JPS581576B2 - 光ファイバ海底中継方式 - Google Patents
光ファイバ海底中継方式Info
- Publication number
- JPS581576B2 JPS581576B2 JP53053103A JP5310378A JPS581576B2 JP S581576 B2 JPS581576 B2 JP S581576B2 JP 53053103 A JP53053103 A JP 53053103A JP 5310378 A JP5310378 A JP 5310378A JP S581576 B2 JPS581576 B2 JP S581576B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- optical fiber
- transmission
- wavelengths
- optical
- relay system
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- Light Guides In General And Applications Therefor (AREA)
- Cable Transmission Systems, Equalization Of Radio And Reduction Of Echo (AREA)
- Optical Communication System (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は低損失光ファイバを伝送媒体として用いる光フ
ァイバ海底ケーブル通信の分野において、１本の光ファ
イバに異なる波長の光信号を用いて、上りと下りの双方
向の通信を行なう光ファイバ海底中継方式に関するもの
である。
ァイバ海底ケーブル通信の分野において、１本の光ファ
イバに異なる波長の光信号を用いて、上りと下りの双方
向の通信を行なう光ファイバ海底中継方式に関するもの
である。
光ファイバ海底中継方式は、光ファイバの低損失性、細
径性、広帯域性、軽量性などの特徴により、経済的な長
距離海底ケーブル方式の実現が期待されている。
径性、広帯域性、軽量性などの特徴により、経済的な長
距離海底ケーブル方式の実現が期待されている。
光ファイバを用いる海底中継方式では、その細径性を生
かして、多数本の光ファイバを１本の海底ケーブルに収
容して、システムの大容量化を図ることが検討されてい
る。
かして、多数本の光ファイバを１本の海底ケーブルに収
容して、システムの大容量化を図ることが検討されてい
る。
これは、将来光ファイバの価格が低減化され、光ファイ
バ海底ケーブルの単位長当りの価格に対する光ファイバ
の価格の占める割合が小さくなると推定に基づいている
。
バ海底ケーブルの単位長当りの価格に対する光ファイバ
の価格の占める割合が小さくなると推定に基づいている
。
しかし、システム長が７，０００ｋｍにも及ぶ長距離で
かつ８，０００ｍにも及ぶ深海に光ファイバを布設し２
５年以上の長期にわたって安定な通信を提供するための
高信頼性の光ファイバが低価格で実現できるか否かは疑
問がある。
かつ８，０００ｍにも及ぶ深海に光ファイバを布設し２
５年以上の長期にわたって安定な通信を提供するための
高信頼性の光ファイバが低価格で実現できるか否かは疑
問がある。
深海に布設される光ファイバは、高水圧に対する光ファ
イバの保護、海水に対する光ファイバの防水保護、等の
対策を必要とし、光ファイバ海底ケーブルにおける光フ
ァイバ１本当りの価格が無視できる程低減化することは
困難であると考えられる。
イバの保護、海水に対する光ファイバの防水保護、等の
対策を必要とし、光ファイバ海底ケーブルにおける光フ
ァイバ１本当りの価格が無視できる程低減化することは
困難であると考えられる。
このような理由で光ファイバ海底中継方式に使用する光
ファイバの本数は可能な限り少なくすることが望ましい
。
ファイバの本数は可能な限り少なくすることが望ましい
。
本発明は、光ファイバ海底中継方式において、１本の光
ファイバにより大容量の双方向伝送を行うことのできる
光ファイバ海底中継方式を提供するものである。
ファイバにより大容量の双方向伝送を行うことのできる
光ファイバ海底中継方式を提供するものである。
光ファイバ海底中継方式は、光通信用の発光素子、受光
素子の直線性が良好でないためＰＣＭ伝送などのデイジ
タル伝送の適用が考えられている。
素子の直線性が良好でないためＰＣＭ伝送などのデイジ
タル伝送の適用が考えられている。
ここで使用する光ファイバは、伝搬する光信号のモード
が一つで広帯域伝送の可能な単一モードファイバが適し
ており、また、光信号の波長は、光ファイバの損失が低
損失となる１．２〜１．６μｍの長波長帯が中継間隔を
長くできる点で有利である。
が一つで広帯域伝送の可能な単一モードファイバが適し
ており、また、光信号の波長は、光ファイバの損失が低
損失となる１．２〜１．６μｍの長波長帯が中継間隔を
長くできる点で有利である。
１本の光ファイバによる双方向伝送としては、短波長帯
（０．８μｍ）を用いた研究が行われている。
（０．８μｍ）を用いた研究が行われている。
双方向伝送を行なう方法は、主として２つに分けられる
。
。
１つは同一波長を用いるもので、端局、中継器に光分岐
・結合回路を用いて送受信信号を分離するものでこの光
分岐・結合回路の抑圧量を多くしかつ通過損失を少なく
することは困難で、不経済なシステムになる。
・結合回路を用いて送受信信号を分離するものでこの光
分岐・結合回路の抑圧量を多くしかつ通過損失を少なく
することは困難で、不経済なシステムになる。
この方式は同一波長の不要信号を充分に抑圧できない欠
点があり、特に多中継の長距離方式には適用が困難であ
る。
点があり、特に多中継の長距離方式には適用が困難であ
る。
他の方法としては異なる２波長を上り、下りの信号に用
いるものがある。
いるものがある。
これは２波長λ０，λＥを分離するために光分波器を使
用する方法で通過損失を１ｄＢ以下にすることが可能で
ある。
用する方法で通過損失を１ｄＢ以下にすることが可能で
ある。
波長λ０，λＥの間隔は使用可能な光分波器の分離特性
によ以上を必要としている。
によ以上を必要としている。
中継間隔が光ファイバの損失によって支配される場合に
は、光ファイバの損失特性が概略１／λ４に比例するた
め、波長λ０とλＥが５％異なると光ファイバの損失差
は１０％程度となり、中継間隔は損失の多い波長で制限
を受け、システム上不経済となる。
は、光ファイバの損失特性が概略１／λ４に比例するた
め、波長λ０とλＥが５％異なると光ファイバの損失差
は１０％程度となり、中継間隔は損失の多い波長で制限
を受け、システム上不経済となる。
このように、従来の方法ででは、光ファイバの低損失性
を生かして双方向通信を効率よく行なう光ファイバ海底
中継方式の実現は困難であった。
を生かして双方向通信を効率よく行なう光ファイバ海底
中継方式の実現は困難であった。
本発明は、広帯域化の可能な単一モードファイバを用い
低損失な長波長域で効率良く双方向伝送を行なうもので
ある。
低損失な長波長域で効率良く双方向伝送を行なうもので
ある。
長波長域で、デイジタル伝送信号のビットレートを一定
とし波長をパラメータとして中継間隔を求めるとあるビ
ットレートについて特定の異なる２波長で同一の中継間
隔となる。
とし波長をパラメータとして中継間隔を求めるとあるビ
ットレートについて特定の異なる２波長で同一の中継間
隔となる。
本発明はこの点に着目しこれら２波長を用いて効率の良
い双方向伝送を行なうものである。
い双方向伝送を行なうものである。
以下、具体的な実施例について説明する。
図１は、本発明による光ファイバ海底中継方式の構成を
示す。
示す。
図１の１は、単一モード光ファイバを用いた光ファイバ
海底ケーブル、２は光海底中継器を示し、３は異なる２
つの波長λ０，λＥを分離するための光分波器、４は発
光素子と受光素子を含んだ光デイジタル再生中継部を示
している。
海底ケーブル、２は光海底中継器を示し、３は異なる２
つの波長λ０，λＥを分離するための光分波器、４は発
光素子と受光素子を含んだ光デイジタル再生中継部を示
している。
記号Ａ，Ｂは光ファイバ海底ケーブルに接続される両陸
揚局に設置される端局を示す。
揚局に設置される端局を示す。
図１でＡ端局からＢ端局へは波長λ０を伝送しＢからＡ
に対しては波長λＥで伝送する。
に対しては波長λＥで伝送する。
端局Ａで送信された波長λ。
の光信号は端局内の光分波器３で光ファイバ１に結合さ
れ光中継器２に伝送される。
れ光中継器２に伝送される。
光ファイバ伝送路で減衰した波長λ０の信号は、中継器
内の分波器３で分離され光デイジタル再生中継部４で再
生、増幅され再度光分波器３を通して光ファイバ伝送路
に接続される。
内の分波器３で分離され光デイジタル再生中継部４で再
生、増幅され再度光分波器３を通して光ファイバ伝送路
に接続される。
光ファイバ海底中継方式に用いられる単一モードファイ
バの損失特性例を図２に示す。
バの損失特性例を図２に示す。
点線は光ファイバの理論的な損失限界を示す。
実線は実測例である。
光ファイバの損失は１，２〜１．６μｍの長波長域で低
損失となる。
損失となる。
単一モードファイバはコア径（２ａ）、クラツド屈折率
（ｎ）、コア・クラツド屈折率差（４ｎ）を適当に選定
することにより、波長１．３〜１．５μｍで規格化周波
数■■２πａ／λ・が可能であり、■を１．６〜２．４
に設定可能であれば単一モード伝搬でかつ曲りに基づく
損失の少い光ファイバを実現させられることが実験的に
確かめられている。
（ｎ）、コア・クラツド屈折率差（４ｎ）を適当に選定
することにより、波長１．３〜１．５μｍで規格化周波
数■■２πａ／λ・が可能であり、■を１．６〜２．４
に設定可能であれば単一モード伝搬でかつ曲りに基づく
損失の少い光ファイバを実現させられることが実験的に
確かめられている。
図２において１．３８μｍ近傍で損失が増加しているの
はＯＨ基に起因するもので、ＯＨ基の基本振動の２．７
３μｍの約１／２の波長に相当する。
はＯＨ基に起因するもので、ＯＨ基の基本振動の２．７
３μｍの約１／２の波長に相当する。
ＯＨ基はファイバ製造上かなり取除くことが可能である
が完全に除くことは困難と考えられ、１．３８μｍ附近
を伝送帯域にすることは望ましくない。
が完全に除くことは困難と考えられ、１．３８μｍ附近
を伝送帯域にすることは望ましくない。
このため伝送帯域としては、損失の小さくなる１．３μ
ｍ近傍と１．５μｍ近傍の使用が考えられる。
ｍ近傍と１．５μｍ近傍の使用が考えられる。
１本の光ファイバで双方向伝送するには光ファイバの伝
送特性が大きく変らないできるだけ近接した２つの波長
を用いることが望ましいが、このような波長を選定でき
るか否かは九分波器の特性に依存する。
送特性が大きく変らないできるだけ近接した２つの波長
を用いることが望ましいが、このような波長を選定でき
るか否かは九分波器の特性に依存する。
光分波器の特性例を図３に示す。光分波器にはプリズム
形、干渉膜形、グレーテイング形など種々の案が考えら
れる。
形、干渉膜形、グレーテイング形など種々の案が考えら
れる。
しかし、これらの分波特性は波長に依存しており、波長
が長くなるに従い特性が悪くなり一定の抑圧量を確保す
るには使用する波長の間隔を広くとる必要がある。
が長くなるに従い特性が悪くなり一定の抑圧量を確保す
るには使用する波長の間隔を広くとる必要がある。
また、分波特性は光源のスペクトラムの広がりによって
影響を受けるのでこの点からも分波すべき波長間隔はで
きるだけ広げることが望ましい。
影響を受けるのでこの点からも分波すべき波長間隔はで
きるだけ広げることが望ましい。
単一モード光ファイバを伝送媒体とするデイジタル伝送
では、長波長域内でも比較的波長の短い側（λ０）では
主として光ファイバの損失によって中継間隔が定る。
では、長波長域内でも比較的波長の短い側（λ０）では
主として光ファイバの損失によって中継間隔が定る。
一方、長波長で波長の長い側（λＥ）は、デイジタル信
号のビットレートを上げてゆくと、分散による影響で中
継間隔が制限を受け中継間隔は急激に減少する。
号のビットレートを上げてゆくと、分散による影響で中
継間隔が制限を受け中継間隔は急激に減少する。
この様子を図４に示す。
図４は、長波長域の２波長λ０とλＥについて、あるビ
ットレートの信号を伝送するとき波長により中継間隔が
どのように変化するかを示した図である。
ットレートの信号を伝送するとき波長により中継間隔が
どのように変化するかを示した図である。
光ファイバの材料分散と構造分散が相殺する１３μｍ近
辺では、広帯域性を示し、ビットレートが上っても中継
間隔はあまり短くならない。
辺では、広帯域性を示し、ビットレートが上っても中継
間隔はあまり短くならない。
このようなことから特定のλ。，λ。を決めるとあるビ
ットレートで同一の中継間隔となる点がある。
ットレートで同一の中継間隔となる点がある。
これが図４の八点である。本発明はこの点に着目したも
ので、あるビットレートに対し中継間隔が同一となる異
る２つの波長を用いて、効率の良い双方向伝送を行なう
ものである。
ので、あるビットレートに対し中継間隔が同一となる異
る２つの波長を用いて、効率の良い双方向伝送を行なう
ものである。
図５に、本発明を用いた他の実施例を示す。
図５は光海底中継器の構成を示すもので、λ。
で伝送された光信号を光分波器３で分離し、波長λ０を
受信する受光素子５で光信号を電気信号に変換し、再生
中継部６で電気的に信号を増幅・再生した後、波長λＥ
を発光する発光素子７で光信号に変換し、光分波器３を
通して光ファイバ１に結合する。
受信する受光素子５で光信号を電気信号に変換し、再生
中継部６で電気的に信号を増幅・再生した後、波長λＥ
を発光する発光素子７で光信号に変換し、光分波器３を
通して光ファイバ１に結合する。
上り、下りの信号を同様に処理することにより各中継区
間で一伝送方向に対し、λ０とλＥを交互に用いて伝送
することにより、光ファイバ伝送路、発光・受光素子に
起因するタイミングジツタの相加をシステム全体で平均
化する効果があり、伝送品質の良い多中継システムを提
供することが可能である。
間で一伝送方向に対し、λ０とλＥを交互に用いて伝送
することにより、光ファイバ伝送路、発光・受光素子に
起因するタイミングジツタの相加をシステム全体で平均
化する効果があり、伝送品質の良い多中継システムを提
供することが可能である。
図６には、本発明を用いて超大容量化する場合の中継器
構成を示す。
構成を示す。
これは大きなレベル差のある送受信信号を分波器で分離
した後はほとんどレベル差のない信号を分割するための
光波長分割フイルタを用いることにより、波長分割多重
化を行なうもので、図６の８が中継器の入力側に配置さ
れた波長分割フィルタを示し、９は出力側の波長分割フ
ィルタを示す。
した後はほとんどレベル差のない信号を分割するための
光波長分割フイルタを用いることにより、波長分割多重
化を行なうもので、図６の８が中継器の入力側に配置さ
れた波長分割フィルタを示し、９は出力側の波長分割フ
ィルタを示す。
ここで用いる波長分割フィルタは、同一レベルの信号を
分離するので大きな抑圧量を必要とせず実現容易である
。
分離するので大きな抑圧量を必要とせず実現容易である
。
ここで、発光素子７の発光スペクトラムが隣接伝送波長
に影響を及ぼさぬ程度に小さくなれば波長分割フィルタ
９を省略することができる。
に影響を及ぼさぬ程度に小さくなれば波長分割フィルタ
９を省略することができる。
このようにして、λ０の波長帯をλｏ１，λｏ２〜λＱ
ｎに、λＥの波長帯をλＥ１，λＥ２〜λＥｎとして細
分割波長を使用することにより１本の光ファイバを用い
て超大容量化することが可能となる。
ｎに、λＥの波長帯をλＥ１，λＥ２〜λＥｎとして細
分割波長を使用することにより１本の光ファイバを用い
て超大容量化することが可能となる。
以上のように本発明による効果は次のような点である。
（１）単一モード光ファイバと長波長域を用いる光ファ
イバ海底中継方式に於て、中継間隔が、ある波長で損失
制限形で、他の波長で分散制限形となる点に着目し、一
定のビットレートを伝送するとき波長の選定により中継
間隔が同一となる２つの異なる波長帯を用いて１本の光
ファイバにより双方向光伝送を行なうことにより効率の
良い経済的な光ファイバ海底中継方式を実現できる。
イバ海底中継方式に於て、中継間隔が、ある波長で損失
制限形で、他の波長で分散制限形となる点に着目し、一
定のビットレートを伝送するとき波長の選定により中継
間隔が同一となる２つの異なる波長帯を用いて１本の光
ファイバにより双方向光伝送を行なうことにより効率の
良い経済的な光ファイバ海底中継方式を実現できる。
（２）異る２波長を用いて双方向伝送を行う際、一つの
伝送方向に対し各中継区間で異る２波長を交互に使用す
ることにより光ファイバ伝送路、光素子に基づくデイジ
タル信号の位相ジツタの相加をシステム上平均化するこ
とにより高品質の海底中継方式を実現できる。
伝送方向に対し各中継区間で異る２波長を交互に使用す
ることにより光ファイバ伝送路、光素子に基づくデイジ
タル信号の位相ジツタの相加をシステム上平均化するこ
とにより高品質の海底中継方式を実現できる。
（３）異る２波長帯を光分波器で分離した後、光波長分
割フィルタを用いて光信号の多重化を行い１本の光ファ
イバで超大容量の海底中継方式を実現できる。
割フィルタを用いて光信号の多重化を行い１本の光ファ
イバで超大容量の海底中継方式を実現できる。
図１は本発明の実施例を示すブロック図、図２、図３お
よび図４は本発明の原理を説明するための特性図、図５
および図６はそれぞれ本発明の実施例を示すブロック図
である。 １・・・・・・光ファイバ海底ケーブル、２・・・・・
・光海底中継器、３・・・・・・光分波器、４・・・・
・・光デイジタル再生中継部、５・・・・・・受光素子
、６・・・・・・再生中継部、７・・・・・・発光素子
、８，９・・・・・・波長分割フィルタ。
よび図４は本発明の原理を説明するための特性図、図５
および図６はそれぞれ本発明の実施例を示すブロック図
である。 １・・・・・・光ファイバ海底ケーブル、２・・・・・
・光海底中継器、３・・・・・・光分波器、４・・・・
・・光デイジタル再生中継部、５・・・・・・受光素子
、６・・・・・・再生中継部、７・・・・・・発光素子
、８，９・・・・・・波長分割フィルタ。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 単一モード光ファイバを伝送媒体とし長波長域の伝
送信号を用いる光ファイバ海底中継方式に於で、光ファ
イバでデイジタル信号を伝送するときに、所要の伝送品
質を維持するための中継間隔がある波長領域では光ファ
イバの損失に支配され他の波長では光ファイバの分散に
よる波形ひずみに支配されるために、一定のビットレー
トのデイジタル信号を伝送するときに前記中継間隔が同
一となる相異る２つの波長を用いて、一本の光ファイバ
により双方向デイジタル伝送を行うことを特徴とする光
ファイバ海底中継方式。 ２ 単一モード光ファイバを伝送媒体とし長波長域の伝
送信号を用いる光ファイバ海底中継方式に於て、光ファ
イバでデイジタル信号を伝送するときに、所要の伝送品
質を維持するための中継間隔がある波長領域では光ファ
イバの損失に支配され他の波長では光ファイバの分散に
よる波形ひずみに支配されるために、一定のビットレー
トのデイジタル信号を伝送するときに前記中継間隔が同
一となる相異る２つの波長を用いて、一本の光ファイバ
により双方向デイジタル伝送を行い、かつ一つの伝送方
向に対し、各中継区間で異る２波長を交互に使用するこ
とにより光ファイバ伝送路、光素子に基づくデイジタル
信号のタイミングジツタの相加をシステム上平均化する
ことを特徴とする光ファイバ海底中継方式。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP53053103A JPS581576B2 (ja) | 1978-05-02 | 1978-05-02 | 光ファイバ海底中継方式 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP53053103A JPS581576B2 (ja) | 1978-05-02 | 1978-05-02 | 光ファイバ海底中継方式 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS54144801A JPS54144801A (en) | 1979-11-12 |
| JPS581576B2 true JPS581576B2 (ja) | 1983-01-12 |
Family
ID=12933445
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP53053103A Expired JPS581576B2 (ja) | 1978-05-02 | 1978-05-02 | 光ファイバ海底中継方式 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS581576B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0268169U (ja) * | 1988-11-15 | 1990-05-23 |
-
1978
- 1978-05-02 JP JP53053103A patent/JPS581576B2/ja not_active Expired
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0268169U (ja) * | 1988-11-15 | 1990-05-23 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS54144801A (en) | 1979-11-12 |
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