JP2002152134A - Metro-wavelength demultiplexing/multiplexing system for direct modulation system - Google Patents

Metro-wavelength demultiplexing/multiplexing system for direct modulation system

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JP2002152134A
JP2002152134A JP2000351836A JP2000351836A JP2002152134A JP 2002152134 A JP2002152134 A JP 2002152134A JP 2000351836 A JP2000351836 A JP 2000351836A JP 2000351836 A JP2000351836 A JP 2000351836A JP 2002152134 A JP2002152134 A JP 2002152134A
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JP
Japan
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optical
filter
division multiplexing
transmitting
optical filter
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JP2000351836A
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Japanese (ja)
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Shoki Ri
昌熹 李
Seihan Boku
成範 朴
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Korea Advanced Institute of Science and Technology KAIST
Original Assignee
Korea Advanced Institute of Science and Technology KAIST
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Publication date
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    • 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
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    • H04B10/291—Repeaters in which processing or amplification is carried out without conversion of the main signal from optical form
    • H04B10/293—Signal power control
    • H04B10/294—Signal power control in a multiwavelength system, e.g. gain equalisation
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    • H04B10/671—Optical arrangements in the receiver for controlling the input optical signal
    • H04B10/675—Optical arrangements in the receiver for controlling the input optical signal for controlling the optical bandwidth of the input signal, e.g. spectral filtering

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a wavelength demultiplexing/multiplexing system for direct modulation system capable of effectively suppressing a penalty caused by a color distribution effect or quenching ratio by means of chirping. SOLUTION: This system is provided with a laser diode 10 to be directly modulated for changing the carrier of a laser, first waveguide stream grid 20 for multiplexing and optically filtering wavelength-demultiplexed signals, first amplifier 30 for amplifying an optical signal generated from the first waveguide stream grid 20, first single mode optical fiber 40 for transmitting an optical amplified signal, in-line amplifier 50 for amplifying the optical amplified signal again, second single mode optical fiber 60 for transmitting the optical signal amplified again to a receiving terminal, second waveguide stream grid 70 for inversely multiplexing and optically filtering the multiplexed optical signals, and optical receiver 80.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【０００１】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、直接変調方式のメ
トロ波長分割多重化システムに関し、特に、システムの
性能を低下させるチャーピング（chirping）による色分
散効果、光消光比によるペナルティを効果的に抑制する
ことが出来る、直接変調方式のメトロ波長分割多重化シ
ステムに関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a direct modulation type metro wavelength division multiplexing system, and more particularly to a chromatic dispersion effect due to chirping and a penalty due to a light extinction ratio, which degrade system performance. The present invention relates to a direct modulation type metro wavelength division multiplexing system that can be suppressed.

【０００２】[0002]

【従来の技術】最近、メトロ波長分割多重（metro-WDM
）化システムは急激に増加するデータトラフィックを
受容するための伝送システムとして注目を集めている。
光送信部においてレーザダイオードに信号を変調する方
式は、大きく外部変調方式と直接変調方式とに分けられ
る。2. Description of the Related Art Recently, metro wavelength division multiplexing (metro-WDM)
) Systems are receiving attention as transmission systems for receiving rapidly increasing data traffic.
A method of modulating a signal with a laser diode in an optical transmission unit is roughly divided into an external modulation method and a direct modulation method.

【０００３】外部変調方式は、レーザから発せられる光
を外部で変調器を用いて変調を行うものであり、変調さ
れた光信号にチャーピングが誘起しないので、長距離伝
送が可能である。しかし、外部変調方式は外部に付随的
に高価である光変調器を備えるので、システムの費用が
高くなる。The external modulation system modulates light emitted from a laser using a modulator externally, and chirping is not induced in a modulated optical signal, so that long-distance transmission is possible. However, since the external modulation system includes an optical modulator that is incidentally expensive, the cost of the system is increased.

【０００４】一方、直接変調方式を採用した場合、外部
に光変調器を追加的に必要としないのでシステムの費用
が安価になり、しかもシステムの構造が簡単になるとい
うメリットがある。メトロ用途に適合した波長分割多重
方式ネットワークの設計時において、優先的に考慮すべ
き点はシステムの費用である。従って、メトロ波長分割
多重化システムにおいては、高価である外部変調方式の
システムよりも、安価である直接変調方式のシステムの
方が有利である。On the other hand, when the direct modulation method is adopted, there is an advantage that the cost of the system is reduced and the structure of the system is simplified since no additional optical modulator is required externally. When designing a wavelength division multiplexing network suitable for metro use, a priority consideration is system cost. Therefore, in a metro wavelength division multiplexing system, an inexpensive direct modulation system is more advantageous than an expensive external modulation system.

【０００５】[0005]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、レーザ
ダイオードをレーザ駆動回路により直接変調する場合、
レーザのキャリアの変化によって光周波数が変わるので
チャーピングが自然に発生することになる。However, when a laser diode is directly modulated by a laser driving circuit,
Since the optical frequency changes due to the change in the carrier of the laser, chirping naturally occurs.

【０００６】このとき、発生したチャーピングによって
レーザ光パワースペクトルは広くなり、広くなった光ス
ペクトルは光線路の色分散効果の影響を強く受けるの
で、光パルスが早く広がってしまい、伝送距離が制限さ
れることになる。At this time, the generated chirping broadens the power spectrum of the laser light, and the broadened light spectrum is strongly affected by the chromatic dispersion effect of the optical line. Will be done.

【０００７】また、直接変調の場合、光信号のon準位と
off 準位とのパワー比である光消光比がよくないので、
受信端でビット誤り率（Bit Error Rate：BER ）が悪く
なるという問題があった。In the case of direct modulation, the on level of the optical signal is
Since the light extinction ratio, which is the power ratio with the off level, is not good,
There was a problem that a bit error rate (Bit Error Rate: BER) deteriorated at the receiving end.

【０００８】以上のように、メトロ用波長分割多重化シ
ステムにおける変調方式として、安価である直接変調方
式を選択するのは当然のことであるが、直接変調方式
は、レーザ変調時に誘起されるチャーピングに起因して
伝送距離が制限されるという問題点があった。As described above, it is natural that an inexpensive direct modulation method is selected as a modulation method in a wavelength division multiplexing system for metro. There is a problem that the transmission distance is limited due to the ping.

【０００９】本発明は、前記問題点に鑑みてなされたも
のであり、光フィルタを備えることにより、直接変調方
式で発生するチャーピングによる色分散効果及び光消光
比によるペナルティ、そしてマルチチャネル伝送時に発
生する非線形効果をも効果的に抑制することができ、伝
送距離を長くすることが出来る、直接変調方式のメトロ
波長分割多重化システムを提供することを目的とする。The present invention has been made in view of the above problems, and has an optical filter to provide a chromatic dispersion effect due to chirping and a penalty due to an optical extinction ratio generated by a direct modulation method, and a multi-channel transmission. It is an object of the present invention to provide a direct modulation type metro wavelength division multiplexing system which can effectively suppress the generated nonlinear effect and extend the transmission distance.

【００１０】[0010]

【課題を解決するための手段】本発明者らは、後述する
ようにメトロ波長分割多重化システムに光フィルタを備
えることにより、１）直接変調過程で発生するチャーピ
ングを効果的に除去し、色分散によるペナルティを低減
させる； ２）光消費を向上させるためにoff準位の光
信号エネルギも共に除去して光消光比によるペナルティ
を低減させる；３）高いパワーの光信号を波長分割多重
化させて送信する際に発生する相互位相変調と４光波混
合のような非線形効果とを効果的に抑制することが可能
になり、メトロ用光ネットワークに直接変調方式を採用
することの問題点を解決することが出来ることを見い出
した。SUMMARY OF THE INVENTION The present inventors provide an optical filter in a metro wavelength division multiplexing system, as will be described later, to 1) effectively eliminate the chirping generated in the direct modulation process, Reduce penalty due to chromatic dispersion; 2) Reduce penalty due to optical extinction ratio by removing both off-level optical signal energies to improve light consumption; 3) Wavelength division multiplexing of high power optical signals It is possible to effectively suppress cross-phase modulation and non-linear effects such as four-wave mixing, which occur when transmitting data, and solve the problem of adopting a direct modulation method in an optical network for metro. I found what I could do.

【００１１】第１発明の直接変調方式のメトロ波長分割
多重化システムは、送信端に備えられており、レーザ駆
動回路により直接変調されてレーザのキャリアを変化さ
せるレーザダイオードと、波長分割された信号を多重化
させると共に光フィルタリングを行う第１光フィルタ
と、前記第１光フィルタから発せられた光信号を増幅さ
せて出力する第１増幅器と、前記第１増幅器から出力さ
れた光増幅信号を伝送する第１単一モード光ファイバ
と、前記光増幅信号をイン−ラインにより再度増幅させ
る第２増幅器と、再度増幅された光信号を受信端へ伝送
する第２単一モード光ファイバと、前記送信端で多重化
された光信号を逆多重化させると共に光フィルタリング
を行う第２光フィルタと、前記第２光フィルタから発せ
られた光信号を受信する光受信機とを備えることを特徴
とする。A direct modulation type metro wavelength division multiplexing system according to a first aspect of the present invention is provided at a transmitting end and has a laser diode which is directly modulated by a laser driving circuit to change a carrier of a laser, and a wavelength divided signal. A first optical filter for multiplexing and performing optical filtering, a first amplifier for amplifying and outputting an optical signal emitted from the first optical filter, and transmitting an optically amplified signal output from the first amplifier A first single-mode optical fiber, a second amplifier for re-amplifying the optically amplified signal by in-line, a second single-mode optical fiber for transmitting the re-amplified optical signal to a receiving end, A second optical filter that demultiplexes the optical signal multiplexed at the end and performs optical filtering, and receives an optical signal emitted from the second optical filter. Characterized in that it comprises an optical receiver.

【００１２】第１発明のメトロ波長分割多重化システム
においては、光フィルタを備えているので、直接変調過
程で発生するチャーピングを効果的に除去し、色分散に
よるペナルティを低減させることができ、off 準位の光
信号エネルギーも共に除去して光消光比によるペナルテ
ィを低減させることができる。そして、高いパワーの光
信号を波長分割多重化させて送信する際に発生する相互
位相変調と４光波混合のような非線形効果とを効果的に
抑制することも出来る。In the metro wavelength division multiplexing system of the first invention, since the optical filter is provided, it is possible to effectively eliminate the chirping generated in the direct modulation process and reduce the penalty due to the chromatic dispersion. The off-level optical signal energy is also removed, and the penalty due to the optical extinction ratio can be reduced. In addition, it is possible to effectively suppress the non-linear effects such as the cross-phase modulation and the four-wave mixing that occur when transmitting a high-power optical signal by performing wavelength division multiplexing.

【００１３】第２発明の直接変調方式のメトロ波長分割
多重化システムは、第１発明において、前記第１光フィ
ルタが、導波管列格子、ファブリペロフィルタ、多層薄
膜格子、光ファイバ格子及び集積光学素子の中から選択
したものであることを特徴とする。第３発明の直接変調
方式のメトロ波長分割多重化システムは、第１又は第２
発明において、前記第２光フィルタが、導波管列格子、
ファブリペロフィルタ、多層薄膜格子、光ファイバ格子
及び集積光学素子の中から選択したものであることを特
徴とする。According to a second aspect of the present invention, there is provided a direct modulation type metro wavelength division multiplexing system according to the first aspect, wherein the first optical filter includes a waveguide array grating, a Fabry-Perot filter, a multilayer thin film grating, an optical fiber grating, and an integrated device. The optical element is selected from optical elements. The direct modulation type metro wavelength division multiplexing system according to the third aspect of the present invention includes the first or second
In the invention, the second optical filter includes a waveguide array grating,
The filter is selected from a Fabry-Perot filter, a multilayer thin film grating, an optical fiber grating, and an integrated optical element.

【００１４】第２及び第３発明においては、有効に、チ
ャーピングを除去し、色分散によるペナルティを低減さ
せることができ、off 準位の光信号エネルギーも共に除
去して光消光比によるペナルティを低減させることがで
きる。そして、高いパワーの光信号を波長分割多重化さ
せて送信する際に発生する相互位相変調と４光波混合の
ような非線形効果とを有効に抑制することが可能であ
る。According to the second and third aspects of the present invention, it is possible to effectively remove chirping, reduce a penalty due to chromatic dispersion, and remove both off-level optical signal energies to reduce the penalty due to the optical extinction ratio. Can be reduced. Then, it is possible to effectively suppress cross-phase modulation and non-linear effects such as four-wave mixing that occur when a high-power optical signal is transmitted after wavelength division multiplexing.

【００１５】[0015]

【発明の実施の形態】以下、本発明をその実施の形態を
示す図面に基づいて具体的に説明する。図１は、本発明
の実施の形態に係る直接変調方式のメトロ波長分割多重
化システムを示す模式図である。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will be specifically described below with reference to the drawings showing the embodiments. FIG. 1 is a schematic diagram showing a direct modulation type metro wavelength division multiplexing system according to an embodiment of the present invention.

【００１６】図１を詳しく説明すると、本発明の直接変
調方式のメトロ波長分割多重化システムは、送信端に備
えられており、レーザ駆動回路により直接変調されてレ
ーザのキャリアを変化させるレーザダイオード(Laser D
iode：LD) １０と、波長分割される信号を多重化させる
と共に光フィルタリングを行う第１導波管列格子(Array
ed-Waveguide Grating ：AWG)２０と、第１導波管列格
子２０から発せられる光信号を増幅させて出力する第１
増幅器(Booster Amplifier) ３０と、第１増幅器３０か
ら出力された光増幅信号を伝送する第１単一モード光フ
ァイバ(SingleMode Fiber：SMF)４０と、前記光増幅信
号をイン−ラインを介して再度増幅させるイン−ライン
増幅器(In-Line Amplifier) ５０と、イン−ライン増幅
器５０により再度増幅させられた光信号を受信端へ伝送
する第２単一モード光ファイバ６０と、前記送信端で多
重化された光信号を逆多重化させると共に光フィルタリ
ングを行う第２導波管列格子７０と、第２導波管列格子
７０から発せられる光信号を受信する光受信機(Receive
r)８０とを備える。Referring to FIG. 1 in detail, a direct modulation type metro wavelength division multiplexing system according to the present invention is provided at a transmitting end, and is directly modulated by a laser driving circuit to change a laser diode (laser diode). Laser D
iode: LD) 10 and a first waveguide array grating (Array) for multiplexing wavelength-division-divided signals and performing optical filtering.
ed-Waveguide Grating (AWG) 20 and a first waveguide 20 for amplifying and outputting an optical signal emitted from the first waveguide array grating 20.
An amplifier (Booster Amplifier) 30, a first single mode optical fiber (SingleMode Fiber: SMF) 40 for transmitting an optically amplified signal output from the first amplifier 30, and the optically amplified signal are again transmitted through an in-line. An in-line amplifier 50 for amplification, a second single-mode optical fiber 60 for transmitting the optical signal re-amplified by the in-line amplifier 50 to a receiving end, and multiplexing at the transmitting end. A second waveguide array grating 70 for demultiplexing the optical signal and performing optical filtering, and an optical receiver (Receive) for receiving the optical signal emitted from the second waveguide array grating 70.
r) 80.

【００１７】前記システムの作用に対して説明すると、
送信機のレーザダイオード１０は、レーザ駆動回路によ
り直接変調を行うものであり、第１導波管列格子２０は
波長分割された信号を多重化させると共に光フィルタリ
ングを行う役割を果たしている。To explain the operation of the system,
The laser diode 10 of the transmitter performs direct modulation by a laser driving circuit, and the first waveguide array grating 20 multiplexes the wavelength-divided signals and performs optical filtering.

【００１８】なお、光フィルタとして、第１導波管列格
子２０以外に、ファブリペロ(FabryPerot) フィルタ、
多層薄膜素子、光ファイバ格子、集積光学素子等の光フ
ィルタを用いてもよい。As an optical filter, in addition to the first waveguide array grating 20, a FabryPerot filter,
An optical filter such as a multilayer thin film element, an optical fiber grating, or an integrated optical element may be used.

【００１９】受信端では、送信端で多重化された光信号
を第２導波管列格子７０で逆多重化させる。At the receiving end, the optical signal multiplexed at the transmitting end is demultiplexed by the second waveguide array grating 70.

【００２０】ここで、第２導波管列格子７０は光フィル
タとしての役割をも果たしており、導波管列格子の代わ
りに多層薄膜素子、光ファイバ格子、集積光学素子等の
光フィルタを用いてもよい。受信端にのみ光フィルタを
備える場合は、第１導波管列格子２０の代わりに光結合
器（カプラ）を使用することが出来る。また、システム
に使用した光線路は、前記第１モード光ファイバ４０、
第２単一モード光ファイバ６０である。Here, the second waveguide array grating 70 also serves as an optical filter. Instead of the waveguide array grating, an optical filter such as a multilayer thin film element, an optical fiber grating, or an integrated optical element is used. You may. When an optical filter is provided only at the receiving end, an optical coupler (coupler) can be used instead of the first waveguide array grating 20. The optical line used in the system is the first mode optical fiber 40,
The second single mode optical fiber 60.

【００２１】図２乃至図４は、この実施の形態に係るメ
トロ波長分割多重化システムによって光フィルタリング
を行う前と行った後の光スペクトルを示したグラフであ
り、縦軸は光強度（ｄＢｍ）、横軸は周波数（ＴＨｚ）
である。図２は、光フィルタリングを行う前の光スペク
トルであり、直接変調過程で発生したチャーピングによ
りスペクトルが広くなっている。FIGS. 2 to 4 are graphs showing optical spectra before and after optical filtering is performed by the metro wavelength division multiplexing system according to this embodiment, wherein the vertical axis represents light intensity (dBm). , The horizontal axis is frequency (THz)
It is. FIG. 2 shows an optical spectrum before optical filtering is performed, and the spectrum is broadened by chirping generated in a direct modulation process.

【００２２】しかし、図４に示したように、光フィルタ
の中心を光スペクトル最大値に合わせてフィルタリング
を行うと、チャーピング成分が切り取られて図３に示し
たようになり、スペクトルの幅が狭くなる。従って、色
分散によるペナルティを低減させることが出来る。However, as shown in FIG. 4, when the filtering is performed by adjusting the center of the optical filter to the maximum value of the optical spectrum, the chirping component is cut off, as shown in FIG. 3, and the width of the spectrum is reduced. Narrows. Therefore, a penalty due to chromatic dispersion can be reduced.

【００２３】図５及び図６は、この実施の形態に係るメ
トロ波長分割多重化システムによって光フィルタリング
を行う前と行った後の光パルスを夫々示したグラフであ
り、縦軸は正規化されたパルス振幅、横軸は時間（Ｐ／
ｓｅｃ）である。図５は、光フィルタリングを行う前の
光パルスを示しており、直接変調時にレーザより発生す
る緩和発振現象が現れており、光消費が悪い。FIGS. 5 and 6 are graphs showing light pulses before and after optical filtering is performed by the metro wavelength division multiplexing system according to this embodiment, respectively. The vertical axis is normalized. The pulse amplitude and the horizontal axis are time (P /
sec). FIG. 5 shows an optical pulse before optical filtering is performed, and a relaxation oscillation phenomenon generated by a laser at the time of direct modulation appears, resulting in low light consumption.

【００２４】しかし、図６に示したように、光フィルタ
リングを行った場合、緩和発振除去されながらパルス模
様が柔らかくなり光消光比が向上したことが判る。従っ
て、光消光比によるペナルティを低減させることが出来
る。However, as shown in FIG. 6, when the optical filtering is performed, it can be seen that the pulse pattern is softened while the relaxation oscillation is removed and the light extinction ratio is improved. Therefore, the penalty due to the light extinction ratio can be reduced.

【００２５】図７は、この実施の形態に係るメトロ波長
分割多重化システムによって光フィルタリングを行った
ときの伝送距離とアイペナルティ（eye penalty ）との
関係を示したグラフである。図７を詳しく説明すると、
光フィルタを用いずに伝送した場合、光線路の色分散効
果によってアイペナルティが急激に増加していることが
判る。しかし、前記メトロ波長分割多重化システムによ
って光フィルタリングを行うと、まず伝送前のペナルテ
ィが光消光比向上により低減する。FIG. 7 is a graph showing the relationship between the transmission distance and the eye penalty when optical filtering is performed by the metro wavelength division multiplexing system according to this embodiment. FIG. 7 will be described in detail.
It can be seen that when transmission is performed without using an optical filter, the eye penalty increases sharply due to the chromatic dispersion effect of the optical line. However, when optical filtering is performed by the metro wavelength division multiplexing system, the penalty before transmission is reduced by improving the optical extinction ratio.

【００２６】そして、光フィルタによってチャーピング
が低減されているので、色分散ペナルティは２４０km伝
送した後にも伝送前と大きな差がないことが判った。図
７に示したように、アイペナルティは使用された光フィ
ルタの帯域幅によって異なっている。Since the chirping was reduced by the optical filter, it was found that the chromatic dispersion penalty did not significantly differ from that before transmission even after 240 km transmission. As shown in FIG. 7, the eye penalty depends on the bandwidth of the optical filter used.

【００２７】図８は、光フィルタ帯域幅を変えたときの
受信機に受信されるパワーとビット誤り率との関係を示
したグラフである。図８により、光フィルタの帯域幅が
最適値に近くなると光フィルタを使用しなかった場合に
比べ最大で３ｄＢ以上、ペナルティを低減させることが
出来ることが判る。しかし、光フィルタの帯域幅が最適
値よりさらに小さくなると、on準位のパルスエネルギま
で前記メトロ波長分割多重化システムが切り取るため
に、却ってペナルティが増加することが判った。FIG. 8 is a graph showing the relationship between the power received by the receiver and the bit error rate when the optical filter bandwidth is changed. FIG. 8 shows that when the bandwidth of the optical filter approaches the optimum value, the penalty can be reduced by 3 dB or more at maximum as compared with the case where the optical filter is not used. However, it has been found that when the bandwidth of the optical filter becomes smaller than the optimum value, the metro wavelength division multiplexing system cuts off to the on-level pulse energy, and the penalty increases instead.

【００２８】図９は、光フィルタの設置位置とチャネル
間隔とを変えたときの光線路に入射される光パワーとパ
ワーペナルティとの関係を示したグラフである。光線路
に波長分割多重化された信号を入射させると、相互位相
変調と４光波混合のような非線形効果とによって信号の
品質が悪くなる。従って、光線路に入射する入射光パワ
ーを高くするかチャネル間隔を狭くした場合、非線形効
果が大きくなってビット誤り率ペナルティが増加する。FIG. 9 is a graph showing the relationship between the optical power incident on the optical line and the power penalty when the installation position of the optical filter and the channel spacing are changed. When a wavelength-division multiplexed signal is incident on an optical line, the quality of the signal deteriorates due to cross-phase modulation and nonlinear effects such as four-wave mixing. Therefore, when the incident light power incident on the optical line is increased or the channel spacing is reduced, the nonlinear effect increases and the bit error rate penalty increases.

【００２９】光線路の非線形効果の抑制効果は、光フィ
ルタの設置位置によって異なる。メトロ波長分割多重化
システムの場合、チャネル選択のため受信端に必然的に
存在する光フィルタは、チャネル選択機能以外に光フィ
ルタリング効果も有している。The effect of suppressing the nonlinear effect of the optical line differs depending on the installation position of the optical filter. In the case of a metro wavelength division multiplexing system, an optical filter necessarily present at a receiving end for channel selection has an optical filtering effect in addition to a channel selection function.

【００３０】図９中、ポスト（post）は受信端にのみ光
フィルタを使用した場合、プレ（pre ）は送信端にも光
フィルタを使用した場合を示す。pre の場合がpostの場
合より、パワーペナルティが小さく、その効果はパワー
が増加するにつれて著しいことが分かる。光フィルタを
送信端にも設けた場合、受信端にのみ光フィルタを用い
た場合に比べてペナルティが遥かに低減されるようにな
る。これは、送信端で光フィルタを経たパルスの場合、
緩和発振ピーク（relaxation oscillation peak ）が光
フィルタにより除去されるため隣接するチャネルパルス
が擦れ違う時にやり取りするパルス間の相互干渉の影響
が小さくなり、相互位相変調(cross-phase modulation)
と４光波混合(four wave mixing)効果とが低減されるた
めである。In FIG. 9, post indicates a case where an optical filter is used only at the receiving end, and pre indicates a case where an optical filter is also used at the transmitting end. It can be seen that the power penalty is smaller in the case of pre than in the case of post, and that the effect is remarkable as the power increases. When the optical filter is also provided at the transmitting end, the penalty is far reduced as compared with the case where the optical filter is used only at the receiving end. This is the case of the pulse which passed the optical filter at the transmitting end,
Since the relaxation oscillation peak is removed by the optical filter, the influence of the mutual interference between the pulses exchanged when adjacent channel pulses cross each other is reduced, and cross-phase modulation is performed.
This is because the four-wave mixing effect is reduced.

【００３１】また、チャネル間隔が200GHzであって、光
フィルタを送信端に用いた場合がペナルティが最も小さ
いが、パワーの増加によってペナルティが減少するの
は、相互位相変調効果が十分に抑制されており、光線路
で発生する非線形効果のうち、自己位相変調(self-phas
e modulation) 効果が支配的であるためである。すなわ
ち、自己位相変調効果は直接変調で発生するチャーピン
グを補償しているので、パワーが増加するほどパルスを
圧縮させるのでペナルティが低減される。The penalty is smallest when the channel spacing is 200 GHz and an optical filter is used at the transmitting end. However, the penalty decreases due to an increase in power because the cross-phase modulation effect is sufficiently suppressed. Of the nonlinear effects that occur in the optical line, the self-phasic modulation (self-phas
e modulation) effect is dominant. That is, since the self-phase modulation effect compensates for the chirping generated by the direct modulation, the more the power is increased, the more the pulse is compressed, so that the penalty is reduced.

【００３２】以上のように、波長分割多重化システムに
おいて、光フィルタを送信端でも使用した場合、光線路
に発生する非線形効果を効果的に抑制することが出来
る。As described above, in a wavelength division multiplexing system, when an optical filter is also used at the transmitting end, it is possible to effectively suppress nonlinear effects occurring in an optical line.

【００３３】[0033]

【発明の効果】以上、詳述したように、光フィルタを備
えることにより、直接変調方式のメトロ波長分割多重化
システムの性能を向上させることが出来ることを実験を
通じて確認した。上述の実験結果から判るように、光フ
ィルタは直接変調方式のメトロ波長分割多重化システム
に適合している。従って、本発明で提案した光フィルタ
を備えた直接変調方式のメトロ波長分割多重化システム
を用いた場合、光消光比を向上させ、チャーピングによ
る色分散効果と非線形効果とを効果的に除去することが
可能になり、経済的な直接変調送信方式を用いても良質
の信号を伝送することが出来るという効果がある。As described in detail above, it has been confirmed through experiments that the performance of a direct modulation type metro wavelength division multiplexing system can be improved by providing an optical filter. As can be seen from the above experimental results, the optical filter is suitable for a direct modulation type metro wavelength division multiplexing system. Therefore, when the direct modulation type metro wavelength division multiplexing system having the optical filter proposed in the present invention is used, the optical extinction ratio is improved, and the chromatic dispersion effect and the nonlinear effect due to chirping are effectively removed. This makes it possible to transmit a high-quality signal even if an economical direct modulation transmission system is used.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図１】本発明の実施の形態に係る直接変調方式のメト
ロ波長分割多重化システムを示す模式図である。FIG. 1 is a schematic diagram showing a direct modulation type metro wavelength division multiplexing system according to an embodiment of the present invention.

【図２】光フィルタリングを行う前の光強度と周波数と
の関係を示したグラフである。FIG. 2 is a graph showing a relationship between light intensity and frequency before performing optical filtering.

【図３】本発明の実施の形態に係る直接変調方式のメト
ロ波長分割多重化システムを用い、光フィルタリングを
行った後の光強度と周波数との関係を示したグラフであ
る。FIG. 3 is a graph showing a relationship between light intensity and frequency after performing optical filtering using a direct modulation type metro wavelength division multiplexing system according to an embodiment of the present invention.

【図４】光フィルタの中心を光スペクトル最大値に合わ
せ、フィルタリングを行った状態を示したグラフであ
る。FIG. 4 is a graph showing a state in which the center of the optical filter is adjusted to the maximum value of the optical spectrum and filtering is performed.

【図５】本発明の実施の形態に係るメトロ波長分割多重
化システムによって光フィルタリングを行う前の正規化
されたパルス振幅と時間との関係を夫々示したグラフで
ある。FIG. 5 is a graph showing a relationship between a normalized pulse amplitude and time before optical filtering is performed by the metro wavelength division multiplexing system according to the embodiment of the present invention.

【図６】本発明の実施の形態に係るメトロ波長分割多重
化システムによって光フィルタリングを行った後の正規
化されたパルス振幅と時間との関係を示したグラフであ
る。FIG. 6 is a graph illustrating a relationship between normalized pulse amplitude and time after optical filtering is performed by the metro wavelength division multiplexing system according to the embodiment of the present invention.

【図７】本発明の実施の形態に係るメトロ波長分割多重
化システムによって光フィルタリングを行ったときの伝
送距離とアイペナルティとの関係を示したグラフであ
る。FIG. 7 is a graph showing a relationship between a transmission distance and an eye penalty when optical filtering is performed by the metro wavelength division multiplexing system according to the embodiment of the present invention.

【図８】光フィルタ帯域幅を変えたときの受信機に受信
されるパワーとビット誤り率との関係を示したグラフで
ある。FIG. 8 is a graph showing the relationship between the power received by the receiver and the bit error rate when the optical filter bandwidth is changed.

【図９】光フィルタの設置位置とチャネル間隔とを変え
たときの光線路に入射される光パワーとパワーペナルテ
ィとの関係を示したグラフである。FIG. 9 is a graph showing the relationship between the optical power incident on the optical line and the power penalty when the installation position of the optical filter and the channel spacing are changed.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

１０ レーザダイオード ２０ 第１導波管列格子 ３０ 第１増幅器 ４０ 第１単一モード光ファイバ ５０ イン−ライン増幅器 ６０ 第２単一モード光ファイバ ７０ 第２導波管列格子 ８０ 光受信機 REFERENCE SIGNS LIST 10 laser diode 20 first waveguide array grating 30 first amplifier 40 first single mode optical fiber 50 in-line amplifier 60 second single mode optical fiber 70 second waveguide array grating 80 optical receiver

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項１】 送信端に備えられており、レーザ駆動回
路により直接変調されてレーザのキャリアを変化させる
レーザダイオードと、 波長分割された信号を多重化させると共に光フィルタリ
ングを行う第１光フィルタと、 前記第１光フィルタから発せられた光信号を増幅させて
出力する第１増幅器と、 前記第１増幅器から出力された光増幅信号を伝送する第
１単一モード光ファイバと、 前記光増幅信号をイン−ラインにより再度増幅させる第
２増幅器と、 再度増幅された光信号を受信端へ伝送する第２単一モー
ド光ファイバと、 前記送信端で多重化された光信号を逆多重化させると共
に光フィルタリングを行う第２光フィルタと、 前記第２光フィルタから発せられた光信号を受信する光
受信機とを備えることを特徴とする直接変調方式のメト
ロ波長分割多重化システム。1. A laser diode provided at a transmitting end and directly modulated by a laser driving circuit to change a carrier of a laser, and a first optical filter for multiplexing a wavelength-divided signal and performing optical filtering. A first amplifier for amplifying and outputting an optical signal emitted from the first optical filter; a first single-mode optical fiber for transmitting an amplified optical signal output from the first amplifier; A second amplifier for transmitting the re-amplified optical signal to the receiving end, a second single-mode optical fiber for transmitting the re-amplified optical signal to the receiving end, and demultiplexing the optical signal multiplexed at the transmitting end. A second optical filter that performs optical filtering; and an optical receiver that receives an optical signal emitted from the second optical filter. Toro wavelength division multiplexing system. 【請求項２】 前記第１光フィルタは、導波管列格子、
ファブリペロフィルタ、多層薄膜格子、光ファイバ格子
及び集積光学素子の中から選択したものである請求項１
記載の直接変調方式のメトロ波長分割多重化システム。2. The method according to claim 1, wherein the first optical filter includes a waveguide array grating,
2. A method selected from a Fabry-Perot filter, a multilayer thin film grating, an optical fiber grating, and an integrated optical element.
The metro wavelength division multiplexing system of the direct modulation system described in the above. 【請求項３】 前記第２光フィルタは、導波管列格子、
ファブリペロフィルタ、多層薄膜格子、光ファイバ格子
及び集積光学素子の中から選択したものである請求項１
又は２記載の直接変調方式のメトロ波長分割多重化シス
テム。3. The optical filter according to claim 2, wherein the second optical filter includes a waveguide array grating,
2. A method selected from a Fabry-Perot filter, a multilayer thin film grating, an optical fiber grating, and an integrated optical element.
3. A direct modulation type metro wavelength division multiplexing system according to 2.
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