JP2002300116A

JP2002300116A - 光通信装置

Info

Publication number: JP2002300116A
Application number: JP2001100568A
Authority: JP
Inventors: Hitoshi Murai; 仁村井
Original assignee: Oki Electric Industry Co Ltd
Current assignee: Oki Electric Industry Co Ltd
Priority date: 2001-03-30
Filing date: 2001-03-30
Publication date: 2002-10-11
Also published as: US7016611B2; US20020141016A1

Abstract

(57)【要約】【課題】伝送データの信頼性を高めることができ、伝
送が可能な距離が長い、光通信装置を提供する。【解決手段】送信器１１０−１〜１１０−Ｎは、それ
ぞれ、２系統の光信号列を時分割多重することにより、
光データ列を生成する。各光データ列は、それぞれ、光
パルスのデューティ比が０．５以上であり、且つ、隣接
する光パルスどうしの位相差がπ相である。光合波器１
０２は、送信器１１０−１〜１１０−Ｎから入力した光
データ列を波長分割多重化して、通信回線１３０に送
る。光分波器１４０は、通信回線１３０から受信した光
データ列を周波数分離する。受信器１５０−１〜１５０
−Ｎは、対応する光データ列を光分波器１４０から受信
して時間分離する。デューティ比０．５以上且つ位相差
π相としたので、光信号列のソリトン間相互作用および
チャネル間相互作用等を低減でき、伝送データの信頼性
が高まる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、光信号列を生成
するための、光通信装置に関する。この発明は、例え
ば、ＲＺ(Return to Zero)伝送方式の光通信網で使用さ
れる。

【０００２】

【従来の技術】従来より、ＲＺ伝送による光通信方式の
一つとして、パルス信号光として光ソリトンを用いた方
式が知られている。光ソリトンとは、自己位相変調効果
によって光パルスの広がりが抑制された状態で光ファイ
バ内を伝送する、安定な光パルスである。

【０００３】また、光ソリトンを用いたＲＺ伝送方式の
一つとして、分散マネージド・ソリトン伝送方式が知ら
れている。分散マネージド・ソリトン伝送方式を用いる
ことにより、光ソリトンの波形歪みをさらに抑制して、
長距離伝送における信号誤りの発生率を低減することが
できる。分散マネージド・ソリトン伝送技術は、例え
ば、以下の文献に開示されている。

【０００４】"Dispersion-managed soliton interactio
ns in optical fibers",T.Yu et al.,OPTICS LETTERS,V
ol.22,No.11,p.793,1997. 分散マネージド・ソリトン伝送では、光学特性が異なる
複数種類の光ファイバを組み合わせることによって伝送
路が構成され、また、適当な光強度とプリチャープとを
施したパルス信号光が使用される。これにより、光ファ
イバの波長分散と非線形効果とを釣り合わせることが可
能となるので、パルス信号光の波形歪みを抑制すること
ができる。

【０００５】最も簡単な分散マネージド・ソリトン伝送
路は、正の波長分散を有するファイバ（異常分散ファイ
バ）と負の波長分散を有するファイバ（正常分散ファイ
バ）とで構成される（上記文献の第７９３頁第１２行〜
第１７行参照）。すなわち、この分散マネージド・ソリ
トン伝送路は、異常分散ファイバと正常分散ファイバと
を組み合わせることによって、伝送路の波長分散を補償
している。

【０００６】分散マネージド・ソリトンの伝送を劣化さ
せる要因の一つに、パルス間の非線形相互作用（すなわ
ち、ソリトン間相互作用）がある。これは、光ファイバ
内を伝搬する光パルス（光ソリトン）間で働く、引力や
斥力である。ソリトン間相互作用が働くと、隣接する光
ソリトン間の時間ずれ（時間ジッタ）が発生する。そし
て、このソリトン間相互作用が非常に大きい場合には、
隣接する光ソリトンどうしが衝突することになる。伝送
開始点から衝突点までの距離は、衝突距離(collapse di
stance) または相互作用長(interaction length) と称
され、光ソリトンの性質を表す重要な指標となってい
る。衝突距離は、分散マネージメント強度や、光パルス
波形などに依存する。

【０００７】分散マネージメント強度は、マップ強度と
も呼ばれ、一般にパラメータγで表される（上記文献の
図１参照）。このパラメータγは、分散マネージド・ソ
リトン伝送路を構成するファイバの種類によって変化す
る。上記文献の図３に示されているように、このパラメ
ータγの値が約３．３のときに、衝突距離が最長にな
る。

【０００８】また、上記文献の図３に示されているよう
に、光ソリトンが形成する光パルスの、パルス幅（半値
幅）τ₀とパルス間隔τ_Sとの比τ_S／τ₀が大きいほ
ど（すなわちパルス幅τ₀が小さいほど）、衝突距離は
長くなる。

【０００９】したがって、マップ強度のパラメータγを
３．３とし、且つ、τ_S／τ₀をなるべく大きく設定す
ることにより、ソリトン間相互作用の影響を低減するこ
とができ、したがって、長距離に渡る良質の分散マネー
ジド・ソリトン伝送が可能になる。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】単一チャネルの分散マ
ネージド・ソリトン伝送においては、上述のようにして
パルス間の非線形相互作用（すなわちソリトン間相互作
用）の影響を低減することにより、長距離伝送の品質を
高めることができる。

【００１１】しかし、稠密波長分割多重された分散マネ
ージド・ソリトン伝送の場合は、パルス間の非線形相互
作用（上述）に加えて、チャネル間の非線形相互作用、
すなわち相互位相変調(Cross Phase Moduration;XPM)
が、顕著に現れる。

【００１２】稠密波長分割多重化伝送では、チャネル毎
に波長が異なるので、異なるチャネルの光ソリトンが、
光ファイバを伝搬する途中で互いに衝突し、すれ違うこ
とになる。この衝突の際に、光ソリトンは、他方の光ソ
リトンに対して外乱（摂動）として作用する。この作用
が、相互位相変調である。相互位相変調は、光ソリトン
が形成する信号の中心周波数が変位したり、光ソリトン
の波形歪みが発生したりする原因になる。

【００１３】光ソリトンが形成する信号は、伝達情報に
応じて、様々な符号パターンを有している。このため、
光ソリトンは、光ファイバを伝搬する際に、異なるチャ
ネルの数個の光ソリトンと衝突することで、様々な周波
数変化および波形歪みを持つことになる。これらの周波
数変化および波形歪みは、時間ジッタおよび強度ジッタ
の発生原因となる。

【００１４】相互位相変調は、光信号の周波数スペクト
ラムの幅ω₀と、隣接するチャネルの周波数間隔Δωと
の比Δω／ω₀を大きくするほど、低減される。したが
って、周波数間隔Δωが一定の場合には、周波数スペク
トラムの幅ω₀を小さくするほど、相互位相変調の影響
は小さくなる。しかしながら、周波数スペクトラムの幅
ω₀を小さくすると、光パルスのパルス幅τ₀が大きく
なってしまう。上述のように、パルス幅τ₀とパルス間
隔τ_Sとの比τ_S／τ₀が小さくなると、同一チャネル
内での光ソリトン間の衝突距離が短くなり、したがって
長距離伝送の品質が損なわれる。

【００１５】このような理由から、光パルスのパルス幅
が大きい場合に長距離伝送の品質を確保するための技術
が嘱望されていた。

【００１６】

【課題を解決するための手段】この発明に係る光通信装
置は、２系統の光信号列を時分割多重化することによ
り、各光パルスのデューティ比が０．５以上であり、且
つ、隣接する光パルスどうしの位相差がπ相である前記
光データ列を生成する、時分割多重化装置を備える。

【００１７】この発明によれば、デューティ比が０．５
以上で位相差がπ相の光パルスからなる光信号列を通信
に使用することとしたので、長距離伝送の品質を向上さ
せることができる。

【００１８】

【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態につ
いて、図面を用いて説明する。なお、図中、各構成成分
の大きさ、形状および配置関係は、本発明が理解できる
程度に概略的に示してあるにすぎず、また、以下に説明
する数値的条件は単なる例示にすぎない。

【００１９】図１は、この実施の形態に係る波長分割多
重伝送システムの全体構成を示す概念図である。

【００２０】図１に示したように、このシステムは、Ｎ
個の送信器１１０−１，１１０−２，・・・，１１０−
Ｎと、光合波器１２０と、光通信回線１３０と、光分波
器１４０と、Ｎ個の受信器１５０−１，１５０−２，・
・・，１５０−Ｎとを備えている。

【００２１】送信器１１０−１〜１１０−Ｎは、それぞ
れ、通信チャネルｃｈ１〜ｃｈＮに相当する光データ列
を生成する。各通信チャネルｃｈ１〜ｃｈＮには、互い
に異なる周波数が等間隔で割り当てられている。後述す
るように、各通信チャネルｃｈ１〜ｃｈＮに相当する光
データ列は、２系統の光信号列を時分割多重することに
よって得られる（図２参照）。

【００２２】光合波器１２０は、通信チャネルｃｈ１〜
ｃｈＮに相当する光データ列を送信器１１０−１〜１１
０−ｎから入力して、波長分割多重化する。波長分割多
重化の方法は、従来と同様である。

【００２３】光通信回線１３０は、光合波器１２０が出
力した光データを伝搬する。この光通信回線１３０は、
複数の光ファイバ１３１−１，１３１−２，・・・と、
複数の光増幅器１３２−１，１３２−２，・・・とを備
えている。後述するように、光通信回線１３０の構造
は、従来の分散マネージド・ソリトン伝送路の構造と同
様である（図５参照）。なお、光通信回線１３０の全長
は、例えば数千Ｋｍである。

【００２４】光分波器１４０は、光通信回線１３０より
受信した光データを、各通信チャネルｃｈ１〜ｃｈＮの
光信号列に分離して、出力する。分離の方法は、従来の
波長分割多重化技術における分離と同様である。

【００２５】受信器１５０−１〜１５０−Ｎは、それぞ
れ、対応する通信チャネルの光データ列を受信する。そ
して、受信器１５０−１〜１５０−Ｎは、それぞれ、受
信した信号列を、２系統の光信号列に分離する。分離の
方法は、従来の時分割多重化技術における分離と同様で
ある。

【００２６】図２は、送信器１１０−１の内部構成の主
要部を示す概念図である。

【００２７】図２に示したように、これらの送信器は、
ＣＷ(Continuous Wave) 光源２０１、光変調器２０２、
光分岐回路２０３、データ変調器２０４，２０５、遅延
器２０６、位相制御器２０７および光結合回路２０８を
備えている。

【００２８】ＣＷ光源２０１は、高周波のＣＷ光（連続
光）を生成して、出力する。図３（Ａ）に、ＣＷ光の波
形を概念的に示す。図３（Ａ）において、縦軸は電界強
度、横軸は時間である。

【００２９】光変調器２０２は、ＣＷ光源２０１から入
力したＣＷ光の振幅（強度）などを変調することによ
り、図３（Ｂ）に示したような、ガウス変調光を生成す
る。図３（Ｂ）において、縦軸は電界強度、横軸は時間
である。また、図３（Ｂ）に示したガウス変調光の光強
度波形は、図３（Ｃ）に示したようになる。図３（Ｃ）
において、縦軸は光強度、横軸は時間である。このよう
にして、連続するガウス変調光からなる光短パルス列が
生成される。ここで、図３（Ｃ）に示したように、光変
調器２０２は、光パルスのパルス幅（半値幅）τ₀とパ
ルス間隔τ_Sとの比τ₀／τ_S が０．５以上になるよう
に、すなわちデューティ比（初期のパルス間隔で規格化
したパルス幅）τ₀が０．５以上となるように、光短パ
ルス列を生成する。光変調器２０２としては、例えば、
ＥＡ(Electroabsorption Optical)変調器を使用するこ
とができる。

【００３０】光分岐回路２０３は、この光短パルス列を
２分岐して、ぞれぞれの光短パルス列をデータ変調器２
０４，２０５に送る。光分岐回路２０３は、例えば、光
導波路を２分岐させることによって構成される。

【００３１】データ変調器２０４は、光分岐回路２０３
から入力した光短パルス列をデータ変調（符号化）する
ことにより、所望のデータに対応した光信号列Ｐ₁を生
成する。同様に、データ変調器２０５も、光分岐回路２
０３から入力した光パルス列をデータ変調することによ
り、所望のデータに対応した光信号列Ｐ₂を生成する。

【００３２】遅延器２０６は、データ変調器２０４から
入力した光信号列Ｐ₁を遅延させることにより、この光
信号列の波形を整える。また、位相制御器２０７は、デ
ータ変調器２０５から入力した光信号列Ｐ₂の位相を、
遅延器２０６から出力される信号列に対して、π相だけ
ずらす。図４（Ａ）は遅延器２０６から出力された光信
号列Ｐ₁の一例であり、図４（Ｂ）は位相制御器２０７
から出力された光信号列Ｐ₂の一例である。図４
（Ａ）、（Ｂ）において、縦軸は光強度、横軸は時間で
ある。これらの図から判るように、遅延器２０６および
位相制御器２０７により、位相が相互にπ相ずれた２系
統の光信号列Ｐ₁，Ｐ₂を得ることができる。

【００３３】光結合回路２０８は、遅延器２０６から入
力された光信号列Ｐ₁と位相制御器２０７から入力され
た光信号列Ｐ₂とを結合する。図４（Ｃ）は、光結合回
路２０８から出力された光データ列Ｐ_ch1の信号波形を
示す概念図である。図４（Ｃ）において、縦軸は光強
度、横軸は時間である。図４（Ｃ）に示したように、こ
の結合回路２０８により、２系統の光信号列Ｐ₁，Ｐ₂
が時分割多重化される。上述したように、光信号列Ｐ
_ch1の各光パルスのτ₀／τ_S が０．５以上であり、且
つ、隣接する光パルスどうしの位相差がπ相である。

【００３４】なお、送信器１１０−２〜１１０−Ｎの内
部構成も、図２に示した送信器１１０−１の内部構成と
同様である。

【００３５】図５は、光通信回線１３０の構造を説明す
るための概念図である。

【００３６】図５（Ａ）に示されたように、光通信回線
１３０の光ファイバ１３１−１，１３１−２，・・・
は、それぞれ、２種類の分散ファイバ５０１，５０２を
交互に接続することによって、構成されている。また、
図５（Ｂ）に示されたように、分散ファイバ５０１は、
波長分散Ｄ₁が正の値をとる分散ファイバ（すなわち異
常分散ファイバ）であり、また、分散ファイバ５０２
は、波長分散Ｄ₂が負の値をとる分散ファイバ（すなわ
ち正常分散ファイバ）である。ここで、異常分散ファイ
バ５０１の長さはＬ₁であり、正常分散ファイバ５０２
の長さはＬ₂である。長さＬ₁，Ｌ₂は、伝送路の平均
値としての波長分散を所望の値、例えば光ソリトンが伝
搬できる異常分散の値となるように、波長分散の大きさ
Ｄ₁，Ｄ₂に応じて定めればよい。

【００３７】次に、この実施の形態に係る波長分割多重
伝送システムの原理を説明する。

【００３８】上述したように、この実施の形態に係るシ
ステムでは、各チャネルの光データ列として、各光パル
スのデューティ比（初期のパルス間隔で規格化したパル
ス幅）τ₀が０．５以上であり且つ隣接する光パルスど
うしの位相差がπ相であるものを使用する。これによ
り、伝搬特性に優れた光データ列が得られる。以下、こ
の理由を説明する。

【００３９】上述したように、同一波長の光ソリトン間
ではソリトン間相互作用が働き、これによって光ソリト
ンの波形が劣化する。ここで、ソリトン間相互作用は、
隣接する同一波長光ソリトンどうしの重なりがもたら
す、外乱である。すなわち、隣接するパルス（光ソリト
ン）間にわずかでも重なりがあると、この重なり成分に
よって、光パルスの周波数成分に変位が生じる。そし
て、この周波数変調により、パルスの伝搬速度が変化す
るので、光パルスの時間ずれが発生し、さらに、この時
間ずれにより、隣接する光パルス間の位置関係が、初期
状態からずれて時間ジッタとなる。この時間ジッタは、
隣接する光パルスが同相である場合には、互いに引き合
う方向に働く。このため、伝搬距離が非常に長い場合に
は、隣接する光パルス間の衝突が生じる。

【００４０】従来は、この衝突を防ぐために、光ソリト
ンのパルス幅τ₀を短くして、光ソリトンどうし重なり
を極力小さく抑制することにより、ソリトン間相互作用
の低減を図っていた。しかしながら、上述したように、
ソリトン間相互作用は光パルスどうしのわずかな重なり
によっても発生するので、この方法では、隣接するパル
ス間の衝突を十分に防止することはできなかった。特
に、波長分散が大きい領域が光ファイバ内に局所的に存
在する場合には、その領域での光パルスの広がりが顕著
になるので、パルス幅τ₀が十分に小さい場合でも、光
パルス間の重なりが生じてソリトン間相互作用が増大す
る。

【００４１】これに対して、この実施の形態では、ま
ず、隣接する光パルスどうしの位相差をπ相とした。こ
のため、局所的波長分散の小さい光ソリトン的なシステ
ムにおいては、パルスの重なりによって周波数変調が生
じたとき、時間ジッタが、パルスどうしが反発し合う方
向に働く。すなわち、ソリトン間相互作用は、隣接する
パルス間の初期位相差に応じて、時間ジッタの方向が決
定される。したがって、光ファイバ内の局所的な波長分
散が小さい場合には、隣接する光パルスの初期位相差を
π相とすることによって、パルスどうしの衝突を効果的
に抑制することが可能である。

【００４２】さらに、波長分散が大きい領域が光ファイ
バ内に存在する場合には、この領域で広がったパルスの
位相が急激に変化するようになる。これにより、時間ジ
ッタは、位相に依存するソリトン間相互作用の大きさよ
りも、重なり領域の光強度に大きく依存するようにな
る。したがって、この場合には、パルス間の初期位相差
をπ相とするだけでは、パルスの衝突を効果的に抑制す
ることができない。このため、この実施の形態では、光
パルスのデューティ比τ₀を０．５以上としている。デ
ューティ比τ₀が０．５以上の場合、初期の状態で、隣
接するパルスの波形が重なり合い、位相値が０の場合に
は、大きな初期パルスの重なりがあるため、ソリトン間
相互作用は、より増大する。しかし、この実施の形態で
は、隣接するパルス間の初期位相差をπ相としているの
で、この重なり領域でパルスどうしが打ち消し合い、重
なり領域の光強度は低減される。すなわち、この実施の
形態によれば、初期状態で意図的にパルスどうしを重ね
ることとしたので、かかる重なり領域の光強度を低減す
ることができ、これにより、ソリトン間相互作用を効果
的に小さくすることができる。

【００４３】デューティ比τ₀および位相差φと、伝搬
特性（衝突距離）との関係について、図６および図７の
シミュレーション結果を用いて説明する。

【００４４】図６（Ａ）、（Ｂ）は、デューティ比τ₀
が０．３２の場合を示しており、（Ａ）は、隣接するパ
ルス間の位相差φが同相（すなわちφ＝０）の場合、
（Ｂ）は、隣接するパルス間の位相差がπ相（すなわち
φ＝π）の場合である。一方、図７（Ａ）、（Ｂ）は、
デューティ比τ₀が０．５６の場合を示しており、
（Ａ）は、隣接するパルス間の位相差φが同相（すなわ
ちφ＝０）の場合、（Ｂ）は、隣接するパルス間の位相
差がπ相（すなわちφ＝π）の場合である。図６
（Ａ）、図６（Ｂ）、図７（Ａ）、図７（Ｂ）ともに、
パラメータγは、３．３とした。また、これらの各図に
おいて、縦軸は分散距離で規格化した伝搬距離、横軸は
初期パルス間隔で規格化した時間、高さ方向の軸は光強
度（任意単位）を示している。ここで、分散距離：Ｌｄ
とは、ガウス型のパルスを仮定した場合、Ld＝（T₀）²/
Baveで定義される量である。なお、T₀はパルス幅（光強
度がピーク値の１／ｅになる位置間の幅）であり、Bave
は平均周波数分散である。

【００４５】図６（Ａ）、（Ｂ）から判るように、τ₀
＝０．３２の場合、初期状態では、隣接するパルス間の
重なりは生じない。そして、図６（Ａ）に示されたよう
に、τ₀＝０．３２且つφ＝０の場合には、パルスが伝
搬される途中で、隣接するパルスどうしが衝突する（伝
搬距離が規格値「２７」の付近）。また、図６（Ｂ）に
示されたように、τ₀＝０．３２且つφ＝πの場合も、
同程度の伝搬距離で、隣接するパルスどうしが衝突す
る。すなわち、図６（Ａ）、（Ｂ）から、τ₀＝０．３
２の場合には、位相差φを変えても衝突がほとんど抑制
されないことがわかる。これは、上述したように、隣接
するパルス間の衝突が、ソリトン間相互作用の大きさよ
りも、重なり領域の光強度に大きく依存しているためで
ある。

【００４６】一方、図７（Ａ）から判るように、τ₀＝
０．５６且つφ＝０の場合、初期状態で、隣接するパル
ス間の重なりが形成される。そして、この場合には、パ
ルスが伝搬される途中で、隣接するパルスどうしが衝突
する（伝搬距離が規格値「２．５」の付近）。これに対
して、図７（Ｂ）に示されたように、τ₀＝０．５６且
つφ＝πの場合、初期状態で、隣接するパルス間の重な
りが打ち消し合う。そして、この場合には、パルスの時
間ジッタはほとんど発生せず、隣接するパルスどうしの
衝突もない。すなわち、図７（Ａ）、（Ｂ）から、τ₀
＝０．５６の場合には、位相差φをπにすることによっ
て衝突を抑制できることがわかる。

【００４７】なお、図６および図７では、伝搬距離を分
散距離で規格化しているので座標が異なっており、図６
（Ａ）、（Ｂ）の伝搬距離「２０」は、図７（Ａ）、
（Ｂ）の伝搬距離「６．５」に相当する。図６（Ａ）、
（Ｂ）に示された伝搬距離と、図７（Ａ）、（Ｂ）に示
された伝搬距離とは、ほぼ同じである。なお、伝送レー
トが４０Gbits/s で伝送路の平均分散が０．０４ps/nm/
kmの場合、図７（Ａ）、（Ｂ）におけるパルス幅は１４
ピコ秒となり、伝搬距離の「６．５」は約９０００キロ
メートルとなる。

【００４８】次に、伝搬距離（衝突距離）とパラメータ
γとの関係について、図８のグラフを用いて説明する。

【００４９】図８からわかるように、デューティ比τ₀
が０．５以上の場合には、分散マネージメントのパラメ
ータγが大きい方が、衝突距離を長くすることができ
る。これは、デューティ比τ₀を大きくすると、位相差
をπ相とすることによって相殺される光の強度が増大
し、これによって、隣接するパルスどうしが反発し合う
効果が大きくなるためである。このため、この反発効果
を打ち消すために、光通信回線１３０の光ファイバ１３
１−１，１３１−２，・・・（図１参照）としては、パ
ラメータγが大きいものを使用することが望ましい。

【００５０】図１に示したように、この実施の形態に係
るシステムでは、各チャネルの光信号列（デューティ比
τ₀が０．５以上且つ隣接する光パルスどうしの位相差
がπ相の光データ列）を波長分割多重化して、伝送す
る。このため、上述のようにして単一チャネル内での伝
搬特性の向上（ソリトン間相互作用の抑制など）を図れ
るだけでなく、以下のようにして、チャネル間相互作用
の抑制も図れる。

【００５１】上述したように、稠密波長分割多重された
分散マネージド・ソリトン伝送の場合は、チャネル間の
非線形相互作用、すなわち相互位相変調(Cross Phase M
oduration;XPM)が、顕著に現れる。この相互位相変調
は、光信号の周波数スペクトラムの幅ω₀と、隣接する
チャネルの周波数間隔Δωとの比Δω／ω₀が小さいほ
ど、顕著となる。したがって、伝搬特性を向上させるた
めには、周波数スペクトラムの幅ω₀を可能な限り小さ
くすることが望ましい。ここで、周波数スペクトラムの
幅ω₀を小さくすると、光パルスのパルス幅τ₀が大き
くなってしまう。上述したように、従来の技術では、光
パルスのパルス幅τ₀を大きくすると、ソリトン間相互
作用が増大するので、単一チャネル内での伝搬特性が劣
化し、このため、周波数スペクトラムの幅ω₀を十分に
大きくすることができなかった。

【００５２】これに対して、この実施の形態に係る波長
分割多重化伝送システムでは、光パルスのパルス幅（デ
ューティ比）τ₀が大きいにも拘わらず（０．５以
上）、ソリトン間相互作用が小さい。したがって、ソリ
トン間相互作用とチャネル間相互作用とを両方とも小さ
くすることが可能になる。

【００５３】図９は、ソリトン間相互作用およびチャネ
ル間相互作用と、デューティ比τ₀との関係を示すグラ
フである。図９において、縦軸は、ソリトン間相互作用
による衝突距離およびチャネル間相互作用による周波数
変位量であり、横軸は、デューティ比τ₀である。

【００５４】図９において、曲線Ａは、チャネル間相互
作用による周波数変位量とデューティ比τ₀との関係を
示している。また、図９において、曲線Ｂは、各チャネ
ルの光信号列の位相差φが０の場合（すなわち、従来の
場合）における、ソリトン間相互作用による衝突距離と
デューティ比τ₀との関係を示している。さらに、曲線
Ｃは、各チャネルの光信号列の位相差φがπの場合（す
なわち、この実施の形態の場合）における、ソリトン間
相互作用による衝突距離とデューティ比τ₀との関係を
示している。

【００５５】曲線Ａからわかるように、デューティ比τ
₀が大きい程、チャネル間相互作用による周波数変位量
は小さくなる。したがって、チャネル間相互作用を抑制
するためには、デューティ比τ₀を可能な限り大きくす
ることが望ましい。

【００５６】また、曲線Ｂからわかるように、位相差φ
が０の場合には、デューティ比τ₀が大きいほど衝突距
離が短くなってしまう。

【００５７】これに対して、曲線Ｃからわかるように、
位相差φがπの場合には、デューティ比τ₀ が大きいと
きの衝突距離を長くすることができる。

【００５８】以上より、この実施の形態に係る波長分割
多重化伝送システムによれば、ソリトン間相互作用とチ
ャネル間相互作用とを両方とも小さい、分散マネージド
・ソリトン伝送を実現できることがわかる。

【００５９】図１０は、伝搬距離とＱ値との関係を示す
グラフである。ここで、Ｑ値とは、符号誤り率に対応す
る概念であり、Ｑ値が高いほど信号の信頼性が高いこと
になる。図１０において、曲線Ａは、この実施の形態に
係る波長分割多重化伝送システムの場合を示しており、
各チャネルに係る光データ列のパルス幅を１４ピコ秒と
した。また、曲線Ｂは、従来の波長分割多重化伝送シス
テムの場合（デューティ比０．５未満且つ位相差０）を
示しており、各チャネルに係る光データ列のパルス幅を
８ピコ秒とした。

【００６０】図１０からわかるように、この実施の形態
に係るシステムは、従来のシステムと比較して、伝送デ
ータの信頼性を飛躍的に高めることができ、伝送が可能
な距離を長くすることができる。

【００６１】以上説明したように、この実施の形態に係
る波長分割多重システムによれば、波長分割多重化する
光データ列として、光パルスのデューティ比が０．５以
上であり且つ隣接する光パルスどうしの位相差がπ相で
ある光データ列を用いることとしたので、光データ列の
ソリトン間相互作用およびチャネル間相互作用等を低減
することができ、したがって、伝送データの信頼性を高
めることができる。

【００６２】この実施の形態では、この発明に係る多重
化装置を、分散マネージド・ソリトン伝送方式の伝送シ
ステムに適用する場合を説明した。しかし、この発明
は、線形伝送方式の伝送システムにも適用することがで
きる。線形伝送では、非線形効果を利用するソリトン伝
送とは異なり、伝送路内に残留した分散によって、パル
ス波形が劣化する。この分散の要因としては、線形作用
によるものと、ＳＰＭ（Self Phase Modulation ：自己
位相変調）によるファイバ内の非線形作用によるものと
がある。線形作用による劣化は、受信の直前に累積分散
を取り除くことによって、補償することができる。一
方、光ファイバ内に非線形作用がある場合には、波形歪
みを成形することができない。したがって、非線形作用
の影響が大きい場合には、符号誤り率が増大し、伝送が
可能な距離が短くなってしまう。この非線形作用による
劣化は、概ね、上述したような同一チャネル内のソリト
ン間相互作用と同等のものである。したがって、この発
明に係る多重化装置を線形伝送方式のシステムに適用し
た場合にも、伝送データの信頼性を高めることができ、
伝送が可能な距離を長くすることができる。

【００６３】また、以上の説明から明らかなように、こ
の実施の形態に係る送信器１１０−１〜１１０−Ｎを、
単チャネルの伝送システム（すなわち波長分割多重化を
行わない伝送システム）に適用した場合も、従来の単チ
ャネルの伝送システムと比較して、伝送データの信頼性
を高めることができ、したがって伝送が可能な距離を長
くすることができる。

【００６４】

【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明によ
れば、伝送データの信頼性を高めることができ、伝送が
可能な距離が長い、光多重化装置を提供することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施の形態に係る波長分割多重伝送システムの
全体構成を示す概念図である。

【図２】図１に示した送信器の内部構成の主要部を示す
概念図である。

【図３】実施の形態に係る波長分割多重システムの動作
説明図であり、（Ａ）はＣＷ光の波形図、（Ｂ）はガウ
ス変調光の波形図、（Ｃ）は（Ｂ）に示したガウス変調
光の光強度波形図である。

【図４】実施の形態に係る波長分割多重システムの動作
説明図であり、（Ａ）は遅延器から出力された光信号列
の波形図、（Ｂ）は位相制御器から出力された光信号列
Ｐ₂の波形図、光結合回路から出力された光信号列Ｐ
_ch1の波形図である。

【図５】図１に示した光通信回線１３０の構造を詳細に
説明するための概念図である。

【図６】（Ａ）、（Ｂ）ともに、従来の波長分割多重シ
ステムの伝搬特性のシミュレーション結果を示す概念図
である。

【図７】（Ａ）、（Ｂ）ともに、実施の形態に係る波長
分割多重システムの伝搬特性のシミュレーション結果を
示す概念図である。

【図８】実施の形態に係る波長分割多重システムの伝搬
特性のシミュレーション結果を示す概念図である。

【図９】実施の形態に係る波長分割多重システムの伝搬
特性のシミュレーション結果を示す概念図である。

【図１０】実施の形態に係る波長分割多重システムの伝
搬特性のシミュレーション結果を示す概念図である。

【符号の説明】

１１０−１〜１１０−Ｎ送信器１２０光合波器１３０光通信回線１４０光分波器１５０−１〜１５０−Ｎ受信器２０１ＣＷ光源２０２光変調器２０３光分岐回路２０４，２０５データ変調器２０６遅延器２０７位相制御器２０８光結合回路

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｈ０４Ｊ 14/08 Ｆターム(参考） 2K002 AA02 AB32 BA02 BA06 DA10 EA30 GA10 HA25 5K002 AA06 BA02 BA04 CA01 DA06 DA31 FA02

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】２系統の光信号列を時分割多重化するこ
とにより、各光パルスのデューティ比が０．５以上であ
り、且つ、隣接する光パルスどうしの位相差がπ相であ
る前記光データ列を生成する、時分割多重化装置を備え
ることを特徴とする光通信装置。
【請求項２】前記時分割多重化装置が、デューティ比が０．５以上の光パルスからなる光短パル
ス列を、連続光から生成する光変調手段と、この光変調手段から入力された前記光短パルス列を第１
の光短パルス列と第２の光短パルス列とに分割する光分
岐手段と、前記第１の光短パルス列を符号化することにより第１の
光信号列を生成する第１のデータ変調手段と、前記第２の光短パルス列を符号化することにより第２の
光信号列を生成する第２のデータ変調手段と、前記第１の光信号列と前記第２の光信号列との位相差が
π相になるように前記第１の光信号列または前記第２の
光信号列の位相の少なくとも一方を制御する位相制御手
段と、前記第１の光信号列と前記第２の光信号列とを合波する
ことにより、前記光データ列を生成する光結合手段と、を備えることを特徴とする請求項１に記載の光通信装
置。
【請求項３】複数の前記時分割多重化装置から入力さ
れた光信号列を波長分割多重化する光合波装置をさらに
備えることを特徴とする請求項１または２に記載の光通
信装置。