JP2000214502A - 光ソリトンの安定化方法と、この方法を実施するための装置 - Google Patents
光ソリトンの安定化方法と、この方法を実施するための装置Info
- Publication number
- JP2000214502A JP2000214502A JP8346A JP2000008346A JP2000214502A JP 2000214502 A JP2000214502 A JP 2000214502A JP 8346 A JP8346 A JP 8346A JP 2000008346 A JP2000008346 A JP 2000008346A JP 2000214502 A JP2000214502 A JP 2000214502A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- soliton
- fiber
- optical
- filtering
- transmission line
- 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)
- Optical Modulation, Optical Deflection, Nonlinear Optics, Optical Demodulation, Optical Logic Elements (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 伝送の制限をさらに低減可能な、分散管理光
ファイバー伝送線に伝播される管理光ソリトンの安定化
方法と、この方法を実施するための装置とを提供する。 【解決手段】 各々の管理光ソリトンに対し、伝送線に
沿って周期的に、光ソリトンのエネルギーとスペクトル
幅とをほぼ線形結合することからなる第1のステップ
と、フィルタ処理によりスペクトル幅を決定し、また、
前記ほぼ線形の結合により第1のステップから得られる
ソリトンのエネルギーを決定することからなる第2のス
テップとを実施し、フィルタ処理の中央周波数は光ソリ
トンの中央周波数にほぼ等しい。
ファイバー伝送線に伝播される管理光ソリトンの安定化
方法と、この方法を実施するための装置とを提供する。 【解決手段】 各々の管理光ソリトンに対し、伝送線に
沿って周期的に、光ソリトンのエネルギーとスペクトル
幅とをほぼ線形結合することからなる第1のステップ
と、フィルタ処理によりスペクトル幅を決定し、また、
前記ほぼ線形の結合により第1のステップから得られる
ソリトンのエネルギーを決定することからなる第2のス
テップとを実施し、フィルタ処理の中央周波数は光ソリ
トンの中央周波数にほぼ等しい。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、光ファイバー通信
の分野に関し、特に、波長分割多重化ソリトン信号光フ
ァイバーによる遠距離通信の分野に関する。
の分野に関し、特に、波長分割多重化ソリトン信号光フ
ァイバーによる遠距離通信の分野に関する。
【0002】
【従来の技術】異常分散の光ファイバー部分における、
ソリトンパルスまたはソリトンの伝送は周知の現象であ
る。ソリトンはsech2形のパルス信号である。この
形のパルスにより、ファイバーの対応部分における非線
形が光信号の分散を補正する。すなわち光信号の強度と
屈折率との相関関係は、波長分散によりバランスをとら
れており、またその反対のこともある。ソリトンの伝送
は、非線形シュレーディンガー方程式により既知の方法
でモデル化されている。
ソリトンパルスまたはソリトンの伝送は周知の現象であ
る。ソリトンはsech2形のパルス信号である。この
形のパルスにより、ファイバーの対応部分における非線
形が光信号の分散を補正する。すなわち光信号の強度と
屈折率との相関関係は、波長分散によりバランスをとら
れており、またその反対のこともある。ソリトンの伝送
は、非線形シュレーディンガー方程式により既知の方法
でモデル化されている。
【0003】このようなパルスの伝送は、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ってもた
らされるジッタのような、様々な影響により制限され、
たとえばJ.P.Gordon、H.A.Hausによ
る文献 Optical Letters、第11巻、
第10号、665−667頁に記載されている。この影
響は、ゴードン−ハウス効果またはゴードン−ハウスジ
ッタと称され、ソリトンによる伝送品質または伝送量に
理論上の制限を課すものである。
に存在するノイズとソリトンとの相互作用によってもた
らされるジッタのような、様々な影響により制限され、
たとえばJ.P.Gordon、H.A.Hausによ
る文献 Optical Letters、第11巻、
第10号、665−667頁に記載されている。この影
響は、ゴードン−ハウス効果またはゴードン−ハウスジ
ッタと称され、ソリトンによる伝送品質または伝送量に
理論上の制限を課すものである。
【0004】こうした制限を超えられるようにするに
は、半導体変調器を用いたソリトン信号の同期変調が使
用できる。この技術では、ソリトンの接続伝送量が、ソ
リトンの複雑性と、半導体変調器の通過帯域の上限とに
より本質的に制限される。
は、半導体変調器を用いたソリトン信号の同期変調が使
用できる。この技術では、ソリトンの接続伝送量が、ソ
リトンの複雑性と、半導体変調器の通過帯域の上限とに
より本質的に制限される。
【0005】上記の伝送制限を越えるための別の解決方
法は、分散管理光ファイバー伝送線にソリトンを挿入す
ることからなる。この技術は、たとえばN.J.Smi
th他の文献「Soliton transmissi
on using periodic dispers
ion compensation」(「Journa
l of Lightwave technolog
y」、第15巻、第10号、1997年10月)に記載
されている。このような分散管理ラインでは、正常分散
および異常分散をそれぞれ有する光ファイバーセグメン
トを交互に配している。従って伝送線の平均的な分散は
弱く、特性(持続時間、トリル関数など)が周期的に変
化するソリトン型パルスが存在する。分散管理伝送線で
伝播される、これらのソリトンは、「管理ソリトン」と
も呼ばれる。分散を管理しない線で伝播される従来のソ
リトンに比べて、管理ソリトンはエネルギーが大きいと
いう長所を有し、これによって伝播距離全体を著しく延
ばすことができる。分散管理技術はさらに、たとえば交
差位相変調XPM(「cross phase mod
ulation」)または四波混合FWM(「Four
−Wave−Mixing」)等のように、特に波長分
割多重化伝送線で非線形効果を低減することができる。
法は、分散管理光ファイバー伝送線にソリトンを挿入す
ることからなる。この技術は、たとえばN.J.Smi
th他の文献「Soliton transmissi
on using periodic dispers
ion compensation」(「Journa
l of Lightwave technolog
y」、第15巻、第10号、1997年10月)に記載
されている。このような分散管理ラインでは、正常分散
および異常分散をそれぞれ有する光ファイバーセグメン
トを交互に配している。従って伝送線の平均的な分散は
弱く、特性(持続時間、トリル関数など)が周期的に変
化するソリトン型パルスが存在する。分散管理伝送線で
伝播される、これらのソリトンは、「管理ソリトン」と
も呼ばれる。分散を管理しない線で伝播される従来のソ
リトンに比べて、管理ソリトンはエネルギーが大きいと
いう長所を有し、これによって伝播距離全体を著しく延
ばすことができる。分散管理技術はさらに、たとえば交
差位相変調XPM(「cross phase mod
ulation」)または四波混合FWM(「Four
−Wave−Mixing」)等のように、特に波長分
割多重化伝送線で非線形効果を低減することができる。
【0006】分散を管理しない伝送線で理論上の制限を
越えるために、伝送されるソリトンのジッタを制御可能
なスライドガイドフィルタシステムもまた提案された。
たとえば欧州特許出願EP−A−0576208号を参
照されたい。この構成では、伝送線をノイズに対してト
ランスペアレントにせず、ソリトンに対してトランスペ
アレントにしている。
越えるために、伝送されるソリトンのジッタを制御可能
なスライドガイドフィルタシステムもまた提案された。
たとえば欧州特許出願EP−A−0576208号を参
照されたい。この構成では、伝送線をノイズに対してト
ランスペアレントにせず、ソリトンに対してトランスペ
アレントにしている。
【0007】分散管理技術とスライドガイドフィルタ技
術とを組み合わせると、伝送の制限をさらに低減できる
ものと考えられる。
術とを組み合わせると、伝送の制限をさらに低減できる
ものと考えられる。
【0008】しかしながら、本出願人は、デジタルシミ
ュレーションにより反対の現象が発生することを発見し
た。事実、スライドガイドフィルタを分散管理伝送線で
用いると、振幅が変動し、一時的なジッタが大きくな
り、これらは、高信頼性の光ファイバー伝送システムに
対しては許容できない。伝送を改善するどころか、伝送
が著しく劣化されるのである。
ュレーションにより反対の現象が発生することを発見し
た。事実、スライドガイドフィルタを分散管理伝送線で
用いると、振幅が変動し、一時的なジッタが大きくな
り、これらは、高信頼性の光ファイバー伝送システムに
対しては許容できない。伝送を改善するどころか、伝送
が著しく劣化されるのである。
【0009】さらに、ソリトン信号光ファイバー伝送シ
ステムの伝送量を増すために、波長分割多重化(WD
M:wavelength division mul
tiplexing)を用いることも提案された。
ステムの伝送量を増すために、波長分割多重化(WD
M:wavelength division mul
tiplexing)を用いることも提案された。
【0010】波長分割多重化(以下、WDM)は、搬送
波の長さがそれぞれ異なる複数の変調チャンネルを同一
ファイバーで組み合わせることからなる。かくして、伝
送線の全体伝送量は、複数チャンネルの伝送量の和に等
しくなる。
波の長さがそれぞれ異なる複数の変調チャンネルを同一
ファイバーで組み合わせることからなる。かくして、伝
送線の全体伝送量は、複数チャンネルの伝送量の和に等
しくなる。
【0011】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、分散管理光
ファイバー伝送技術の伝送制限をさらに低減可能な方法
と、この方法を実施するための装置を提案するものであ
る。
ファイバー伝送技術の伝送制限をさらに低減可能な方法
と、この方法を実施するための装置を提案するものであ
る。
【0012】
【課題を解決するための手段】このために、本発明は、
分散管理光ファイバー伝送線で伝播される管理光ソリト
ンの安定化方法を目的とし、各々の管理光ソリトンに対
し、伝送線に沿って周期的に、 − 光ソリトンのエネルギーとスペクトル幅とをほぼ線
形結合することからなる第1のステップと、 − フィルタ処理によりスペクトル幅を決定し、また、
ほぼ線形の結合により第1のステップから得られるソリ
トンのエネルギーを決定することからなる第2のステッ
プを実施し、フィルタ処理の中央周波数が光ソリトンの
中央周波数にほぼ等しいことを特徴とする。
分散管理光ファイバー伝送線で伝播される管理光ソリト
ンの安定化方法を目的とし、各々の管理光ソリトンに対
し、伝送線に沿って周期的に、 − 光ソリトンのエネルギーとスペクトル幅とをほぼ線
形結合することからなる第1のステップと、 − フィルタ処理によりスペクトル幅を決定し、また、
ほぼ線形の結合により第1のステップから得られるソリ
トンのエネルギーを決定することからなる第2のステッ
プを実施し、フィルタ処理の中央周波数が光ソリトンの
中央周波数にほぼ等しいことを特徴とする。
【0013】本発明による方法はさらに、以下のような
1つまたは複数の特徴を備えることができる。
1つまたは複数の特徴を備えることができる。
【0014】・第1のステップの際に、それぞれの管理
光ソリトンを、増幅し、増幅されたソリトンの振幅に分
散が適合した光ファイバー内に挿入して、光ソリトンの
エネルギーとスペクトル幅とをほぼ線形結合するように
することにより、純粋シュレーディンガーソリトンに変
換する。
光ソリトンを、増幅し、増幅されたソリトンの振幅に分
散が適合した光ファイバー内に挿入して、光ソリトンの
エネルギーとスペクトル幅とをほぼ線形結合するように
することにより、純粋シュレーディンガーソリトンに変
換する。
【0015】・第1のステップの際に、それぞれの管理
光ソリトンを増幅し、次いで伝送線に対して著しく非線
形で殆ど分散しないファイバー内に挿入し、増幅された
ソリトンのエネルギーは、増幅されたソリトンが、前記
著しく非線形で殆ど分散しないファイバーで伝播される
場合、非線形な光カー効果を発生するのに十分であり、
かくして光ソリトンのエネルギーとスペクトル幅とをほ
ぼ線形に結合する。
光ソリトンを増幅し、次いで伝送線に対して著しく非線
形で殆ど分散しないファイバー内に挿入し、増幅された
ソリトンのエネルギーは、増幅されたソリトンが、前記
著しく非線形で殆ど分散しないファイバーで伝播される
場合、非線形な光カー効果を発生するのに十分であり、
かくして光ソリトンのエネルギーとスペクトル幅とをほ
ぼ線形に結合する。
【0016】・トリル関数により管理されるソリトンの
場合、第2のステップの後で、第1のステップの前にあ
ったような光ソリトンのトリル関数を再設定することか
らなる第3のステップを実施する。
場合、第2のステップの後で、第1のステップの前にあ
ったような光ソリトンのトリル関数を再設定することか
らなる第3のステップを実施する。
【0017】・光伝送線が、波長分割多重光ファイバー
線であって、各々の管理光ソリトンが、複数の多重化チ
ャンネルに結合している1つのチャンネルで伝播される
場合、前記第1のステップの前にデマルチプレックスス
テップを実施し、この方法の最終ステップの後に多重化
ステップを実施し、この方法のステップを各チャンネル
に対して個々に実施する。
線であって、各々の管理光ソリトンが、複数の多重化チ
ャンネルに結合している1つのチャンネルで伝播される
場合、前記第1のステップの前にデマルチプレックスス
テップを実施し、この方法の最終ステップの後に多重化
ステップを実施し、この方法のステップを各チャンネル
に対して個々に実施する。
【0018】本発明はさらに、上記の方法を実施するた
めの装置を目的とし、 − 光ソリトンのエネルギーとスペクトル幅とをほぼ線
形結合するための第1の手段と、 − フィルタ処理によりスペクトル幅を決定し、また、
ほぼ線形の結合により第1の手段の出力でソリトンのエ
ネルギーを決定するための第2の手段とを含み、フィル
タ処理の中央周波数が光ソリトンの中央周波数にほぼ等
しいことを特徴とする。
めの装置を目的とし、 − 光ソリトンのエネルギーとスペクトル幅とをほぼ線
形結合するための第1の手段と、 − フィルタ処理によりスペクトル幅を決定し、また、
ほぼ線形の結合により第1の手段の出力でソリトンのエ
ネルギーを決定するための第2の手段とを含み、フィル
タ処理の中央周波数が光ソリトンの中央周波数にほぼ等
しいことを特徴とする。
【0019】本発明による装置はさらに、1つまたは複
数の以下の特徴を有することができる。
数の以下の特徴を有することができる。
【0020】・光ソリトンのエネルギーとスペクトル幅
とをほぼ線形結合するための第1の手段は、光ソリトン
を純粋シュレーディンガーソリトンに変換するために、
直線状に配置された増幅器および、光ソリトンの振幅に
適合する分散を有する光ファイバーを含む。
とをほぼ線形結合するための第1の手段は、光ソリトン
を純粋シュレーディンガーソリトンに変換するために、
直線状に配置された増幅器および、光ソリトンの振幅に
適合する分散を有する光ファイバーを含む。
【0021】・光ソリトンのエネルギーとスペクトル幅
とをほぼ線形結合するための第1の手段は、直線状に配
置された増幅器および、伝送線に対して著しく非線形で
殆ど分散しないファイバーを含み、増幅されるソリトン
のエネルギーは、増幅されたソリトンが、前記著しく非
線形で殆ど分散しないファイバーで伝播される場合、非
線形な光カー効果を発生するのに十分である。
とをほぼ線形結合するための第1の手段は、直線状に配
置された増幅器および、伝送線に対して著しく非線形で
殆ど分散しないファイバーを含み、増幅されるソリトン
のエネルギーは、増幅されたソリトンが、前記著しく非
線形で殆ど分散しないファイバーで伝播される場合、非
線形な光カー効果を発生するのに十分である。
【0022】・トリル関数により管理されるソリトンの
場合、装置は、前記第2の手段の後段に配置された、前
記第1の手段の前段にあったような光ソリトンのトリル
関数を再設定するための第3の手段を含む。
場合、装置は、前記第2の手段の後段に配置された、前
記第1の手段の前段にあったような光ソリトンのトリル
関数を再設定するための第3の手段を含む。
【0023】・光伝送線が波長分割多重化光ファイバー
線であり、各々の管理光ソリトンが、複数の多重化チャ
ンネルに結合している1つのチャンネルで伝播される場
合、装置は、前記第1の手段の前段に配置されるデマル
チプレックス手段と、前記第2または第3の手段の後段
に配置される多重化手段とを含む。
線であり、各々の管理光ソリトンが、複数の多重化チャ
ンネルに結合している1つのチャンネルで伝播される場
合、装置は、前記第1の手段の前段に配置されるデマル
チプレックス手段と、前記第2または第3の手段の後段
に配置される多重化手段とを含む。
【0024】本発明の他の特徴および長所は、添付図面
に関して限定的な特徴なく例として挙げられた以下の説
明から明らかになるだろう。
に関して限定的な特徴なく例として挙げられた以下の説
明から明らかになるだろう。
【0025】
【発明の実施の形態】図1は、波長分割多重化光ファイ
バーのデータ伝送システム1のブロック図である。
バーのデータ伝送システム1のブロック図である。
【0026】このシステム1は、直線状に配置された、
波長分割多重化光送信機Eと、第1の駆動光増幅器5
と、多重化光信号の光ファイバー伝送線7と、光受信機
Rとを含む。
波長分割多重化光送信機Eと、第1の駆動光増幅器5
と、多重化光信号の光ファイバー伝送線7と、光受信機
Rとを含む。
【0027】送信機Eは、それぞれ波長λ1、
λ2、...λN(Nは任意の自然数)であって、関連
した波長の搬送波により伝送チャンネルを各々画定する
光信号を送信できる、複数の光源8Aと、伝送線7に光
信号を挿入するためのマルチプレクサMとを含む。
λ2、...λN(Nは任意の自然数)であって、関連
した波長の搬送波により伝送チャンネルを各々画定する
光信号を送信できる、複数の光源8Aと、伝送線7に光
信号を挿入するためのマルチプレクサMとを含む。
【0028】光受信機Rは、対称的にデマルチプレクサ
Dと、各波長λ1、λ2、...λ Nの光信号を受信可
能な複数の検知器8Bとを含む。
Dと、各波長λ1、λ2、...λ Nの光信号を受信可
能な複数の検知器8Bとを含む。
【0029】伝送線7は、分散管理伝送光ファイバーの
複数区間TFを含む。各区間TFは、たとえば2種類の
ファイバーセグメントすなわち、たとえばD1=4.6
8ps/nm.kmの正常分散光ファイバーと、D2=
−4.52ps/nm.kmの異常分散光ファイバーと
からなる。たとえば長さ50kmのこうしたセグメント
は、各区間に交互に配置される。従って各区間TFに対
して平均分散<D>=0.078ps/nm.kmが得
られる。分散管理ファイバー区間TFの作動について
は、上記N.J.Smith他による文献を参照された
い。
複数区間TFを含む。各区間TFは、たとえば2種類の
ファイバーセグメントすなわち、たとえばD1=4.6
8ps/nm.kmの正常分散光ファイバーと、D2=
−4.52ps/nm.kmの異常分散光ファイバーと
からなる。たとえば長さ50kmのこうしたセグメント
は、各区間に交互に配置される。従って各区間TFに対
して平均分散<D>=0.078ps/nm.kmが得
られる。分散管理ファイバー区間TFの作動について
は、上記N.J.Smith他による文献を参照された
い。
【0030】各区間TFの間に、管理光ソリトンの安定
化装置9を配置する。
化装置9を配置する。
【0031】もちろん、伝送線7にこうした装置を1回
だけ配置してもよいし、あるいは選択された幾つかの場
所に配置してもよい。好適には、特に本発明によるソリ
トンの安定化を1回だけしか行わない場合、伝送線の終
端に安定化装置を配置するように構成する。
だけ配置してもよいし、あるいは選択された幾つかの場
所に配置してもよい。好適には、特に本発明によるソリ
トンの安定化を1回だけしか行わない場合、伝送線の終
端に安定化装置を配置するように構成する。
【0032】次に、安定化装置9の第1の実施形態の詳
しいブロック図である図2を参照する。
しいブロック図である図2を参照する。
【0033】分散管理光ソリトンの安定化装置9は、1
個の入力およびN個の出力を備えるデマルチプレクサ1
1と、N個の伝送チャンネルに対応するN個の並列光フ
ァイバー線群13と、N個の入力および1個の出力を備
えるマルチプレクサ15とを含む。
個の入力およびN個の出力を備えるデマルチプレクサ1
1と、N個の伝送チャンネルに対応するN個の並列光フ
ァイバー線群13と、N個の入力および1個の出力を備
えるマルチプレクサ15とを含む。
【0034】各光ファイバー線13には、たとえば第1
のエルビウムドープファイバー型光増幅器EDFA(E
rbium Doped Fiber Amplifi
er)21と、光増幅器21の出力で増幅されたソリト
ンの振幅に分散が適合する第1のファイバー部分23と
を直線状に含む安定化ユニット17が配置されており、
この部分で伝播されるソリトンが純粋シュレーディンガ
ーソリトンに変換されるようにする。このようにして、
光ソリトンのエネルギーとスペクトル幅とをほぼ線形に
結合する。
のエルビウムドープファイバー型光増幅器EDFA(E
rbium Doped Fiber Amplifi
er)21と、光増幅器21の出力で増幅されたソリト
ンの振幅に分散が適合する第1のファイバー部分23と
を直線状に含む安定化ユニット17が配置されており、
この部分で伝播されるソリトンが純粋シュレーディンガ
ーソリトンに変換されるようにする。このようにして、
光ソリトンのエネルギーとスペクトル幅とをほぼ線形に
結合する。
【0035】好適には、第1のファイバー部分23の長
さは、ソリトン周期すなわちソリトンがπ/2だけ変位
する距離よりも長い。
さは、ソリトン周期すなわちソリトンがπ/2だけ変位
する距離よりも長い。
【0036】ファイバー部分23の後段には、ガイドフ
ィルタ25と、またオプションとして第2のファイバー
部分27とが配置されており、この第2のファイバー部
分27は、安定化ユニット17の前段にあったようなソ
リトン信号のトリル関数を再設定可能である。トリル関
数は「chirp」とも呼ばれる。
ィルタ25と、またオプションとして第2のファイバー
部分27とが配置されており、この第2のファイバー部
分27は、安定化ユニット17の前段にあったようなソ
リトン信号のトリル関数を再設定可能である。トリル関
数は「chirp」とも呼ばれる。
【0037】ガイドフィルタ25の中心周波数は、その
チャンネルに伝播されるソリトンの中心周波数にほぼ等
しい。
チャンネルに伝播されるソリトンの中心周波数にほぼ等
しい。
【0038】次に図3を参照しながら、本発明による方
法がどのように管理光ソリトンを安定化できるかについ
て説明する。
法がどのように管理光ソリトンを安定化できるかについ
て説明する。
【0039】図3のグラフは、ソリトンのエネルギーと
そのスペクトル幅との関係を概略的に示している。シュ
レーディンガーソリトンまたは純粋ソリトン状態で伝播
されるソリトンの場合、ソリトンのエネルギーとスペク
トル幅との関係は、直線30で表されるように線形関係
である。
そのスペクトル幅との関係を概略的に示している。シュ
レーディンガーソリトンまたは純粋ソリトン状態で伝播
されるソリトンの場合、ソリトンのエネルギーとスペク
トル幅との関係は、直線30で表されるように線形関係
である。
【0040】反対に、管理ソリトンまたは平均ソリトン
の場合、この関係は曲線32になり、エネルギーが増加
するにつれて直線から遠ざかる。こうした曲線状のため
に、ガイドフィルタにより管理ソリトンをフィルタ処理
してもソリトンの周波数とエネルギーを有効に安定化す
ることができない。事実、ソリトンのエネルギーが大き
い場合、所定のソリトンの全エネルギーに対するΔE
は、徐々に狭くなるソリトンのスペクトル幅Δνに対応
するのに対し、シュレーディンガー状態で伝播されるソ
リトンの場合には、ソリトンのエネルギーに関係なく、
所定のソリトンの全エネルギーに対するΔEが常にソリ
トンの同じスペクトル幅Δνに対応する。
の場合、この関係は曲線32になり、エネルギーが増加
するにつれて直線から遠ざかる。こうした曲線状のため
に、ガイドフィルタにより管理ソリトンをフィルタ処理
してもソリトンの周波数とエネルギーを有効に安定化す
ることができない。事実、ソリトンのエネルギーが大き
い場合、所定のソリトンの全エネルギーに対するΔE
は、徐々に狭くなるソリトンのスペクトル幅Δνに対応
するのに対し、シュレーディンガー状態で伝播されるソ
リトンの場合には、ソリトンのエネルギーに関係なく、
所定のソリトンの全エネルギーに対するΔEが常にソリ
トンの同じスペクトル幅Δνに対応する。
【0041】このため、本発明の第1の実施形態によれ
ば、分散管理光ソリトンは、増幅器21において光増幅
し、増幅したソリトンをシュレーディンガーソリトンに
変換できるように、適切に分散する光ファイバー23へ
挿入することによって、純粋シュレーディンガーソリト
ンに変換される。かくして、光ソリトンのエネルギーと
スペクトル幅とをほぼ線形に結合する。
ば、分散管理光ソリトンは、増幅器21において光増幅
し、増幅したソリトンをシュレーディンガーソリトンに
変換できるように、適切に分散する光ファイバー23へ
挿入することによって、純粋シュレーディンガーソリト
ンに変換される。かくして、光ソリトンのエネルギーと
スペクトル幅とをほぼ線形に結合する。
【0042】管理ソリトンを純粋ソリトン(シュレーデ
ィンガーソリトン)に変換したあとで、ガイドフィルタ
25でのフィルタ処理によりスペクトル幅を決定し、ま
たほぼ線形の結合によりソリトンのエネルギーを決定す
る。
ィンガーソリトン)に変換したあとで、ガイドフィルタ
25でのフィルタ処理によりスペクトル幅を決定し、ま
たほぼ線形の結合によりソリトンのエネルギーを決定す
る。
【0043】実際、フィルタ処理後、ソリトンの波長は
フィルタの中心に戻される。ソリトンは、その粒子特性
により保護されるので、ソリトンのスペクトルは伝播中
も理論上の形状を保つ。しかもソリトンの振幅は、純粋
ソリトンのΔEとΔνとが比例するので安定化される。
フィルタの中心に戻される。ソリトンは、その粒子特性
により保護されるので、ソリトンのスペクトルは伝播中
も理論上の形状を保つ。しかもソリトンの振幅は、純粋
ソリトンのΔEとΔνとが比例するので安定化される。
【0044】次に、安定化装置9の第2の実施形態の詳
しいブロック図である図4を参照する。図2と同じ要素
には同じ参照数字を付す。
しいブロック図である図4を参照する。図2と同じ要素
には同じ参照数字を付す。
【0045】図4の安定化装置9と図2の安定化装置9
との相違は、増幅されたソリトンの状態に分散を適合さ
せた第1のファイバー部分23が、第1のファイバー部
分40に代わっていることにある。第1のファイバー部
分40は、ファイバー区間TFで著しい非線形を有し、
すなわちカー効果が大きく、また分散が小さくて、殆ど
ゼロまたは正常である。
との相違は、増幅されたソリトンの状態に分散を適合さ
せた第1のファイバー部分23が、第1のファイバー部
分40に代わっていることにある。第1のファイバー部
分40は、ファイバー区間TFで著しい非線形を有し、
すなわちカー効果が大きく、また分散が小さくて、殆ど
ゼロまたは正常である。
【0046】この実施形態によれば、分散管理ソリトン
は増幅器21で増幅されてから、著しく非線形の第1の
ファイバー部分40に挿入される。非線形効果、また特
に自動位相変調により、全てのソリトンのスペクトルは
ファイバー部分40で拡大される。ファイバー部分40
に挿入されるソリトンのエネルギーが大きければ大きい
ほど、ソリトンのスペクトルが拡大される。従って光ソ
リトンのエネルギーとスペクトル幅とがほぼ線形に結合
される。
は増幅器21で増幅されてから、著しく非線形の第1の
ファイバー部分40に挿入される。非線形効果、また特
に自動位相変調により、全てのソリトンのスペクトルは
ファイバー部分40で拡大される。ファイバー部分40
に挿入されるソリトンのエネルギーが大きければ大きい
ほど、ソリトンのスペクトルが拡大される。従って光ソ
リトンのエネルギーとスペクトル幅とがほぼ線形に結合
される。
【0047】次いで、フィルタ25でのフィルタ処理の
際に、飽和効果によりソリトンのエネルギーと周波数を
安定化する。実際、ファイバー部分40の長さとフィル
タ25の幅は好適には、ファイバー部分40の入力でソ
リトンのエネルギーが小さくても、このソリトンがフィ
ルタ25の幅を超えて拡大されるように選択する。しか
し、高エネルギーのソリトンも、低エネルギーのソリト
ン以上に非線形ファイバー部分40でスペクトルを拡大
されるので、特に低エネルギーのソリトンよりも側面
(aile)部分でフィルタ処理の影響を受ける。その
結果として、ソリトンの周波数およびエネルギーが安定
化される。
際に、飽和効果によりソリトンのエネルギーと周波数を
安定化する。実際、ファイバー部分40の長さとフィル
タ25の幅は好適には、ファイバー部分40の入力でソ
リトンのエネルギーが小さくても、このソリトンがフィ
ルタ25の幅を超えて拡大されるように選択する。しか
し、高エネルギーのソリトンも、低エネルギーのソリト
ン以上に非線形ファイバー部分40でスペクトルを拡大
されるので、特に低エネルギーのソリトンよりも側面
(aile)部分でフィルタ処理の影響を受ける。その
結果として、ソリトンの周波数およびエネルギーが安定
化される。
【0048】以上のように、本発明による方法と、この
方法を実施するための装置は、分散管理波長分割多重化
伝送線で伝播されるソリトンの周波数およびエネルギー
を、大部分が受動的な構成部品である少ない構成部品で
有効に安定化できるため、従来技術の周知の伝送線より
もデータ伝送量を多くすることができる。
方法を実施するための装置は、分散管理波長分割多重化
伝送線で伝播されるソリトンの周波数およびエネルギー
を、大部分が受動的な構成部品である少ない構成部品で
有効に安定化できるため、従来技術の周知の伝送線より
もデータ伝送量を多くすることができる。
【図1】本発明による方法を実施する、光ファイバーに
よるデータ伝送システムのブロック図である。
よるデータ伝送システムのブロック図である。
【図2】本発明による安定化装置の第1の実施形態のブ
ロック図である。
ロック図である。
【図3】本発明による方法の第1の変形実施形態の機能
を示すグラフである。
を示すグラフである。
【図4】本発明による安定化装置の第2の実施形態を示
す、図2と同様の図である。
す、図2と同様の図である。
1 波長分割多重化光ファイバーデータ伝送システム 5 駆動光増幅器 7 伝送線 8A 光源 8B 検知器 9 光ソリトンの安定化装置 11 デマルチプレックス手段 13 光ファイバー線 15 マルチプレクサ 17 安定化ユニット 21 光増幅器 23 ファイバー部分 25 フィルタ処理手段またはガイドフィルタ 27 トリル関数の再設定手段または第2のファイバー
部分 40 非線形効果ファイバー E 光送信機 R 光受信機 M マルチプレクサ D デマルチプレクサ TF 分散管理ファイバー区間
部分 40 非線形効果ファイバー E 光送信機 R 光受信機 M マルチプレクサ D デマルチプレクサ TF 分散管理ファイバー区間
Claims (13)
- 【請求項1】 分散管理光ファイバ伝送線(7)に伝播
する管理光ソリトンの安定化方法であって、 各々の管理光ソリトンに対し、伝送線(7)に沿って1
回または複数回にわたって、 管理光ソリトンを増幅し、非線形効果を持つファイバー
(40)内に挿入することにより、光ソリトンのエネル
ギーとスペクトル幅とをほぼ線形に結合することからな
る第1のステップと、 フィルタ処理によりスペクトル幅を決定し、また、ほぼ
線形の結合により第1のステップから得られるソリトン
のエネルギーを決定することからなる第2のステップと
を実施し、フィルタ処理の中央周波数が光ソリトンの中
央周波数にほぼ等しく、第1のステップの際に、全ての
ソリトンが前記非線形効果ファイバー(40)でスペク
トルを拡大されることを特徴とする方法。 - 【請求項2】 前記非線形効果ファイバー(40)の長
さおよびフィルタ処理幅は、エネルギーが小さいソリト
ンでもフィルタ処理幅を超えて拡大されるように選択さ
れることを特徴とする請求項1に記載の方法。 - 【請求項3】 前記非線形効果ファイバー(40)が、
伝送線(7)に対して著しく非線形であり、殆ど分散し
ないことを特徴とする請求項1または2に記載の方法。 - 【請求項4】 前記非線形効果ファイバー(40)が、
殆どゼロかまたは正常な分散を有することを特徴とする
請求項1から3のいずれか一項に記載の方法。 - 【請求項5】 トリル関数により管理されるソリトンの
場合、第2のステップの後で、第1のステップの前にあ
ったような光ソリトンのトリル関数を再設定することか
らなる第3のステップを実施することを特徴とする請求
項1から4のいずれか一項に記載の方法。 - 【請求項6】 光伝送線(7)が、波長分割多重光ファ
イバー線であり、各々の管理光ソリトンが、複数の多重
化チャンネルに結合している1つのチャンネルで伝播さ
れ、前記第1のステップの前にデマルチプレックスステ
ップを実施し、この方法の最終ステップの後に多重化ス
テップを実施し、この方法のステップを各チャンネルに
対して個々に実施することを特徴とする請求項1から5
のいずれか一項に記載の方法。 - 【請求項7】 伝送線(7)に沿って周期的にこの方法
のステップを実施す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方法。 - 【請求項8】 分散管理光ファイバー伝送線(7)で伝
播される管理光ソリトンの安定化装置であって、 管理光ソリトンを増幅し、非線形効果ファイバー(4
0)内に挿入することにより光ソリトンの長さとスペク
トル幅とをほぼ線形結合するために、直線状に配置され
た増幅器(21)および非線形効果ファイバー(40)
と、 フィルタ処理によりスペクトル幅を決定し、また、ほぼ
線形の結合により第1の手段の出力でソリトンのエネル
ギーを決定する手段(25)とを含み、フィルタ処理の
中央周波数が光ソリトンの中央周波数にほぼ等しく、非
線形効果ファイバー(40)が全てのソリトンのスペク
トルを拡大するように選択されることを特徴とする装
置。 - 【請求項9】 ファイバー(40)の長さ、およびフィ
ルタ処理手段(25)のフィルタ処理幅は、エネルギー
が小さいソリトンでもフィルタ処理手段(25)の幅を
超えて拡大されるように選択されることを特徴とする請
求項8に記載の装置。 - 【請求項10】 ファイバー(40)が、伝送線(7)
に対して著しく非線形であり、殆ど分散しないことを特
徴とする請求項8または9に記載の装置。 - 【請求項11】 前記非線形効果ファイバー(40)
が、殆どゼロかまたは正常な分散を有することを特徴と
する請求項8から10のいずれか一項に記載の装置。 - 【請求項12】 トリル関数により管理されるソリトン
の場合、前記フィルタ処理手段(25)の後段に配置さ
れた、前記増幅器(21)の前段にあったような光ソリ
トンのトリル関数を再設定するための手段(27)を含
むことを特徴とする請求項8から11のいずれか一項に
記載の装置。 - 【請求項13】 光伝送線(7)が、波長分割多重光フ
ァイバー線であり、各々の管理光ソリトンが、複数の多
重化チャンネルに結合している1つのチャンネルで伝播
され、前記増幅器(21)の前段に配置されるデマルチ
プレックス手段(11)と、フィルタ処理手段(25)
またはトリル関数を再設定するための手段(27)の後
段に配置される多重化手段(15)とを含むことを特徴
とする請求項8から12のいずれか一項に記載の装置。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
FR9900436A FR2788648A1 (fr) | 1999-01-18 | 1999-01-18 | Procede de stabilisation de solitons optiques et equipement pour la mise en oeuvre du procede |
FR9900436 | 1999-01-18 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2000214502A true JP2000214502A (ja) | 2000-08-04 |
Family
ID=9540933
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP8346A Pending JP2000214502A (ja) | 1999-01-18 | 2000-01-17 | 光ソリトンの安定化方法と、この方法を実施するための装置 |
Country Status (4)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US6408114B1 (ja) |
EP (1) | EP1021004A1 (ja) |
JP (1) | JP2000214502A (ja) |
FR (1) | FR2788648A1 (ja) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP3662463B2 (ja) * | 2000-02-14 | 2005-06-22 | 富士通株式会社 | 光信号を再生するための方法、装置及びシステム |
Family Cites Families (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR2707442B1 (fr) * | 1993-07-06 | 1995-09-15 | Pirio Francis | Système de transmission sur fibre optique à compensation des distorsions en ligne. |
FR2759830B1 (fr) * | 1997-02-18 | 1999-03-26 | Alsthom Cge Alcatel | Regeneration optique pour des systemes de transmission a fibre optique a signaux non solitons |
US6141129A (en) * | 1997-12-18 | 2000-10-31 | Lucent Technologies Inc. | Method and apparatus for all-optical data regeneration |
-
1999
- 1999-01-18 FR FR9900436A patent/FR2788648A1/fr not_active Withdrawn
-
2000
- 2000-01-12 US US09/481,905 patent/US6408114B1/en not_active Expired - Fee Related
- 2000-01-17 EP EP00400105A patent/EP1021004A1/fr not_active Withdrawn
- 2000-01-17 JP JP8346A patent/JP2000214502A/ja active Pending
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
EP1021004A1 (fr) | 2000-07-19 |
FR2788648A1 (fr) | 2000-07-21 |
US6408114B1 (en) | 2002-06-18 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP0643498B1 (en) | Ultra-high capacity non-soliton optical transmission using optical phase conjugation | |
CN100454125C (zh) | 波形整形器 | |
US6487005B2 (en) | Optical fiber transmission system with chromatic dispersion compensation | |
JP5069825B2 (ja) | 分散、利得傾斜、及び帯域ポンピング非線形性の光ファイバーの補償 | |
US7068943B2 (en) | Devices and methods for dynamic dispersion compensation | |
Sayed et al. | An enhanced WDM optical communication system using a cascaded fiber Bragg grating | |
Her et al. | Optimization of pulse regeneration at 40 Gb/s based on spectral filtering of self-phase modulation in fiber | |
Jazayerifar et al. | Performance evaluation of DWDM communication systems with fiber optical parametric amplifiers | |
Brener et al. | Cancellation of all Kerr nonlinearities in long fiber spans using a LiNbO/sub 3/phase conjugator and Raman amplification | |
JP2858400B2 (ja) | 光信号のスペクトル特性を変えるための装置及び方法 | |
US20040076373A1 (en) | Optical pulse regenerating transmission lines | |
KR20040028491A (ko) | 비선형 채널내 왜곡들의 감소 방법 | |
US6396586B1 (en) | Reducing nonlinearities caused by transmission of optical information through nonlinear media | |
US6814376B2 (en) | Method and system for generating short pulse signals | |
WO2004034613A2 (en) | Devices and methods for dynamic dispersion compensation | |
Xie et al. | Reparation of chromatic dispersion using dispersion compensation bank and bit-error rate analysis at various power levels in 40 Gbps fiber optics system | |
Audouin et al. | Use of fast in-line saturable absorbers in wavelength-division-multiplexed soliton systems | |
JP3291370B2 (ja) | 光波長多重伝送方式 | |
JP2002280959A (ja) | 分散補償光伝送路及び光伝送システム | |
Kuksenkov et al. | Nonlinear fibre devices operating on multiple WDM channels | |
JP2000214502A (ja) | 光ソリトンの安定化方法と、この方法を実施するための装置 | |
US20040208622A1 (en) | Method and apparatus for signal conditioning of optical signals for fiber-optic transmission | |
US20060139740A1 (en) | Devices and methods for dynamic dispersion compensation | |
Turkiewicz | Applications of O-band semiconductor optical amplifiers in fibre-optic telecommunication networks | |
Provost et al. | Experimental investigation of a dispersion-managed multi-channel 2R optical regenerator |