JP6339401B2 - Mode multiplexing transmission optical transmitter and optical communication system - Google Patents
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Description
本発明は、モード多重伝送による光通信技術に関する。 The present invention relates to an optical communication technique using mode multiplexing transmission.
光ファイバによる伝送容量を増加させるために、非特許文献1は、同じ波長の信号を複数のモードで伝搬させ、各モードで伝搬する信号には独立した情報を搬送させるモード多重伝送を開示している。
In order to increase the transmission capacity by optical fiber, Non-Patent
一般的なマルチモードファイバではモード間結合が生じる。モード間結合が生じた場合、各モードで伝搬する信号の独立性が維持できなくなるため、モード多重伝送による伝送容量拡大ができない。モード間結合を小さくするために、特別に設計したマルチモードファイバ、モード合波器及びモード分波器を使用することが考えられる。しかしながら、ファイバ接続時のわずかな位置ずれや、モード合波器やモード分波器の設計値からのずれ等がモード結合を誘発するため、モード結合を十分に小さくすることは一般的には難しい。このため、各受信機において、無線通信システムで用いられているMIMO伝送と同様のデジタル信号処理を用いることでモード分離を行う構成が非特許文献1には開示されているが、モード数が多くなるに従い、信号処理に必要となる回路規模が莫大となり、その実現が困難となる。
In a general multimode fiber, coupling between modes occurs. When coupling between modes occurs, the independence of signals propagating in each mode cannot be maintained, and thus the transmission capacity cannot be increased by mode multiplexing transmission. In order to reduce the coupling between modes, it is conceivable to use a specially designed multimode fiber, a mode multiplexer and a mode duplexer. However, it is generally difficult to make the mode coupling sufficiently small because a slight positional deviation at the time of fiber connection or a deviation from the design value of the mode multiplexer or mode demultiplexer induces mode coupling. . For this reason, a configuration for performing mode separation by using digital signal processing similar to MIMO transmission used in a wireless communication system in each receiver is disclosed in Non-Patent
本発明は、効果的にモード間結合の影響を抑圧できる、モード多重伝送の光送信装置及び光通信システムを提供するものである。 The present invention provides an optical transmission apparatus and an optical communication system for mode multiplexing transmission that can effectively suppress the influence of inter-mode coupling.
本発明の一側面によると、モード多重伝送のための光送信装置は、各伝搬モードのそれぞれに対応する複数の送信手段であって、それぞれが波長多重信号を出力する前記複数の送信手段と、送信手段により出力される波長多重信号が、当該送信手段に対応する伝搬モードで伝搬される様にマルチモードファイバに出力するガイド手段と、を備えており、送信手段が出力する波長多重信号に含まれる波長は、当該送信手段に対応する伝搬モードとの伝搬定数の差が所定値以内である他の伝搬モードに対応する送信手段が出力する波長多重信号には含まれない、ことを特徴とする。 According to one aspect of the present invention, an optical transmission device for mode multiplexing transmission is a plurality of transmission units corresponding to each of the propagation modes, each of the plurality of transmission units outputting a wavelength multiplexed signal; wavelength-multiplexed signal outputted by the transmitting means, and guide means for outputting the multimode fiber as propagated by the propagation mode corresponding to the transmission means comprises a, included in the wavelength multiplexed signal output by the transmitting means The wavelength to be transmitted is not included in the wavelength multiplexed signal output from the transmission unit corresponding to another propagation mode whose propagation constant difference with the transmission mode corresponding to the transmission unit is within a predetermined value. .
モード間結合の影響を抑圧できる。 The influence of mode coupling can be suppressed.
以下、本発明の例示的な実施形態について図面を参照して説明する。なお、以下の各図においては、実施形態の説明に必要ではない構成要素については図から省略する。 Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the following drawings, components that are not necessary for the description of the embodiments are omitted from the drawings.
図1は、伝搬モードについて説明する図である。マルチモードファイバを伝搬するモード数は、導波路パラメータ(規格化周波数)によって変化する。ここで、ある伝搬モードの伝搬定数と異なる伝搬定数の伝搬モードは、異なる伝搬モードである。なお、図1の規格化周波数が示す波長範囲は大変広く、波長多重で使用する複数の波長は、図1の横軸のスケールにおいては略点で表される。例えば、図1において規格化周波数が4の波長付近においては、伝搬定数の異なる3つの伝搬モードが存在する。 FIG. 1 is a diagram illustrating the propagation mode. The number of modes propagating through the multimode fiber varies depending on the waveguide parameter (normalized frequency). Here, a propagation mode having a propagation constant different from that of a certain propagation mode is a different propagation mode. Note that the wavelength range indicated by the normalized frequency in FIG. 1 is very wide, and a plurality of wavelengths used in wavelength multiplexing are represented by points on the horizontal axis in FIG. For example, in FIG. 1, there are three propagation modes having different propagation constants in the vicinity of a wavelength having a normalized frequency of 4.
図2は、本実施形態による光通信システムの構成図である。光送信装置1は、マルチモードファイバ3の各伝搬モードに対応する送信部11−1〜11−Kを備えている。各送信部11−1〜11−Kは、対応する伝搬モードで使用する波長の光信号を送信データで変調し、波長多重してモード合波部12に出力する。なお、各伝搬モードで使用する波長の考え方については後述する。モード合波部12は、各送信部11−1〜11−Kからの波長多重された光信号が、対応するモードでマルチモードファイバ3を伝搬する様に、波長多重された光信号をマルチモードファイバ3に出力する導材(ガイド部)である。
FIG. 2 is a configuration diagram of the optical communication system according to the present embodiment. The
光受信装置2のモード分波部22は、マルチモードファイバ3の各モードで伝搬する光信号を対応する受信部に入力させるための導材である。各受信部21−1〜21−Kは、対応する伝搬モードでマルチモードファイバ3を伝搬した光信号を波長分離し、各波長の光信号を復調する。
The
続いて、本実施形態による、各伝搬モードで使用する波長配置について説明する。まず、本実施形態では、ある伝搬モードの伝搬定数と、その差が所定値以内である伝搬定数の伝搬モードを特定する。例えば、図3においてモード#B及び#Cの伝搬定数は、モード#Aの伝搬定数との差が所定値以内であるものとする。一実施形態において、モード#Aで伝搬させる波長は、モード#B及び#Cでは伝搬させない。この様に、伝搬定数が所定値以内のモードにおいては互いに異なる波長のみを伝搬させることでモード間結合が発生した場合においても、受信部21−1〜21−Kに具備される、帯域通過型光フィルタにより、その信号特性への影響を低減させることができる。 Next, the wavelength arrangement used in each propagation mode according to the present embodiment will be described. First, in this embodiment, a propagation constant of a certain propagation mode and a propagation mode of a propagation constant whose difference is within a predetermined value are specified. For example, in FIG. 3, it is assumed that the propagation constants of modes #B and #C have a difference from the propagation constant of mode #A within a predetermined value. In one embodiment, the wavelengths propagated in mode #A are not propagated in modes #B and #C. As described above, in the mode in which the propagation constant is within the predetermined value, even when the coupling between the modes is generated by propagating only different wavelengths, the band-pass type provided in the receiving units 21-1 to 21-K. The influence on the signal characteristics can be reduced by the optical filter.
また、他の実施形態として、伝搬定数が、ある伝搬モードの伝搬定数より大きく、かつ、最も近い伝搬モードを第1の伝搬モードとし、伝搬定数が、ある伝搬モードの伝搬定数より小さく、かつ、最も近い伝搬モードを第2の伝搬モードとし、これら第1の伝搬モード及び第2の伝搬モードを、纏めて、当該ある伝搬モードの隣接伝搬モードとする。そして、ある伝搬モードで使用する波長は、隣接伝搬モードで使用する波長とは互いに異なる様にする。この様に構成することで、モード間結合の影響を低減させることができる。 As another embodiment, the propagation constant is larger than the propagation constant of a certain propagation mode, the closest propagation mode is the first propagation mode, the propagation constant is smaller than the propagation constant of a certain propagation mode, and The closest propagation mode is defined as a second propagation mode, and the first propagation mode and the second propagation mode are collectively defined as an adjacent propagation mode of the certain propagation mode. The wavelength used in a certain propagation mode is set to be different from the wavelength used in the adjacent propagation mode. By comprising in this way, the influence of the coupling between modes can be reduced.
なお、モード多重伝送において使用される波長は、所定の波長間隔の波長グリッドに対応する波長である。つまり、送信部11−1〜11−Kが使用する波長は、異なる波長グリッドに対応する波長である。 Note that the wavelength used in the mode multiplexing transmission is a wavelength corresponding to a wavelength grid having a predetermined wavelength interval. That is, the wavelengths used by the transmission units 11-1 to 11-K are wavelengths corresponding to different wavelength grids.
Claims (4)
各伝搬モードのそれぞれに対応する複数の送信手段であって、それぞれが波長多重信号を出力する前記複数の送信手段と、
送信手段により出力される波長多重信号が、当該送信手段に対応する伝搬モードで伝搬される様にマルチモードファイバに出力するガイド手段と、
を備えており、
送信手段が出力する波長多重信号に含まれる波長は、当該送信手段に対応する伝搬モードとの伝搬定数の差が所定値以内である他の伝搬モードに対応する送信手段が出力する波長多重信号には含まれない、ことを特徴とする光送信装置。 An optical transmitter for mode multiplexing transmission,
A plurality of transmission means corresponding to each of the propagation modes, each of the plurality of transmission means outputting a wavelength multiplexed signal;
Guide means for outputting to the multimode fiber so that the wavelength multiplexed signal output by the transmission means is propagated in the propagation mode corresponding to the transmission means;
With
Wavelength included in the wavelength-multiplexed signal transmitting means is output to the wavelength multiplexing signal difference in propagation constant between the propagation modes corresponding to the transmission means outputs the transmission means corresponding to the other mode of propagation is within a predetermined value Is not included , an optical transmission device characterized by that.
各伝搬モードのそれぞれに対応する送信手段と、
送信手段により出力される波長多重信号が、当該送信手段に対応する伝搬モードで伝搬される様にマルチモードファイバに出力するガイド手段と、
を備えており、
送信手段は、当該送信手段に対応する伝搬モードの伝搬定数より大きく、かつ、最も近い伝搬定数の伝搬モードに対応する第1の送信手段、及び、当該送信手段に対応する伝搬モードの伝搬定数より小さく、かつ、最も近い伝搬定数の伝搬モードに対応する第2の送信手段のそれぞれとは互いに異なる波長を使用することを特徴とする光送信装置。 An optical transmitter for mode multiplexing transmission,
Transmission means corresponding to each of the propagation modes;
Guide means for outputting to the multimode fiber so that the wavelength multiplexed signal output by the transmission means is propagated in the propagation mode corresponding to the transmission means;
With
The transmission means is larger than the propagation constant of the propagation mode corresponding to the transmission means and the first transmission means corresponding to the propagation mode of the closest propagation constant, and the propagation constant of the propagation mode corresponding to the transmission means. An optical transmission apparatus using a wavelength different from each of the second transmission means corresponding to a propagation mode having a small and closest propagation constant.
前記マルチモードファイバの異なる伝搬モードのそれぞれに対応する送信手段において使用される波長は、異なる波長グリッドに対応する波長であることを特徴とする請求項1又は2に記載の光送信装置。 The wavelength used in the mode multiplex transmission is a wavelength corresponding to a wavelength grid of a predetermined wavelength interval,
3. The optical transmission device according to claim 1, wherein wavelengths used in transmission units corresponding to different propagation modes of the multimode fiber are wavelengths corresponding to different wavelength grids. 4.
前記光受信装置は、
前記各伝搬モードのそれぞれに対応し、対応する伝搬モードの波長多重信号を受信する受信手段を備えており、
前記受信手段は、対応する伝搬モードの波長を選択する光フィルタを有することを特徴とする光通信システム。 An optical communication system comprising: the optical transmission device according to any one of claims 1 to 3; and an optical reception device that communicates with the optical transmission device via the multimode fiber,
The optical receiver is
Corresponding to each of the propagation modes, comprising a receiving means for receiving a wavelength-division multiplexed signal of the corresponding propagation mode,
The optical communication system, wherein the receiving means includes an optical filter for selecting a wavelength of a corresponding propagation mode.
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