そのフィルタに先行す
る最も遠いフィルタによってもたらされる分散波を通過
させない結果となり、これらのフィルタは異なった波長
のものとなる。この技法はソリトンパルスの振幅のジッ
タを制限する。
【００３７】信号対雑音比を改良するという同じ目的を
達成するために、変形として（図示せず）位置とともに
変化する波長でのフィルタリングの代わりに、導線２０
において使用される光ファイバと同じ波長で光を伝送す
るＩｎxＧａ(1-x)ＡｓyＰ(1-y)部品などの四元型の半導
体構成要素（quaternary type semi-conductor compone
nts）であることが好ましい、飽和性吸収構成要素を準
備する。この飽和性吸収構成要素はソリッドタイプか、
または量子ウエル薄膜タイプ（quantum well thin film
type）である。
達成するために、変形として（図示せず）位置とともに
変化する波長でのフィルタリングの代わりに、導線２０
において使用される光ファイバと同じ波長で光を伝送す
るＩｎxＧａ(1-x)ＡｓyＰ(1-y)部品などの四元型の半導
体構成要素（quaternary type semi-conductor compone
nts）であることが好ましい、飽和性吸収構成要素を準
備する。この飽和性吸収構成要素はソリッドタイプか、
または量子ウエル薄膜タイプ（quantum well thin film
type）である。
【００３８】飽和性吸収構成要素は、時間的領域におい
て効果があり、またフィルタの場合のようにスペクトル
の領域においては効果はない。これは小さい振幅を吸収
し、大きい振幅を通過させる。このようにして、パルス
の底部に含まれるノイズ、すなわち信号の小さい振幅に
関するノイズは、この構成要素によって吸収される。
て効果があり、またフィルタの場合のようにスペクトル
の領域においては効果はない。これは小さい振幅を吸収
し、大きい振幅を通過させる。このようにして、パルス
の底部に含まれるノイズ、すなわち信号の小さい振幅に
関するノイズは、この構成要素によって吸収される。
【００３９】薄膜形式すなわち量子ウエル型の飽和性吸
収構成要素は、例えばH. Tsuda他の「2.4 Gbit/sec all
optical pulse discrimination experiment using a h
igh-speed saturable absorber optical gate」と題す
る論文（Electronics Letters、第３２巻第４号、１９
９６年２月１５日、３６５−３６６ ページ）に記載さ
れている。
収構成要素は、例えばH. Tsuda他の「2.4 Gbit/sec all
optical pulse discrimination experiment using a h
igh-speed saturable absorber optical gate」と題す
る論文（Electronics Letters、第３２巻第４号、１９
９６年２月１５日、３６５−３６６ ページ）に記載さ
れている。
【００４０】図４は、位相変調器のブロック図である。
この変調器は一方ではカプラ３０を含み、このカプラ３
０は光導体２０から信号の一部分をとりだして、これか
らクロック信号を回収する装置３１に供給する。装置３
１の出力側３１1に送られたクロック信号は、線２０の
上の変調構成要素３２に供給される正弦波の信号であ
る。この構成部品３２の効果は、装置３１が供給するク
ロック信号の最大値に関する時間遅れに比例したソリト
ンパルスの周波数を補正することである。
この変調器は一方ではカプラ３０を含み、このカプラ３
０は光導体２０から信号の一部分をとりだして、これか
らクロック信号を回収する装置３１に供給する。装置３
１の出力側３１1に送られたクロック信号は、線２０の
上の変調構成要素３２に供給される正弦波の信号であ
る。この構成部品３２の効果は、装置３１が供給するク
ロック信号の最大値に関する時間遅れに比例したソリト
ンパルスの周波数を補正することである。
【００４１】線２０の上では、変調構成要素３２の後に
は、光学的増幅器３３、例えばエルビウムでドープされ
たファイバの増幅器が続く。
は、光学的増幅器３３、例えばエルビウムでドープされ
たファイバの増幅器が続く。
【００４２】図５は、非線形ファイバミラー型位相変調
器の一例を示す。
器の一例を示す。
【００４３】この変調器２１は、カプラ３０と装置３１
の他に、例えばやはりエルビウムでドープされたファイ
バ型の光学的増幅器４０を含み、増幅器４０の入力側は
装置３１の出力側に接続され、増幅器４０の出力側４０
1はカプラ４１に接続され、カプラ４１は、増幅器４０
からの信号を非線形ファイバミラー４２に供給する。こ
の非線形ファイバミラー４２は、５０−５０型の他のカ
プラ４３を経由し線２０から信号を受信する。このカプ
ラ４３は、線２０から来る信号を、ミラー４２の能動構
成要素を形成するファイバ４６の二つのブランチ４４、
４５に等しく分配する。ミラー４２の出力信号は線２０
上に戻りそこから光学的増幅器３３に向かって伝送され
る。
の他に、例えばやはりエルビウムでドープされたファイ
バ型の光学的増幅器４０を含み、増幅器４０の入力側は
装置３１の出力側に接続され、増幅器４０の出力側４０
1はカプラ４１に接続され、カプラ４１は、増幅器４０
からの信号を非線形ファイバミラー４２に供給する。こ
の非線形ファイバミラー４２は、５０−５０型の他のカ
プラ４３を経由し線２０から信号を受信する。このカプ
ラ４３は、線２０から来る信号を、ミラー４２の能動構
成要素を形成するファイバ４６の二つのブランチ４４、
４５に等しく分配する。ミラー４２の出力信号は線２０
上に戻りそこから光学的増幅器３３に向かって伝送され
る。
【００４４】このような変調器はそれ自体周知である。
これは例えば、Bigoらの論文（Electronics Letters、
第３１巻第２５号、１９９５年１２月７日、２１９１-
２１９２ページ）に記載されている。
これは例えば、Bigoらの論文（Electronics Letters、
第３１巻第２５号、１９９５年１２月７日、２１９１-
２１９２ページ）に記載されている。
【００４５】このような変調器は、振幅変調と位相変調
とを同時に実施する。位相変調はここではπラジアンの
交番である。
とを同時に実施する。位相変調はここではπラジアンの
交番である。
【００４６】変形として（図示せず）、非線形ファイバ
ミラー変調器の代わりに、輝度変調と位相変調とを同時
に実施する電気吸収変調器（electro-absorption modul
ator）が前述の変調器のように使用される。このような
電気吸収変調器は、例えばＩｎxＧａ(1-x)ＡｓyＰ(1-y)
を基材とする半導体能動素子を有する。この半導体素子
では、変調は同時に屈折率の変更と吸収係数との変更の
結果として生ずるものである。この素子はそれ自体周知
である。これは例えば、Widdowsonらの論文（Electroni
cs Letters、第３０巻第２２号、１９９４年１０月２７
日、１８６６−１８６８ ページ）に記載されている。
ミラー変調器の代わりに、輝度変調と位相変調とを同時
に実施する電気吸収変調器（electro-absorption modul
ator）が前述の変調器のように使用される。このような
電気吸収変調器は、例えばＩｎxＧａ(1-x)ＡｓyＰ(1-y)
を基材とする半導体能動素子を有する。この半導体素子
では、変調は同時に屈折率の変更と吸収係数との変更の
結果として生ずるものである。この素子はそれ自体周知
である。これは例えば、Widdowsonらの論文（Electroni
cs Letters、第３０巻第２２号、１９９４年１０月２７
日、１８６６−１８６８ ページ）に記載されている。
【００４７】位相変調は同様に、数１００メートル〜数
キロメートルの長さの光ファイバ構成要素によって達成
可能である。このファイバに、装置３１からのクロック
信号と線２０からの主信号とが伝播する。この場合に
は、変調は、電気吸収変調器によって得られる変調のよ
うな離散型変調とは対照的に、分散型と呼ばれる。非線
形ファイバによるこのような変調は、例えばWiddowson
らの論文（Electronics Letters、第３０巻第１２号、
１９９４年６月９日、９９０-９９１ページ）に記載さ
れている。
キロメートルの長さの光ファイバ構成要素によって達成
可能である。このファイバに、装置３１からのクロック
信号と線２０からの主信号とが伝播する。この場合に
は、変調は、電気吸収変調器によって得られる変調のよ
うな離散型変調とは対照的に、分散型と呼ばれる。非線
形ファイバによるこのような変調は、例えばWiddowson
らの論文（Electronics Letters、第３０巻第１２号、
１９９４年６月９日、９９０-９９１ページ）に記載さ
れている。
【００４８】損失をさらに減少するために、それ自体周
知の方法で、伝送線２０の上に分散制御素子を配置する
ことができる。この分散の制御は、位相変調と滑り周波
数フィルタリングまたは一組の飽和性吸収素子との組合
せと適合することが確認された。
知の方法で、伝送線２０の上に分散制御素子を配置する
ことができる。この分散の制御は、位相変調と滑り周波
数フィルタリングまたは一組の飽和性吸収素子との組合
せと適合することが確認された。
【００４９】分散の制御は、二つの方法で実施可能であ
る。第一の方法は、二つの光学的増幅器の間の分散のプ
ロファイリングである。このプロファイリングは、二つ
の増幅器の間のさまざまな分散を示す限られた数のファ
イバを準備することからなり、総合的な分散は指数減少
のように見える。この実施を図６と図７に示す。図６で
は、二つの増幅器２３p、２３p+1の間に光ファイバ素子
６０、６１、６２が準備されている。素子６０は分散Ｄ
1（図７）を示し、素子６１は分散Ｄ2を示し、素子６２
は分散Ｄ3を示す。このプロファイリングのために、指
数的に減少する分散を示す単一のファイバを準備するこ
ともできる。
る。第一の方法は、二つの光学的増幅器の間の分散のプ
ロファイリングである。このプロファイリングは、二つ
の増幅器の間のさまざまな分散を示す限られた数のファ
イバを準備することからなり、総合的な分散は指数減少
のように見える。この実施を図６と図７に示す。図６で
は、二つの増幅器２３p、２３p+1の間に光ファイバ素子
６０、６１、６２が準備されている。素子６０は分散Ｄ
1（図７）を示し、素子６１は分散Ｄ2を示し、素子６２
は分散Ｄ3を示す。このプロファイリングのために、指
数的に減少する分散を示す単一のファイバを準備するこ
ともできる。
【００５０】分散を制御する第二の方法（図示せず）
は、線の上で、選択されたｎ個（少なくとも２個）の増
幅器の間に、上流側のファイバの総合的分散とは逆の分
散を示す少なくとも一つの光ファイバを導入することか
らなる。この補償ファイバも同様に伝送線上の複数の場
所に配置することができる。
は、線の上で、選択されたｎ個（少なくとも２個）の増
幅器の間に、上流側のファイバの総合的分散とは逆の分
散を示す少なくとも一つの光ファイバを導入することか
らなる。この補償ファイバも同様に伝送線上の複数の場
所に配置することができる。
【００５１】どの実施の形態でも、位相変調例えば伝送
線中央の変調器に組み合わされた滑り周波数フィルタリ
ングまたは飽和性吸収のソリトンフォーマット伝送シス
テムは、ソリトンパルスの変形が最小になることを保証
し、１０ギガビット／秒以上、特に２０ギガビット／
秒、さらには１００ギガビット／秒またはそれ以上の高
いビットレートの性能を可能にする。さらに、二つの中
継器の間の距離は増加し、１００キロメートル以上にも
なる。この最後の特性は、このような安価なシステムの
実現に有利である。
線中央の変調器に組み合わされた滑り周波数フィルタリ
ングまたは飽和性吸収のソリトンフォーマット伝送シス
テムは、ソリトンパルスの変形が最小になることを保証
し、１０ギガビット／秒以上、特に２０ギガビット／
秒、さらには１００ギガビット／秒またはそれ以上の高
いビットレートの性能を可能にする。さらに、二つの中
継器の間の距離は増加し、１００キロメートル以上にも
なる。この最後の特性は、このような安価なシステムの
実現に有利である。
【００５２】上記の例は、伝送線２０上におけるただ一
つの光波長の伝送に関するものである。しかし本発明
は、伝送線がさまざまな発生源によって放射された様々
な値の光波長を伝送する場合に適用される。この場合に
は、滑り周波数フィルタリングはファブリーペロー型の
フィルタによって実施され、各フィルタは信号発生源の
各波長に対応する複数の伝送ピークを示す。その上に、
この場合には、一つまたは複数の位相変調器を位置付け
るか、またはすべての光波長が同時に到着するように光
波長を選択することが必要となろう。
つの光波長の伝送に関するものである。しかし本発明
は、伝送線がさまざまな発生源によって放射された様々
な値の光波長を伝送する場合に適用される。この場合に
は、滑り周波数フィルタリングはファブリーペロー型の
フィルタによって実施され、各フィルタは信号発生源の
各波長に対応する複数の伝送ピークを示す。その上に、
この場合には、一つまたは複数の位相変調器を位置付け
るか、またはすべての光波長が同時に到着するように光
波長を選択することが必要となろう。
【図１】ソリトンパルスを示す概略図である。
【図２】本発明による設備の概略図である。
【図３】図２の設備において使用される滑り周波数フィ
ルタリングの原理を示す概略図である。
ルタリングの原理を示す概略図である。
【図４】図２の設備において使用される変調器の原理の
概略図である。
概略図である。
【図５】位相変調器の一例と接続されたクロック信号回
収の概略図である。
収の概略図である。
【図６】図２の設備中に設けられる他の素子の概略図で
ある。
ある。
【図７】図６の素子の特性を示す図である。
１０ 低レベル １１ パルス ２０ 伝送線、光導体 ２１ 位相変調器 ２２ 滑り周波数フィルタ ２３ 光学的増幅器、中継器 ２５ 受信器 ３０、４１、４３ カプラ ３１ クロック回収装置 ３２ 変調構成要素 ３３、４０ 光学的増幅器 ４２ 非線形ファイバミラー ４４、４５、４６ ブランチ ６０、６１、６２ 光ファイバ素子
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 10/142 10/04 10/06
Claims (14)
- 【請求項１】 信号がソリトンパルス（１１）の形状を
有し、伝送されるソリトンパルスの変形を最小にする手
段を含む、光導体（２０）を用いた長距離デジタル信号
伝送システムであって、前記最小にする手段が、パルス
（１１）の時間的ジッタを防ぐ位相変調器（２１）と、
パルスの信号対雑音比の変化を防ぐために、置かれた場
所によって周波数が変化可能なタイプの一組のフィルタ
（２２1、・・・、２２n）または一組の飽和性吸収素子
とを、組み合わせて含むことを特徴とするシステム。 - 【請求項２】 前記位相変調器（２１）が、クロック信
号回収装置（３１）と、主信号を一つの入力で受信し、
前記装置（３１）からのクロック信号を別の入力で受信
する変調部品（３２）とを含むことを特徴とする請求項
１に記載のシステム。 - 【請求項３】 前記位相変調器が電気吸収変調型である
ことを特徴とする請求項１または２に記載のシステム。 - 【請求項４】 前記電気吸収変調器が、ＩｎxＧａ(1-x)
ＡｓyＰ(1-y)型の４元化合物のような半導体構成要素を
含むことを特徴とする請求項３に記載のシステム。 - 【請求項５】 前記位相変調器が非線形ファイバミラー
を含むことを特徴とする請求項１または２に記載のシス
テム。 - 【請求項６】 前記位相変調器（２１）が非線形光学素
子位相変調器を含み、これに沿ってクロックパルスと線
（２０）上のパルスとが所定の長さにわたってともに伝
播することを特徴とする請求項１または２に記載のシス
テム。 - 【請求項７】 各フィルタ（２１1）または各飽和性吸
収素子が中継器に、好ましくは光学的増幅器（２３）に
接続されることを特徴とする請求項１から６のいずれか
一項に記載のシステム。 - 【請求項８】 各飽和性吸収素子を使用する場合に、こ
れらの飽和性吸収素子の各々が半導体型、特にＩｎxＧ
ａ(1-x)ＡｓyＰ(1-y)のような４元化合物であることを
特徴とする請求項１から７のいずれか一項に記載のシス
テム。 - 【請求項９】 分散制御手段をさらに含むことを特徴と
する請求項１から８のいずれか一項に記載のシステム。 - 【請求項１０】 前記分散制御手段が、連続する二つの
中継器の間に、所定の分散プロファイルを付与する一本
または一組のファイバ（６０、６１、６２）を含むこと
を特徴とする請求項９に記載のシステム。 - 【請求項１１】 線（２０）上に少なくとも一つの分散
補正素子を含むことを特徴とする請求項９に記載のシス
テム。 - 【請求項１２】 データビットレートが少なくとも１０
ギガビット／秒であることを特徴とする請求項１から１
１のいずれか一項に記載のシステム。 - 【請求項１３】 二つの中継器の間の距離が少なくとも
１００キロメートルであることを特徴とする請求項１か
ら１２のいずれか一項に記載のシステム。 - 【請求項１４】 請求項１から１３のいずれか一項に記
載のシステムの、海底ケーブルを使用する信号伝送への
適用。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR9608614A FR2751150B1 (fr) | 1996-07-10 | 1996-07-10 | Systeme de transmission optique de donnees en format soliton |
| FR9608614 | 1996-07-10 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1079703A true JPH1079703A (ja) | 1998-03-24 |
Family
ID=9493906
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9185508A Pending JPH1079703A (ja) | 1996-07-10 | 1997-07-10 | ソリトンフォーマット光学的データ伝送システム |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6342962B2 (ja) |
| EP (1) | EP0818896A1 (ja) |
| JP (1) | JPH1079703A (ja) |
| FR (1) | FR2751150B1 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001148663A (ja) * | 1999-09-24 | 2001-05-29 | Alcatel | 「０」でのノイズを制限するｒｚ信号光再生器 |
| US7116915B2 (en) | 1999-09-09 | 2006-10-03 | Oki Electric Industry Co., Ltd. | Optical signal generating circuit and optical transmission line |
Families Citing this family (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6721512B1 (en) * | 2000-03-02 | 2004-04-13 | Nortel Networks Limited | High speed jitter correction and adaptive chromatic dispersion compensation in optical dispersion compensation in optical systems using RZ format |
| US20050203578A1 (en) * | 2001-08-15 | 2005-09-15 | Weiner Michael L. | Process and apparatus for treating biological organisms |
| US20040208436A1 (en) * | 2002-01-16 | 2004-10-21 | Teraphase Technologies, Inc. | Forming optical signals having soliton pulses with certain spectral band characteristics |
| US20040057734A1 (en) * | 2002-09-25 | 2004-03-25 | Lucent Technologies, Inc. | Method and system for reducing transmission penalties associated with ghost pulses |
| US7565083B1 (en) * | 2004-06-22 | 2009-07-21 | Sprint Communications Company L.P. | Wavelength shifting in an optical network route to mitigate distortion in different types of fiber |
| US8682159B2 (en) * | 2008-07-09 | 2014-03-25 | Tyco Electronics Subsea Communications Llc | Optical communication system supporting detection and communication networks |
| US9559776B2 (en) * | 2015-01-21 | 2017-01-31 | Google Inc. | Locally powered optical communication network |
Family Cites Families (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5477375A (en) * | 1993-04-30 | 1995-12-19 | At&T Corp. | Optical soliton generator |
| FR2707442B1 (fr) * | 1993-07-06 | 1995-09-15 | Pirio Francis | Système de transmission sur fibre optique à compensation des distorsions en ligne. |
| JP3028906B2 (ja) * | 1994-01-27 | 2000-04-04 | ケイディディ株式会社 | ソリトン光通信システム及びその光送信装置と光受信装置 |
| US5473458A (en) * | 1994-12-27 | 1995-12-05 | At&T Corp. | Soliton data transmission using non-soliton transmitter |
| FR2739507B1 (fr) * | 1995-10-02 | 1997-12-19 | Devaux Fabrice | Dispositif de modulation en ligne pour systeme de transmission optique |
| JPH09325308A (ja) * | 1996-06-06 | 1997-12-16 | Kokusai Denshin Denwa Co Ltd <Kdd> | 光変調器、短光パルス発生装置、光波形整形装置および光デマルチプレクサ装置 |
-
1996
- 1996-07-10 FR FR9608614A patent/FR2751150B1/fr not_active Expired - Fee Related
-
1997
- 1997-07-07 EP EP97401616A patent/EP0818896A1/fr not_active Withdrawn
- 1997-07-09 US US08/890,669 patent/US6342962B2/en not_active Expired - Fee Related
- 1997-07-10 JP JP9185508A patent/JPH1079703A/ja active Pending
Cited By (2)
| 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 |
| JP2001148663A (ja) * | 1999-09-24 | 2001-05-29 | Alcatel | 「０」でのノイズを制限するｒｚ信号光再生器 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP0818896A1 (fr) | 1998-01-14 |
| US6342962B2 (en) | 2002-01-29 |
| FR2751150B1 (fr) | 1998-09-18 |
| US20010012143A1 (en) | 2001-08-09 |
| FR2751150A1 (fr) | 1998-01-16 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP3522438B2 (ja) | 光ファイバー通信における分散補償 | |
| US7382985B2 (en) | Electrical domain mitigation of polarization dependent effects in an optical communications system | |
| USRE38289E1 (en) | Chromatic dispersion compensation in wavelength division multiplexed optical transmission systems | |
| EP0575881B1 (en) | Optical communication transmission system with chromatic dispersion compensation | |
| JP2966294B2 (ja) | 光伝送システム | |
| US6366728B1 (en) | Composite optical fiber transmission line method | |
| US7496298B2 (en) | Adaptive optical equalization for chromatic and/or polarization mode dispersion compensation and joint opto-electronic equalizer architecture | |
| EP0576208B1 (en) | Soliton transmission system having sliding-frequency guiding filters | |
| JPH05344075A (ja) | 光増幅中継伝送方法およびシステム装置 | |
| JPH1079703A (ja) | ソリトンフォーマット光学的データ伝送システム | |
| US6311002B1 (en) | Method and apparatus for reducing nonlinear penalties by proper arrangement of the dispersion map in an optical communication system | |
| WO2002056506A2 (en) | Optical pulse regenerating transmission lines | |
| US20020167703A1 (en) | Tandem filters for reducing intersymbol interference in optical communications systems | |
| US6775631B2 (en) | Post detection chromatic dispersion compensation | |
| Morita et al. | 40 Gbit/s single-channel soliton transmission over 10200 km without active inline transmission control | |
| Morita et al. | 20-Gb/s single-channel soliton transmission over 9000 km without inline filters | |
| Gnauck et al. | Dynamic add/drop of 8-of-16 10 Gb/s channels in 4/spl times/40 km semiconductor-optical-amplifier-based WDM system | |
| Otani et al. | 40 Gbit/s signal transmission using optical 3R regenerator based on electroabsorption modulators | |
| US6583905B1 (en) | Apparatus and method for reducing SPM/GVD in optical systems | |
| JP2939522B2 (ja) | 光中継装置 | |
| US20030133652A1 (en) | Method and apparatus for improving performance in noise limited optical transmission systems | |
| Dhawan et al. | Optimization of fiber based dispersion compensation in RZ and NRZ data modulation formats | |
| EP0963066B1 (en) | Apparatus and method for reducing SPM/GVD in optical systems | |
| Kerfoot et al. | Future directions for undersea communications | |
| Morita et al. | Impact of the dispersion map on long-haul 40 Gbit/s single-channel soliton transmission with periodic dispersion compensation |