JP2003050411A - Optical transmission system using stimulated brillouin scattering and search method for fresnel reflection point of optical transmission line - Google Patents

Optical transmission system using stimulated brillouin scattering and search method for fresnel reflection point of optical transmission line

Info

Publication number
JP2003050411A
JP2003050411A JP2002130647A JP2002130647A JP2003050411A JP 2003050411 A JP2003050411 A JP 2003050411A JP 2002130647 A JP2002130647 A JP 2002130647A JP 2002130647 A JP2002130647 A JP 2002130647A JP 2003050411 A JP2003050411 A JP 2003050411A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
optical
light
optical transmission
transmission line
stimulated brillouin
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
Application number
JP2002130647A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Shigeki Watanabe
茂樹 渡辺
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fujitsu Ltd
Original Assignee
Fujitsu Ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Fujitsu Ltd filed Critical Fujitsu Ltd
Priority to JP2002130647A priority Critical patent/JP2003050411A/en
Publication of JP2003050411A publication Critical patent/JP2003050411A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Optical Modulation, Optical Deflection, Nonlinear Optics, Optical Demodulation, Optical Logic Elements (AREA)
  • Optical Communication System (AREA)
  • Testing Of Optical Devices Or Fibers (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To effectively apply induced Brillouin scattering to an optical transmission system, etc., as to a light signal generating device, etc., to which the principle of stimulated Brillouin scattering is applied. SOLUTION: The system is equipped with an optical modulating means 21 which imposes amplitude modulation on exciting light with an information signal such as monitor information, an optical transmission line 22 formed out of a secondary nonlinear medium wherein the amplitude-modulated light outputted from the means is propagated, and a control means 23 which controls the optical modulating means 21 so that the threshold of the stimulated Brillouin scattering is positioned between high and low levels of the modulated waveform of the amplitude-modulated light; and stimulated Brillouin scattered light is generated in the optical transmission line 22 in a direction contrary to the propagation direction of the amplitude modulated light.

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】本発明は誘導ブリルアン散乱
を用いた光伝送システム及び光伝送路のフレネル反射点
の探索方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an optical transmission system using stimulated Brillouin scattering and a method for searching a Fresnel reflection point of an optical transmission line.

【0002】誘導ブリルアン散乱は2次の非線形光学現
象であり、光通信等においてはこれまで積極的に利用さ
れたことは殆どなく、むしろ伝送特性を劣化させるもの
として排除するような提案がなされていた。即ち、如何
に誘導ブリルアン散乱を抑圧するかということが技術的
課題であったといえる。
[0002] Stimulated Brillouin scattering is a second-order nonlinear optical phenomenon, which has rarely been used positively in optical communication and the like, and rather has been proposed to eliminate it as one that deteriorates transmission characteristics. It was That is, it can be said that the technical problem was how to suppress stimulated Brillouin scattering.

【0003】しかし、誘導ブリルアン散乱は、(1)し
きい値が他の非線形光学効果に比べて極端に(1〜2
桁)小さい(損失0.2dB/km程度のシングルモー
ドファイバの場合は1mW程度)、(2)音響フォノン
との相互作用を介するので、ストークスシフトが小さい
(例えば伝送波長1.55μmのシングルモードファイ
バの場合約11GHz)、(3)後方散乱光のみが発生
する、等の特異の性質を有しており、このような性質を
うまく用いれば光伝送システム等への幅広い応用が可能
であると考えられる。
However, the stimulated Brillouin scattering has a threshold (1) which is extremely (1 to 2) as compared with other nonlinear optical effects.
Digit) small (about 1 mW in the case of a single mode fiber with a loss of about 0.2 dB / km), and (2) small Stokes shift because it interacts with acoustic phonons (for example, a single mode fiber with a transmission wavelength of 1.55 μm). In the case of about 11 GHz), (3) only backscattered light is generated, etc., and it is thought that it can be widely applied to optical transmission systems if these properties are used properly. To be

【0004】[0004]

【従来の技術】上述のように、従来、誘導ブリルアン散
乱を積極的に用いた例は殆どなく、わずかに、誘導ブリ
ルアン散乱の狭帯域性を用いた光フィルタとしての応用
や、誘導ブリルアン散乱光と励起光の波長多重伝送への
応用が考えられている程度である。
2. Description of the Related Art As described above, there have been almost no examples in which stimulated Brillouin scattering is positively used, and there is only a slight application as an optical filter using the narrow band property of stimulated Brillouin scattering, and stimulated Brillouin scattered light. The application of the pumping light to wavelength division multiplexing transmission is considered.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】誘導ブリルアン散乱の
応用がこれまで殆ど提案されていないのは、誘導ブリル
アン散乱の帯域が狭いことに起因すると考えられる。誘
導ブリルアン散乱は音響フォノンとの相互作用を介する
ので、帯域はこの音響フォノンの緩和時間で決まる。従
って、常温における帯域は10〜100MHz程度とい
ったところである。この狭帯域性により、光通信等の広
帯域伝送への適用は殆ど考えられていない。
The reason why the application of stimulated Brillouin scattering has not been proposed so far is considered to be due to the narrow band of stimulated Brillouin scattering. Since stimulated Brillouin scattering is through the interaction with the acoustic phonon, the band is determined by the relaxation time of this acoustic phonon. Therefore, the band at room temperature is about 10 to 100 MHz. Due to this narrow band property, application to wide band transmission such as optical communication is hardly considered.

【0006】本発明はこのような事情に鑑みて創作され
たもので、誘導ブリルアン散乱の特徴を生かしてこれを
光伝送システム等に有効に適用することを目的としてい
る。
The present invention was created in view of such circumstances, and an object of the present invention is to effectively utilize the characteristics of stimulated Brillouin scattering in an optical transmission system and the like.

【0007】具体的には、本発明の目的は、誘導ブリル
アン散乱を用いた光伝送システム及び光伝送路のフレネ
ル反射点の探索方法を提供することである。
Specifically, it is an object of the present invention to provide an optical transmission system using stimulated Brillouin scattering and a method for searching a Fresnel reflection point of an optical transmission line.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】本発明の光信号生成装置
は、第1の励起光を第1の情報信号により振幅変調する
光変調手段と、該光変調手段から出力した振幅変調光が
伝搬する2次の非線形効果を有する光学媒質からなる光
伝送路と、上記振幅変調光の上記第1の情報信号による
変調波形の高レベルと低レベルの間に上記光学媒質の誘
導ブリルアン散乱のしきい値が位置するように上記光変
調手段を制御する制御手段とを備え、上記光伝送路内で
上記振幅変調光の伝搬方向と逆の方向に誘導ブリルアン
散乱光が生じるようにしたものである。
An optical signal generator according to the present invention comprises an optical modulation means for amplitude-modulating a first pumping light by a first information signal, and an amplitude-modulated light output from the optical modulation means. And a threshold of stimulated Brillouin scattering of the optical medium between an optical transmission line formed of an optical medium having a second-order nonlinear effect and a high level and a low level of a modulation waveform of the amplitude modulated light by the first information signal. A control means for controlling the optical modulation means so that the value is positioned, and stimulated Brillouin scattered light is generated in the optical transmission path in a direction opposite to the propagation direction of the amplitude modulated light.

【0009】本発明の光伝送システムの第1の態様は、
光中継器として機能する本発明の光信号生成装置と、上
記第1の情報信号よりも高周波数又は高ビットレートの
第2の情報信号により変調された信号光を出力し、該信
号光が上記第1の励起光として上記光信号生成装置に入
力するようにされた光送信局と、上記光伝送路を伝搬し
た上記振幅変調光を受け、上記第2の情報信号を再生す
る受信局とを備えている。
A first aspect of the optical transmission system of the present invention is
An optical signal generating device of the present invention that functions as an optical repeater, and outputs signal light modulated by a second information signal having a higher frequency or a higher bit rate than the first information signal, and the signal light is the above An optical transmission station that is input to the optical signal generation device as the first pumping light and a reception station that receives the amplitude-modulated light that has propagated through the optical transmission line and reproduces the second information signal are provided. I have it.

【0010】本発明の光伝送システムの第2の態様は、
本発明の光信号生成装置を複数リング状に配置して構成
される。
A second aspect of the optical transmission system of the present invention is
The optical signal generation device of the present invention is arranged in a plurality of rings.

【0011】本発明の光伝送システムの第3の態様は、
上記第1の態様に係る光伝送システムを上り回線用及び
下り回線用に2組備え、上り回線及び下り回線において
生じた誘導ブリルアン散乱光を分岐してそれぞれ下り回
線及び上り回線に合流させるようにして構成される。
A third aspect of the optical transmission system of the present invention is
Two sets of the optical transmission system according to the first aspect are provided for the up-link and the down-link, and the stimulated Brillouin scattered light generated in the up-link and the down-link is branched and merged into the down-link and the up-link, respectively. Consists of

【0012】本発明の光伝送システムの第1又は第3の
態様においては、本発明の光信号生成装置が複数用いら
れ、これらが従属に接続されてもよい。
In the first or third aspect of the optical transmission system of the present invention, a plurality of optical signal generators of the present invention may be used and these may be connected in a subordinate manner.

【0013】本発明の光伝送システムの第4の態様は、
2次の非線形効果を有する光学媒質からなる光伝送路
と、該光学媒質の誘導ブリルアン散乱のしきい値よりも
高い強度の励起光を上記光伝送路の第1端から入射させ
る手段と、上記励起光の周波数よりも所定周波数だけ低
い周波数を有し、情報信号により変調された信号光を上
記光伝送路の第2端から入射させる手段とを備えてい
る。
A fourth aspect of the optical transmission system of the present invention is
An optical transmission line formed of an optical medium having a quadratic nonlinear effect; a means for causing pumping light having an intensity higher than a threshold of stimulated Brillouin scattering of the optical medium to enter from the first end of the optical transmission line; It has a frequency lower than the frequency of the pumping light by a predetermined frequency, and means for making the signal light modulated by the information signal incident from the second end of the optical transmission line.

【0014】本発明の光伝送路のフレネル反射点の探索
方法は、2次の非線形効果を有する光学媒質からなる光
伝送路の端部から、該光学媒質の誘導ブリルアン散乱の
しきい値よりも高い強度の励起光を入射するステップ
と、上記励起光の周波数よりも所定周波数だけ低い周波
数の光パルスを上記励起光に重畳して上記光伝送路に上
記端部から入射するステップと、上記端部から出射する
光の強度の経時変化を観測するステップとを含む。
The method of searching the Fresnel reflection point of the optical transmission line according to the present invention is from the end of the optical transmission line made of the optical medium having the second-order nonlinear effect to the threshold of the stimulated Brillouin scattering of the optical medium. A step of injecting pumping light of high intensity, a step of superimposing an optical pulse having a frequency lower than the frequency of the pumping light by a predetermined frequency on the pumping light and entering the optical transmission line from the end, and the end. Observing the change over time in the intensity of the light emitted from the section.

【0015】まず、ブリルアン散乱の発生の原理を図1
により説明する。媒質中を速度vaで粗密波が進行して
いるとすると、波長λaに相当する周期の屈折率の粗密
格子が速度vaで進んでいて、この格子によって周波数
ωoの入射光(波長λo、波数ko)がブラッグ反射によ
り特定の方向θに強く回折される。このとき、散乱光の
周波数をωs、波長をλs、波数をks、粗密波の周波数
をωa、波長をλa、波数をkaとすると、以下の保存則
がなりたつ。
First, the principle of occurrence of Brillouin scattering is shown in FIG.
Will be described. Assuming that the compressional wave is traveling in the medium at a velocity v a , a coarse / dense grating having a refractive index of a period corresponding to the wavelength λ a is traveling at a velocity va, and this grating causes incident light of the frequency ω o (wavelength λ o o , wave number ko ) is strongly diffracted in a specific direction θ by Bragg reflection. At this time, if the frequency of the scattered light is ω s , the wavelength is λ s , the wave number is k s , the compressional wave frequency is ω a , the wavelength is λ a , and the wave number is k a , the following conservation law holds.

【0016】ωs=ωo−ωa …(1) ks=ko−ka …(2) また、格子が速度vaで進行している場合のドップラー
効果を考慮すると、ストークスシフトは次式で表され
る。
[0016] ω s = ω o -ω a ... (1) k s = k o -k a ... (2) In addition, in view of the Doppler effect in the case of lattice is traveling at a speed v a, Stokes shift It is expressed by the following equation.

【0017】 ωo−ωs=ωa=kaa=2vaosin(θ/2)…(3) 従って、ストークスシフト量はθ=π、即ち後方散乱に
おいて最大となり、θ=0、即ち前方散乱において最小
となる。特に、媒質がシングルモードファイバ(以下
「SMF」ともいう。)の場合には、後方散乱のみが表
れる。
[0017] ω o -ω s = ω a = k a v a = 2v a k o sin (θ / 2) ... (3) Therefore, the Stokes shift amount θ = π, that is the maximum in the rear scattering, θ = 0, that is, the minimum in forward scattering. In particular, when the medium is a single mode fiber (hereinafter also referred to as "SMF"), only backscattering appears.

【0018】(3)式よりストークスシフト量Δνは次式
で与えられる。ここで、nは媒質の屈折率である。
From the equation (3), the Stokes shift amount Δν is given by the following equation. Here, n is the refractive index of the medium.

【0019】 Δν=νa=ωa/2π=2nva/λo …(4) SiO2を主成分とする石英系の光ファイバにおいて
は、va=6.96km/s,n=1.45,λo=1.
55μmであるとすると、 Δν≒11.2GHz …(5) となる。
Δν = ν a = ω a / 2π = 2 nv a / λ o (4) In a silica-based optical fiber whose main component is SiO 2, v a = 6.96 km / s, n = 1.45 , Λ o = 1.
If it is 55 μm, Δν≈11.2 GHz (5).

【0020】散乱により生じたストークス光と入射光が
媒質の超音波振動を駆動するようになると、誘導ブリル
アン散乱(以下「SBS」ということがある。)が発生
する。SBSの発生メカニズムは、光周波数ωoとωs
電場が、電歪現象によって媒質中に周波数ωa(=ωo
ωs)の圧力変動を生じさせ、それにより超音波が発生
し、その超音波が周波数ωoの入射光を散乱して周波数
ωsのストークス光を発生し、それがさらに電歪現象に
より超音波を発生するというものである。
When the Stokes light generated by the scattering and the incident light drive the ultrasonic vibration of the medium, stimulated Brillouin scattering (hereinafter sometimes referred to as "SBS") occurs. The generation mechanism of SBS is that the electric field of the optical frequencies ω o and ω s is generated in the medium by the electrostriction phenomenon at the frequency ω a (= ω o
ω s ) pressure fluctuation, which generates ultrasonic waves, which scatter incident light of frequency ω o and generate Stokes light of frequency ω s , which is further induced by electrostriction. It is to generate sound waves.

【0021】この現象を図2により定量的に考察する。
いま、図2に示すように、SMF10の入射点を零点と
し、励起光の進行方向をz軸とする座標系を想定する。
このとき、光強度の結合方程式は次のようになる。
This phenomenon will be considered quantitatively with reference to FIG.
Now, as shown in FIG. 2, assume a coordinate system in which the incident point of the SMF 10 is the zero point and the traveling direction of the excitation light is the z axis.
At this time, the coupling equation of light intensity is as follows.

【0022】 dIs(z)/dz=−gBP(z)Is(z)+αIs(z) …(6) dIP(z)/dz=−gBP(z)Is (z)−αIP(z) …(7) ここで、IP(z),Is(z)は各々励起光及び散乱光の強度
を表し、αはファイバの損失係数を表す。一方、gB
ブリルアン利得係数であり、次式で与えられる。
DI s (z) / dz = −g B I P (z) I s (z) + αI s (z) (6) dI P (z) / dz = −g B I P (z) I s (z) -αI P (z) (7) where I P (z) and I s (z) represent the intensity of the pumping light and the scattered light, respectively, and α represents the loss coefficient of the fiber. On the other hand, g B is a Brillouin gain coefficient and is given by the following equation.

【0023】 gB(ν)= {(ΔνB/2)2/〔(ν−νB)2+(ΔνB/2)2〕}gB(νB)…(8) ただし、 gB(νB)=2πn712 2/cλo 2ρoνAΔνB …(9) ΔνB=1/(πTB) …(10) である。ここで、cは真空中の光速、p12は縦方向の弾
性光学定数、ρoは物質密度、νBはブリルアン帯域の中
心周波数を表し、ΔνBは、フォノンの寿命がT Bである
場合のブリルアン利得の半値全幅を表す。
[0023]     gB(ν) =     {(ΔνB/ 2)2/ [(Ν-νB)2+ (ΔνB/ 2)2]} GBB)… (8)   However,     gBB) = 2πn7p12 2/ Cλo 2ρoνAΔνB          … (9)     ΔνB= 1 / (πTB) …(Ten) Is. Where c is the speed of light in vacuum, p12Is a vertical bullet
Sex optical constant, ρoIs the material density, νBIs in the Brillouin band
Represents the heart frequency, ΔνBHas a phonon lifetime of T BIs
It represents the full width at half maximum of the Brillouin gain in the case.

【0024】ここでは、音響波がexp(-t/TB)に従って減
衰すると仮定している。従って、この場合、利得スペク
トルはLorentzian型になる。また、信号光と励起光に対
するファイバの減衰定数は一般に異なるが、考えている
系においては、信号光と励起光の周波数差が11GHz
程度であるので、共通のαで十分近似可能である。
Here, it is assumed that the acoustic wave decays according to exp (-t / T B ). Therefore, in this case, the gain spectrum is Lorentzian type. In addition, although the attenuation constants of the fiber with respect to the signal light and the pump light are generally different, in the system under consideration, the frequency difference between the signal light and the pump light is 11 GHz.
Since it is a degree, it can be sufficiently approximated by a common α.

【0025】(6),(7)式を境界条件IP(z)→0(z→∞)
のもとで解くと、解は以下のようになる。
The boundary conditions I P (z) → 0 (z → ∞) are given by the equations (6) and (7).
When solved under, the solution is as follows.

【0026】 IS(z)=〔bO(1-bO)/(G(z)-bO)〕IP(0)exp(-αz) …(11) IP(z)=〔(1-bO)G(z)/(G(z)-bO)〕IP(0)exp(-αz) …(12) ここで、 G(z)=exp〔(1-bO)(gO/α)(1-exp(-αz))〕 …(13) bO=IS(0)/IP(0) …(14) gO=gBP(0) …(15) である。また、bOはブリルアン変換効率(入力励起光
パワーに対する出力ストークス光パワーの比)を表す。
また、gOはSBS過程における小信号利得である。
I S (z) = [b O (1-b O ) / (G (z) -b O )] I P (0) exp (-αz) (11) I P (z) = [ (1-b O ) G (z) / (G (z) -b O )] I P (0) exp (-αz) (12) where G (z) = exp [(1-b O ) (g O / α) (1-exp (-αz))] (13) b O = I S (0) / I P (0)… (14) g O = g B I P (0)… (15) Further, b O represents Brillouin conversion efficiency (ratio of output Stokes light power to input pumping light power).
Furthermore, g O is a small signal gain in the SBS process.

【0027】(11)式及び(12)式の解を図3に図示する。
図3は、励起光及びストークス光の相対強度と光ファイ
バにおける入射点からの距離を光ファイバ全長で規格化
した値との関係を表すグラフである。
The solutions of equations (11) and (12) are shown in FIG.
FIG. 3 is a graph showing the relationship between the relative intensities of the excitation light and the Stokes light and the value obtained by normalizing the distance from the incident point in the optical fiber by the total length of the optical fiber.

【0028】図3の結果から明らかなように、SBSに
より励起光のエネルギーが散乱光に変換されて後方向に
出力される。従って、もし反対方向にブリルアン散乱光
の周波数と同一の周波数の信号光を入力すれば、この信
号光は増幅されて後方向に出射することになる。この増
幅の原理を考察する。
As is clear from the results shown in FIG. 3, the energy of the excitation light is converted into scattered light by the SBS and output in the backward direction. Therefore, if the signal light having the same frequency as that of the Brillouin scattered light is input in the opposite direction, the signal light is amplified and emitted in the backward direction. Consider the principle of this amplification.

【0029】いま、励起光パワーが十分大きく、損失以
外の減衰が殆どないとすると、即ち所謂depletion-less
の状態であるとすると、(7)式より、 IP(z)=IP(0)exp(-αz) …(16) となる。そこで、SBSに使われる有効励起パワーとし
て以下の量を定義する。
Now, assuming that the pumping light power is sufficiently high and there is almost no attenuation other than loss, that is, so-called depletion-less.
Then, from the equation (7), I P (z) = I P (0) exp (−αz) (16) Therefore, the following amount is defined as the effective pump power used for SBS.

【0030】 IPeff=(IP(0)/α)〔1-exp(-αL)〕 =IP(0)Leff …(17) ここに、 Leff=〔1-exp(-αL)〕/α …(18) である。このとき、(6)式より、 IS(L)=IS(0)exp〔-(gBPeff-α)dz〕 =IS(0)exp〔-gBP(0)Leff+αL 〕 となる。即ち、 IS(0)=IS(L)exp〔gBP(0)Leff-αL〕 …(19) を得る。(19)式は、励起光の入射端から距離Lの位置に
逆方向に入射された信号光がブリルアン増幅されて出射
される様子を示している。(19)式は、入射励起光パワー
P及びファイバのコアの有効断面積Aeffを用いて以下
のようにも書ける。
I Peff = (I P (0) / α) [1-exp (-αL)] = I P (0) L eff (17) where L eff = [1-exp (-αL) ] / Α ... (18) At this time, according to the equation (6), IS (L) = I S (0) exp [-(g B I Peff -α) dz] = I S (0) exp [-g B I P (0) L eff + αL]. That is, I S (0) = I S (L) exp [g B I P (0) L eff -αL] (19) is obtained. The equation (19) shows a state in which the signal light incident in the opposite direction to the position of the distance L from the incident end of the excitation light is Brillouin-amplified and emitted. Equation (19) can also be written as follows using the incident pumping light power P P and the effective area A eff of the fiber core.

【0031】 IS(0)=IS(L)exp〔gBPeff/Aeff−αL〕…(20) (20)式より、ブリルアン増幅器のしきい値励起光パワー
P crに対する条件として、 gBP creff/Aeff≒21 …(21) を得る。この式に波長1.55μm用のシングルモード
ファイバの条件、Aeff≒50μm2,Leff≒20k
m,gB=5×10-11m/Wを適用すると、 PP cr≒1.1mW …(22) を得る。
I S (0) = I S (L) exp [g B P P L eff / A eff −αL] (20) From the formula (20), the threshold pumping light power P P cr of the Brillouin amplifier is obtained. As a condition for, g B P P cr L eff / A eff ≈21 (21) is obtained. In this formula, the condition of a single mode fiber for wavelength of 1.55 μm, A eff ≈50 μm 2 , L eff ≈20 k
Applying m, g B = 5 × 10 -11 m / W, we obtain P P cr ≈1.1 mW (22)

【0032】誘導ブリルアン増幅の原理の応用として
は、広範囲な例が考えられるが、これを通常の光通信に
適用しようとすると、帯域が比較的狭い(約100MH
z)ことが制約となる。本発明においてこの狭帯域性が
制約にならないことは以下の説明から明らかである。
There are a wide range of possible applications of the principle of stimulated Brillouin amplification, but when it is applied to ordinary optical communication, the band is relatively narrow (about 100 MH).
z) is a constraint. It is apparent from the following description that the narrow band property is not a limitation in the present invention.

【0033】図4は本発明の光信号生成装置の基本構成
を示すブロック図である。符号21は励起光を情報信号
により振幅変調する光変調手段である。符号22は光変
調手段21から出力した振幅変調光が伝搬する光伝送路
であり、この光伝送路22は2次の非線形効果を有する
光学媒質からなる。
FIG. 4 is a block diagram showing the basic configuration of the optical signal generator of the present invention. Reference numeral 21 is an optical modulator that amplitude-modulates the excitation light with an information signal. Reference numeral 22 is an optical transmission line through which the amplitude-modulated light output from the optical modulation means 21 propagates, and the optical transmission line 22 is made of an optical medium having a quadratic nonlinear effect.

【0034】符号23は光変調手段21を制御する制御
手段であり、その制御態様は、振幅変調光の情報信号に
よる変調波形の高レベルと低レベルの間に上述の光学媒
質の誘導ブリルアン散乱のしきい値が位置するようにす
るものである。
Reference numeral 23 is a control means for controlling the optical modulation means 21. The control mode is such that the above-mentioned stimulated Brillouin scattering of the optical medium is caused between the high level and the low level of the modulation waveform by the information signal of the amplitude modulated light. The threshold is positioned.

【0035】そして、光伝送路22内で振幅変調光の伝
搬方向と逆の方向に伝搬する誘導ブリルアン散乱光を生
成するようにしている。この誘導ブリルアン散乱光は次
のような特性を有する。
Then, the stimulated Brillouin scattered light propagating in the optical transmission line 22 in the direction opposite to the propagation direction of the amplitude modulated light is generated. This stimulated Brillouin scattered light has the following characteristics.

【0036】図5において、(A)は光伝送路22に入
力する振幅変調光の経時変化を表すグラフ、(B)は光
伝送路22内において生じた誘導ブリルアン散乱光の強
度の経時変化を表すグラフである。
In FIG. 5, (A) is a graph showing the temporal change of the amplitude-modulated light input to the optical transmission line 22, and (B) is the temporal change of the intensity of the stimulated Brillouin scattered light generated in the optical transmission line 22. It is a graph showing.

【0037】光伝送路22にパワーP1の励起光を入力
し、パワーP1を光伝送路22の誘導ブリルアン散乱の
しきい値PP crと等しいか或いはPP crよりも少し小さい
値P10に設定しておく。そして、この励起光を情報信
号により振幅変調する。この情報信号は図示された例で
はデジタル信号であるが、アナログ信号であってもかま
わない。ただし、変調パルス幅Tは、フォノンの減衰定
数よりも十分に大きいとする。即ち、次式を満足する。
[0037] the optical transmission line 22 and enter the pumping light power P 1, the power P 1 of the stimulated Brillouin scattering in the optical transmission path 22 threshold P P cr equal to or P P slightly smaller P than cr Set to 1 and 0 . Then, the excitation light is amplitude-modulated by the information signal. Although the information signal is a digital signal in the illustrated example, it may be an analog signal. However, it is assumed that the modulation pulse width T is sufficiently larger than the phonon attenuation constant. That is, the following expression is satisfied.

【0038】 T≫TB …(23) このとき、P1>PP crのときにだけ誘導ブリルアン散乱
光が発生するので、図5(B)に示すような波形で振幅
変調された誘導ブリルアン散乱光を生成することができ
るのである。
T >> T B (23) At this time, since stimulated Brillouin scattered light is generated only when P 1 > P P cr , the stimulated Brillouin amplitude-modulated with the waveform as shown in FIG. 5B is obtained. It is possible to generate scattered light.

【0039】[0039]

【発明の実施の形態】以下本発明の実施例を説明する。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiments of the present invention will be described below.

【0040】図6は光信号生成装置の第1実施例を示す
ブロック図である。符号33は光伝送路として機能する
シングルモードファイバであり、このシングルモードフ
ァイバ33は2次の非線形効果を呈する。
FIG. 6 is a block diagram showing a first embodiment of the optical signal generator. Reference numeral 33 is a single mode fiber that functions as an optical transmission line, and this single mode fiber 33 exhibits a second-order nonlinear effect.

【0041】光変調手段は、励起光を出力する光源31
と、この光源31からの励起光を振幅変調する光変調器
32とから構成される。光変調器32としては、マッハ
ツェンダ型のもの等が使用され、この光変調器32には
駆動回路34から駆動信号が与えられる。
The light modulating means is a light source 31 which outputs excitation light.
And an optical modulator 32 that amplitude-modulates the excitation light from the light source 31. A Mach-Zehnder type or the like is used as the optical modulator 32, and a drive signal is given to the optical modulator 32 from a drive circuit 34.

【0042】この実施例の構成によると、図5(A)に
示すような波形の振幅変調光を光変調器32からシング
ルモードファイバ33に入射させ、その結果、図5
(B)に示すような波形の振幅変調された誘導ブリルア
ン散乱光を生じさせることができる。
According to the structure of this embodiment, the amplitude-modulated light having the waveform as shown in FIG. 5A is made incident on the single mode fiber 33 from the optical modulator 32, and as a result, as shown in FIG.
Amplitude-modulated stimulated Brillouin scattered light having a waveform as shown in (B) can be generated.

【0043】図7は光信号生成装置の第2実施例を示す
ブロック図である。この実施例では、光変調手段はレー
ザダイオード41を含んで構成され、このレーザダイオ
ード41に供給するバイアス電流が駆動回路42により
調整されて情報信号による励起光の振幅変調がなされ
る。
FIG. 7 is a block diagram showing a second embodiment of the optical signal generator. In this embodiment, the light modulating means is configured to include a laser diode 41, and the bias current supplied to the laser diode 41 is adjusted by the drive circuit 42 so that the amplitude of the excitation light is modulated by the information signal.

【0044】図8は光信号生成装置の第3実施例を示す
ブロック図である。この実施例では、光変調手段は、励
起光を出力する光源31と、光源31からの励起光を増
幅する光増幅器51とを含み、光増幅器51の利得が利
得制御回路52によって振幅変調される。
FIG. 8 is a block diagram showing a third embodiment of the optical signal generator. In this embodiment, the optical modulator includes a light source 31 that outputs pumping light and an optical amplifier 51 that amplifies the pumping light from the light source 31, and the gain of the optical amplifier 51 is amplitude-modulated by a gain control circuit 52. .

【0045】光増幅器51として、半導体の利得媒質を
備えた半導体光増幅器が用いられている場合には、半導
体利得媒質への注入電流を情報信号により変調すること
によって、振幅変調光を得ることができる。
When a semiconductor optical amplifier having a semiconductor gain medium is used as the optical amplifier 51, amplitude-modulated light can be obtained by modulating the injection current into the semiconductor gain medium with an information signal. it can.

【0046】光増幅器51として、ファイバ型光増幅器
が用いられている場合には、励起光源からの励起光の振
幅を変調するようにすればよい。その具体例を以下に説
明する。
When a fiber type optical amplifier is used as the optical amplifier 51, the amplitude of the pumping light from the pumping light source may be modulated. A specific example will be described below.

【0047】図9は図8の光信号生成装置の第3実施例
における光増幅器51の一構成例を示すブロック図であ
る。この例では、光増幅器51は、第2の励起光を出力
する励起レーザダイオード61と、この第2の励起光を
図8の光源31からの増幅すべき第1の励起光と合波す
る合波器62と、合波器62により合波された第1及び
第2の励起光が入力するドープファイバ63とを備えて
いる。
FIG. 9 is a block diagram showing an example of the configuration of an optical amplifier 51 in the third embodiment of the optical signal generation system of FIG. In this example, the optical amplifier 51 combines the pump laser diode 61 that outputs the second pump light and the first pump light that is to be amplified from the light source 31 of FIG. The wave multiplexer 62 and the doped fiber 63 to which the first and second pumping lights multiplexed by the wave multiplexer 62 are input are provided.

【0048】ドープファイバ63は、主としてコアにE
r等の希土類元素をドープして構成される。そして、励
起レーザダイオード61のバイアス電流が情報信号によ
り変調されるようになっている。
The doped fiber 63 mainly has an E core.
It is formed by doping a rare earth element such as r. Then, the bias current of the pump laser diode 61 is modulated by the information signal.

【0049】この種のファイバ型の光増幅器において
は、励起レーザダイオードからの励起光の強度に応じて
この光増幅器の利得が決定されるので、上述のように励
起レーザダイオード61のバイアス電流を情報信号によ
り振幅変調することによって、ドープファイバ63から
出力する光について振幅変調を行うことができる。
In this type of fiber type optical amplifier, since the gain of this optical amplifier is determined according to the intensity of the pumping light from the pumping laser diode, the bias current of the pumping laser diode 61 is determined as described above. Amplitude modulation can be performed on the light output from the doped fiber 63 by performing amplitude modulation with the signal.

【0050】図10は図8の光信号生成装置の第3実施
例における光増幅器の他の構成例を示すブロック図であ
る。この例では、光増幅器51は、第2の励起光を出力
する第1の励起レーザダイオード71と、この第2の励
起光を図8の光源31からの増幅すべき第1の励起光と
合波する第1の合波器72と、第1の合波器72からの
第1及び第2の励起光がその一端に入力するドープファ
イバ73と、第3の励起光を出力する第2の励起レーザ
ダイオード74と、この第3の励起光をドープファイバ
73の第2端から入射させる第2の合波器75とを備え
ている。
FIG. 10 is a block diagram showing another configuration example of the optical amplifier in the third embodiment of the optical signal generation system of FIG. In this example, the optical amplifier 51 combines the first pumping laser diode 71 that outputs the second pumping light, and the second pumping light with the first pumping light to be amplified from the light source 31 of FIG. A first multiplexer 72 that oscillates, a doped fiber 73 into which one end of the first and second pumping lights from the first multiplexer 72 is input, and a second fiber that outputs a third pumping light. The pump laser diode 74 and the second multiplexer 75 that causes the third pump light to enter from the second end of the doped fiber 73 are provided.

【0051】この構成によると、励起レーザダイオード
を2つ用いているので、1つの励起レーザダイオードの
出力が光増幅動作に足りないような場合に有利である。
また、2つの励起レーザダイオードのうちのいずれか一
方(図では第2の励起レーザダイオード74)を用いて
この光増幅器から出力する励起光を誘導ブリルアン散乱
のしきい値以上にするのに用い、他方の励起レーザダイ
オード(図では第1の励起レーザダイオード71)のバ
イアス電流に情報信号を重畳することによって、この光
増幅器から出力する励起光を振幅変調することができ
る。
According to this structure, since two pump laser diodes are used, it is advantageous when the output of one pump laser diode is insufficient for the optical amplification operation.
In addition, one of the two pump laser diodes (the second pump laser diode 74 in the figure) is used to make the pump light output from this optical amplifier equal to or higher than the threshold of stimulated Brillouin scattering, By superimposing the information signal on the bias current of the other pumping laser diode (first pumping laser diode 71 in the figure), the pumping light output from this optical amplifier can be amplitude-modulated.

【0052】この実施例では、ドープファイバ73の第
1の励起光伝搬方向上流側及び下流側からドープファイ
バの励起用の励起光を入射させているが、2以上の励起
レーザダイオードを用いて、上記上流側及び下流側のい
ずれか一方のみから励起光を入射させるようにしてもよ
い。
In this embodiment, pumping light for pumping the doped fiber is made incident from the upstream side and the downstream side of the first pumping light propagation direction of the doped fiber 73, but two or more pumping laser diodes are used. The excitation light may be incident from only one of the upstream side and the downstream side.

【0053】また、図10の構成において、第1の励起
レーザダイオード71及び第1の合波器72を省略し
て、後方励起型の光増幅器を構成してもよい。この場合
第2の励起レーザダイオード74のバイアス電流が振幅
変調される。
Further, in the structure of FIG. 10, the first pump laser diode 71 and the first multiplexer 72 may be omitted to form a backward pump type optical amplifier. In this case, the bias current of the second pump laser diode 74 is amplitude-modulated.

【0054】ところで、(23)式に示したように、情報信
号による変調パルス幅Tはフォノンの減衰定数よりも十
分大きいことが要求される。変調パルス幅Tが大きくな
るに従って情報信号の帯域は狭くなり、伝送可能な情報
量が少なくなる。そこで、本発明の光信号生成装置を用
い場合における伝送速度の限界について考察する。
By the way, as shown in the equation (23), the modulation pulse width T by the information signal is required to be sufficiently larger than the attenuation constant of the phonon. As the modulation pulse width T becomes larger, the band of the information signal becomes narrower and the amount of information that can be transmitted becomes smaller. Therefore, the limit of the transmission rate when the optical signal generation device of the present invention is used will be considered.

【0055】この限界は、明らかに(18)式で定義された
励起光の有効到達距離Leffに依存すると考えられる。
誘導ブリルアン散乱光として後方に出力する光は、入力
した励起光の有効到達距離Leffの範囲内の誘導ブリル
アン散乱光の累積である。従って、入射端付近からの誘
導ブリルアン散乱光と、有効到達距離Leffの位置から
の誘導ブリルアン散乱光の遅延時間差をΔtとした場
合、ΔtがTに比べて十分小さくないと、パルス波形に
乱れが生じることになる。
It is considered that this limit obviously depends on the effective reachable distance L eff of the excitation light defined by the equation (18).
The light output backward as the stimulated Brillouin scattered light is the accumulated stimulated Brillouin scattered light within the range of the effective reaching distance L eff of the input excitation light. Therefore, assuming that the delay time difference between the stimulated Brillouin scattered light from the vicinity of the incident end and the stimulated Brillouin scattered light from the position of the effective reaching distance L eff is Δt, if Δt is not sufficiently smaller than T, the pulse waveform is disturbed. Will occur.

【0056】光伝送路としてシングルモードファイバが
用いられている場合、励起光の有効到達距離Leffは約
20kmであり、また、非線形効果の時定数は遅延時間
差Δtに比べて十分短いから、Δtは光が有効到達距離
を1往復する時間に等しく、約2×10-4秒となる。
When a single mode fiber is used as the optical transmission line, the effective reachable distance L eff of the pumping light is about 20 km, and the time constant of the nonlinear effect is sufficiently shorter than the delay time difference Δt. Is equal to the time required for the light to make one round trip in the effective range, which is about 2 × 10 −4 seconds.

【0057】いま、Δt/T<0.2の条件が信号を復
調可能な範囲とすれば、T>1×10-3秒となるから、
伝送可能な信号の速度限界は約1kb/sとなる。本発
明を適用するのに適した光中継器の監視信号の速度は大
体100b/s程度であるから、上述の速度限界は実用
上十分なものである。
Now, assuming that the condition of Δt / T <0.2 is a range in which the signal can be demodulated, T> 1 × 10 −3 seconds,
The speed limit of the signal that can be transmitted is about 1 kb / s. The speed of the supervisory signal of the optical repeater suitable for applying the present invention is about 100 b / s, so the above speed limit is practically sufficient.

【0058】次に、図5(A)において、P1>PP cr
設定する場合を考える。この場合、常に誘導ブリルアン
散乱が生じ、散乱光の波長と同一の波長の光に対して誘
導ブリルアン増幅がなされる。従って、誘導ブリルアン
散乱光と同一周波数の光を増幅してファイバ伝送するこ
とができる。ファイバ長をLOとしたときのPBのレベル
ダイヤグラムを図11に示す。ここでは、光ファイバの
送信局端を距離の原点にとっている。
Next, consider the case of setting P 1 > P P cr in FIG. In this case, stimulated Brillouin scattering always occurs, and stimulated Brillouin amplification is performed on the light having the same wavelength as the scattered light. Therefore, the light having the same frequency as the stimulated Brillouin scattered light can be amplified and transmitted through the fiber. FIG. 11 shows a level diagram of P B when the fiber length is L O. Here, the transmission station end of the optical fiber is used as the origin of the distance.

【0059】このとき、(20)式より次の式が導出され
る。
At this time, the following equation is derived from the equation (20).

【0060】 PB(0)=PB(LO)exp〔gBPeff/Aeff−αLO〕 …(24) 図12は上述の誘導ブリルアン増幅の原理を用いた光伝
送システムの説明図である。このシステムは、2次の非
線形効果を有する光学媒質からなる光伝送路81と、こ
の光学媒質の誘導ブリルアン散乱のしきい値よりも高い
強度の励起光82を光伝送路81の第1端から入射させ
る手段と、励起光82と所定の周波数関係にある信号光
83を光伝送路81の第2端から入射させる手段とを備
えている。信号光の中心周波数ωiはブリルアン増幅帯
域の中心周波数と一致し、この周波数と励起光の周波数
ωPの関係は以下の通りである。
P B (0) = P B (L O ) exp [g B P P L eff / A eff −αL O ] (24) FIG. 12 is an optical transmission system using the above-mentioned principle of stimulated Brillouin amplification. FIG. In this system, an optical transmission line 81 made of an optical medium having a second-order nonlinear effect, and a pumping light 82 having an intensity higher than a threshold of stimulated Brillouin scattering of the optical medium are emitted from a first end of the optical transmission line 81. It is provided with a means for making it incident, and a means for making the signal light 83 having a predetermined frequency relationship with the pumping light 82 enter from the second end of the optical transmission line 81. The center frequency ω i of the signal light matches the center frequency of the Brillouin amplification band, and the relationship between this frequency and the frequency ω P of the pump light is as follows.

【0061】ωi=ωP−ωa …(25) ここで、ωaは(4)式で与えられる。Ω i = ω P −ω a (25) where ω a is given by equation (4).

【0062】図12のシステムによると、信号光83を
光伝送路81内で誘導ブリルアン増幅して、矢印84で
示すように、励起光82と反対の方向に伝送することが
できる。
According to the system of FIG. 12, the signal light 83 can be guided Brillouin amplified in the optical transmission line 81 and can be transmitted in the direction opposite to the pumping light 82 as shown by the arrow 84.

【0063】図13は図12のシステムの具体例を示す
図である。図12の信号光83の生成方法として最も単
純なものは、周波数ωiで発振する光源91を用い、そ
の出射光を光伝送路81に入射するようにするものであ
る。光源91は情報信号により変調される。この場合、
変調方式としては、振幅変調、位相変調、周波数変調等
を採用可能である。
FIG. 13 is a diagram showing a specific example of the system shown in FIG. The simplest method for generating the signal light 83 in FIG. 12 is to use a light source 91 that oscillates at a frequency ω i and cause the emitted light to enter the optical transmission line 81. The light source 91 is modulated by the information signal. in this case,
As the modulation method, amplitude modulation, phase modulation, frequency modulation or the like can be adopted.

【0064】この構成によると、情報信号により変調さ
れた光源91からの信号光を光伝送路81内で誘導ブリ
ルアン増幅して励起光82の伝搬方向と逆の方向に伝送
することができる。
According to this configuration, the signal light from the light source 91 modulated by the information signal can be guided Brillouin-amplified in the optical transmission line 81 and transmitted in the direction opposite to the propagation direction of the pumping light 82.

【0065】図14は図12のシステムの他の具体例を
示す図である。この例では、図13の例のように信号光
の光源を独立に設けるのではなく、光伝送路81からの
励起光を分岐して、この分岐された光をサブキャリア変
調するようにしている。より具体的には次の通りであ
る。
FIG. 14 is a diagram showing another specific example of the system of FIG. In this example, the light source of the signal light is not provided independently as in the example of FIG. 13, but the pumping light from the optical transmission line 81 is branched and the branched light is subcarrier-modulated. . More specifically, it is as follows.

【0066】光伝送路81の第1端に入射した励起光8
2は、光伝送路81の第2端に接続された光合波器10
3を介してハーフミラー101で分岐される。分岐した
励起光はマッハツェンダ光変調器等の外部変調器102
でサブキャリア変調され、この変調された光は光合波器
103を介して光伝送路81に逆方向に合流する。
Excitation light 8 incident on the first end of the optical transmission line 81
2 is the optical multiplexer 10 connected to the second end of the optical transmission line 81.
It is branched by the half mirror 101 via 3. The branched pump light is supplied to the external modulator 102 such as a Mach-Zehnder optical modulator.
Is subcarrier-modulated by, and the modulated light joins the optical transmission line 81 in the opposite direction via the optical multiplexer 103.

【0067】発振器104からの周波数νaのサブキャ
リアは、ミキサ105で情報信号により変調され、その
変調出力が外部変調器102に入力する。
The subcarrier having the frequency ν a from the oscillator 104 is modulated by the mixer 105 with the information signal, and the modulated output is input to the external modulator 102.

【0068】このときの変調された信号光のスペクトル
を図15に示す。丁度ブリルアン増幅帯域の中心と1次
の変調信号(図では低周波側の変調信号)の中心とが一
致し、その信号成分だけが誘導ブリルアン増幅される。
従って、この信号成分を光伝送路の他端で検波して情報
を検出可能である。
FIG. 15 shows the spectrum of the modulated signal light at this time. The center of the Brillouin amplification band and the center of the primary modulation signal (modulation signal on the low frequency side in the figure) coincide with each other, and only the signal component is subjected to induction Brillouin amplification.
Therefore, it is possible to detect information by detecting this signal component at the other end of the optical transmission line.

【0069】この例によると、信号光用の独立した光源
が不要であり、しかも、高精度の電気発振器を用いてサ
ブキャリア変調を行うことができるので、安定した誘導
ブリルアン増幅を実現することができる。
According to this example, an independent light source for signal light is unnecessary, and since subcarrier modulation can be performed using a high precision electric oscillator, stable stimulated Brillouin amplification can be realized. it can.

【0070】次に、図16により、光伝送路の破断点等
のフレネル反射点の探索方法を説明する。いま、周波数
がωPであり、パワーが誘導ブリルアン散乱のしきい値
よりも高い値の連続的な励起光と、(25)式の関係を満足
する周波数ωiのパルス光とをシングルモードファイバ
等からなる光伝送路111に入射する構成について考え
る。
Next, referring to FIG. 16, a method of searching for Fresnel reflection points such as break points of the optical transmission line will be described. Now, the frequency is ω P , the continuous pumping light whose power is higher than the threshold value of the stimulated Brillouin scattering, and the pulsed light of the frequency ω i that satisfies the relationship of Eq. Let us consider a configuration in which the light is incident on the optical transmission path 111 including

【0071】パルス光のパルス幅はT′である。入射点
を原点とし、進行方向にz座標をとり、破断点111A
の座標をLとする。パルス光は光伝送路内でレーリー散
乱され、そのうちの後方散乱成分は誘導ブリルアン増幅
されて入射点に戻ってくる。また、破断点においては、
フレネル反射が生じ、後方に散乱光が生じる。パルス光
の散乱成分は誘導ブリルアン増幅されて入射点に戻って
くる。
The pulse width of the pulsed light is T '. The incident point is the origin, the z coordinate is taken in the traveling direction, and the break point 111A
Let L be the coordinate of. The pulsed light is Rayleigh-scattered in the optical transmission path, and the backscattered component of the pulsed light is stimulated Brillouin amplified and returns to the incident point. At the break point,
Fresnel reflection occurs and scattered light is generated behind. The scattered component of the pulsed light is stimulated Brillouin amplified and returns to the incident point.

【0072】このときの、入射端で観測した全後方散乱
光のうちの周波数ωiの成分Piの時間変化は、パルス光
の入射時刻を零として図17に示すようになる。即ち、
iはレーリー散乱成分と誘導ブリルアン散乱成分とフ
レネル反射成分の合成となる。いま、フレネル反射成分
の観測時刻をパルス光入射後2tOとすると、破断点の
位置Lは、次式で与えられる。
The time change of the component P i of the frequency ω i of the total backscattered light observed at the incident end at this time is as shown in FIG. 17 when the incident time of the pulsed light is zero. That is,
P i is a combination of the Rayleigh scattering component, the stimulated Brillouin scattering component, and the Fresnel reflection component. Now, assuming that the observation time of the Fresnel reflection component is 2t O after the incidence of the pulsed light, the position L of the break point is given by the following equation.

【0073】 L=(c/n)tO …(26) また、この観測における分解能ΔLは次式で与えられ
る。
L = (c / n) t O (26) The resolution ΔL in this observation is given by the following equation.

【0074】 ΔL=(c/n)T′ …(27) 一般に、レーリー散乱光及びフレネル反射光はともに微
弱なものであり、光伝送路における損失により観測可能
な距離が制限されるものであるが、上述した方法による
と、誘導ブリルアン増幅の大きな利得を用いて遠方の破
断点の位置を高精度に観測することができるようにな
る。
ΔL = (c / n) T ′ (27) In general, both Rayleigh scattered light and Fresnel reflected light are weak, and the observable distance is limited by the loss in the optical transmission line. However, according to the method described above, the position of the distant break point can be observed with high accuracy by using the large gain of the stimulated Brillouin amplification.

【0075】次に、本発明の光信号生成装置を適用した
光伝送システムについて説明する。図18に示すよう
に、送信局121と受信局122の間で、光増幅器12
3を備えた光中継器124を用いて光伝送を行う場合、
一般に、光中継器124は送信局121及び受信局12
2から遠隔地にあるから、光増幅器123についての監
視情報を送信局121又は受信局122においてモニタ
する必要がある場合が生じる。この監視機能は、システ
ム全体を安定に機能させる意味からも、また、何らかの
故障が発生した場合にその故障箇所を迅速に検出する意
味からも非常に重要である。
Next, an optical transmission system to which the optical signal generator of the present invention is applied will be described. As shown in FIG. 18, the optical amplifier 12 is provided between the transmitting station 121 and the receiving station 122.
When optical transmission is performed using the optical repeater 124 including
Generally, the optical repeater 124 includes a transmitting station 121 and a receiving station 12.
Since it is located at a remote place from 2, the monitoring information about the optical amplifier 123 may need to be monitored at the transmitting station 121 or the receiving station 122. This monitoring function is very important from the standpoint of allowing the entire system to function stably, and from the viewpoint of quickly detecting the failure location when some failure occurs.

【0076】モニタする内容としては、光増幅器の動作
条件、温度等が考えられるが、こうした情報はさほど大
容量ではなく、精々数十ビット程度である。従来、この
ような監視情報を伝送する手段としては、伝送信号に微
小な変調度でサブキャリア振幅変調をかけ、これを光増
幅中継した後、フィルタ検波するというような方法が用
いられている。しかしながら、この方法では、主信号の
感度低下を防止するために原理的に監視信号の変調度を
大きくすることができず、従って、光増幅器が発生する
自然放出光雑音の影響により、中継可能な光増幅器の段
数に制限が生じる。そこで、監視信号の伝送に本発明の
光信号生成装置を用いることとする。
As the contents to be monitored, the operating conditions, temperature, etc. of the optical amplifier may be considered, but such information is not so large in capacity and is at most several tens of bits. Conventionally, as a means for transmitting such monitoring information, a method has been used in which subcarrier amplitude modulation is applied to a transmission signal with a minute modulation degree, this is optically amplified and relayed, and then filter detection is performed. However, in this method, the degree of modulation of the supervisory signal cannot be increased in principle in order to prevent the sensitivity of the main signal from decreasing, and therefore, the relay can be performed due to the effect of the spontaneous emission optical noise generated by the optical amplifier. The number of optical amplifier stages is limited. Therefore, the optical signal generation device of the present invention is used to transmit the supervisory signal.

【0077】図19は図4及び図5により説明した装置
の原理を適用した光伝送システムのブロック図である。
伝送損失Γの光ファイバ132に送信局131からパワ
ーP Oの信号光(第1の励起光)を入力し、伝送により
減衰した信号光を利得Gの光増幅器133により増幅補
償し、残りの光ファイバ132を介して受信局135に
伝送するものである。このとき、光増幅器133の出力
パワーをP1とすると、次式が成立する。
FIG. 19 shows the device described with reference to FIGS. 4 and 5.
It is a block diagram of an optical transmission system to which the principle of is applied.
From the transmitting station 131 to the optical fiber 132 with the transmission loss Γ,
-P OSignal light (first pump light) is input and transmitted
The attenuated signal light is amplified and complemented by the optical amplifier 133 with a gain G.
To the receiving station 135 via the remaining optical fiber 132.
It is to be transmitted. At this time, the output of the optical amplifier 133
Power P1Then, the following equation holds.

【0078】 P1=POΓG …(28) 光増幅器133の出力パワーP1を光ファイバ134の
誘導ブリルアン散乱のしきい値PP cr或いはこのしきい
値よりも少し低い値P1Oに設定しておき、このP1
監視情報(デジタル信号)によりPP crの上下で振幅変
調する。変調パルス幅Tはフォノンの減衰定数よりも十
分に大きく設定される。
P 1 = P O ΓG (28) The output power P 1 of the optical amplifier 133 is the threshold value P P cr of the stimulated Brillouin scattering of the optical fiber 134 or a value P 1 , O slightly lower than this threshold value. , And the amplitude of P 1 is modulated above and below P P cr by monitoring information (digital signal). The modulation pulse width T is set sufficiently larger than the phonon attenuation constant.

【0079】こうすると、図5の動作原理に従って、P
1>PP crのときにだけ誘導ブリルアン散乱光が発生す
る。この散乱光は、ビームスプリッタ136で主光伝送
路から分岐され、迂回光路137を通ってもう1つのビ
ームスプリッタ138で主光伝送路に結合される。
Then, in accordance with the operation principle of FIG. 5, P
Stimulated Brillouin scattered light is generated only when 1 > P P cr . This scattered light is branched from the main optical transmission line by the beam splitter 136, and is combined with the main optical transmission line by one beam splitter 138 that passes through the detour optical path 137.

【0080】これにより、監視情報により振幅変調され
た誘導ブリルアン散乱光を送信局131に伝送すること
ができる。
As a result, the stimulated Brillouin scattered light amplitude-modulated by the monitoring information can be transmitted to the transmitting station 131.

【0081】図19のシステムにおいて、PO>PP cr
設定する場合を考える。この場合、送信局131と光増
幅器133の間の光ファイバ132は、誘導ブリルアン
散乱光と同一波長の光に対して誘導ブリルアン増幅を呈
する。従って、上述のようにして得られた、監視信号に
より変調された強度PBの誘導ブリルアン散乱光をさら
に増幅して送信局131に伝送することができる。尚、
この場合におけるファイバ長をLOとしたときのPBのレ
ベルダイヤグラムは、光ファイバ132の送信局131
側の端部を距離の原点にとった場合、図11と同様にな
る。
Consider the case where P O > P P cr is set in the system of FIG. In this case, the optical fiber 132 between the transmitting station 131 and the optical amplifier 133 exhibits stimulated Brillouin amplification for the light having the same wavelength as the stimulated Brillouin scattered light. Therefore, it is possible to further amplify the stimulated Brillouin scattered light having the intensity P B and modulated by the supervisory signal, which is obtained as described above, and transmit it to the transmitting station 131. still,
The level diagram of P B when the fiber length in this case is L O is the transmitting station 131 of the optical fiber 132.
When the end on the side is taken as the origin of the distance, it becomes the same as in FIG.

【0082】誘導ブリルアン増幅の原理を適用した図1
9のシステムにおいて、光中継器を複数縦列に備えた多
段中継システムの第1実施例を図20に示す。この例で
は、送信局131と受信局135の間に、図19に準じ
て構成される光中継器が符号141(#1〜#N)で示
すようにN個縦列に接続されている。
FIG. 1 applying the principle of stimulated Brillouin amplification
FIG. 20 shows a first embodiment of a multi-stage repeater system in which optical repeaters are provided in a plurality of columns in the ninth system. In this example, N optical repeaters configured according to FIG. 19 are connected in series between the transmitting station 131 and the receiving station 135 as indicated by reference numeral 141 (# 1 to #N).

【0083】この場合、各光ファイバへの入力光パワー
i(i=0,1,2,…,N)の初期値又は定常値P
iO(i=0,1,2,…,N)は、PP crよりも大きい
値に設定しておき、常に誘導ブリルアン散乱が生じる状
態にしておく。そして、光増幅器141(#i;iは任
意)の監視情報によりその光増幅器の出力光に振幅変調
をかけ、図21に示すように、出力振幅の最小点がPP
crよりも小さくなるようにする。
In this case, the initial value or the steady value P of the input light power P i (i = 0, 1, 2, ..., N) to each optical fiber is set.
iO (i = 0, 1, 2, ..., N) is set to a value larger than P P cr so that stimulated Brillouin scattering always occurs. Then, the output light of the optical amplifier is amplitude-modulated by the monitoring information of the optical amplifier 141 (#i; i is arbitrary), and the minimum point of the output amplitude is P P as shown in FIG.
Make it smaller than cr .

【0084】これにより、Pi<PP crのときには誘導ブ
リルアン散乱が生じない状況を作れるから、これにより
誘導ブリルアン散乱光のオン・オフを行い、この振幅変
調された誘導ブリルアン散乱光を順次前段に伝送するこ
とにより、任意の光中継器の監視情報を送信局131に
伝送する。この実施例においては、各光ファイバはブリ
ルアン増幅器となっているので、その利得により伝送損
失やビームスプリッタによる分岐損等を補償することが
できる。
As a result, when P i <P P cr, a situation in which stimulated Brillouin scattering does not occur can be created. Therefore, the stimulated Brillouin scattered light is turned on / off, and the amplitude-modulated stimulated Brillouin scattered light is sequentially output to the preceding stage. To the transmitting station 131, the monitoring information of an arbitrary optical repeater is transmitted to the transmitting station 131. In this embodiment, since each optical fiber is a Brillouin amplifier, it is possible to compensate the transmission loss, the branching loss due to the beam splitter, etc. by the gain.

【0085】尚、この実施例では、光中継器141(#
1)から送信局131に伝送される監視信号を誘導ブリ
ルアン増幅するために、光中継器141(#1)と送信
局131を接続する光伝送路142についても、他の光
伝送路と同じように2次の非線形効果を有する光学媒質
から形成しておく。
In this embodiment, the optical repeater 141 (#
The optical transmission line 142 that connects the optical repeater 141 (# 1) and the transmission station 131 in order to perform stimulated Brillouin amplification on the supervisory signal transmitted from 1) to the transmission station 131 is also the same as other optical transmission lines. First, an optical medium having a second-order nonlinear effect is formed.

【0086】ところで、(23)式に示したように、変調パ
ルス幅Tはフォノンの減衰定数よりも十分に大きいこと
が望ましいが、Tが大きければ大きい程情報信号の帯域
は狭くなり、伝送可能な情報量が少なくなる。本実施例
における伝送速度の限界も明らかに励起光の有効到達距
離Leffに依存し、その限界は前述したように約1kb
/sとなる。
By the way, as shown in the equation (23), it is desirable that the modulation pulse width T is sufficiently larger than the attenuation constant of the phonon. However, the larger T is, the narrower the band of the information signal becomes and the transmission becomes possible. The amount of useful information is reduced. The limit of the transmission rate in this embodiment obviously depends on the effective reachable distance L eff of the pumping light, and the limit is about 1 kb as described above.
/ S.

【0087】図22は、多段中継システムの第2実施例
を示す図である。
FIG. 22 is a diagram showing a second embodiment of the multistage relay system.

【0088】送信局131と受信局135の間には複数
の光中継器151(#1〜#N)が縦列に配置されてお
り、各中継器の光出力はブリルアン散乱のしきい値より
も高い値に設定されている。それぞれの光中継器におい
ては、迂回光路を通る誘導ブリルアン散乱光がそれぞれ
変調器152(#1〜#N)により外部変調される。こ
こで、各変調は、ブリルアン周波数νaの発振周波数の
光源の直接変調或いはその出力光の外部変調でもよい。
A plurality of optical repeaters 151 (# 1 to #N) are arranged in tandem between the transmitting station 131 and the receiving station 135, and the optical output of each repeater is higher than the Brillouin scattering threshold. It is set to a high value. In each optical repeater, the stimulated Brillouin scattered light passing through the bypass optical path is externally modulated by the modulator 152 (# 1 to #N). Here, each modulation may be direct modulation of a light source having an oscillation frequency of Brillouin frequency ν a or external modulation of its output light.

【0089】図23は多段中継システムの第3実施例を
示す図である。この例では、図14及び図15における
原理に基づき動作する光中継器153(#1〜#N)が
用いられている。ここでは、各光増幅器の出力の一部が
分岐され、それぞれ周波数νa のサブキャリアを用い
てサブキャリア変調される。
FIG. 23 is a diagram showing a third embodiment of the multistage relay system. In this example, the optical repeaters 153 (# 1 to #N) that operate based on the principles of FIGS. 14 and 15 are used. Here, a part of the output of each optical amplifier is branched and subcarrier-modulated by using the subcarrier of the frequency νa.

【0090】図22,23の実施例の特徴は、図20の
システムに比べて伝送可能な速度の限界が大きいことで
ある。即ち、この実施例における伝送速度の制限要因は
誘導ブリルアン散乱の緩和時間そのもの、即ち誘導ブリ
ルアン散乱の帯域であるから、10〜100Mb/s程
度の情報信号の伝送が可能である。
The feature of the embodiments of FIGS. 22 and 23 is that the limit of transmission speed is larger than that of the system of FIG. That is, since the limiting factor of the transmission rate in this embodiment is the relaxation time of stimulated Brillouin scattering itself, that is, the band of stimulated Brillouin scattering, it is possible to transmit an information signal of about 10 to 100 Mb / s.

【0091】図19における光中継器を複数リング状に
配置することによって、双方向伝送が可能になることが
明らかである。図24は双方向伝送システムの第1実施
例を示す図である。このシステムは、図19における光
中継器161を複数(#1〜#N)用い、これらをリン
グ状に接続して構成される。各光中継器における光増幅
器の順方向は図において時計回りを向くように揃えてあ
る。
It is apparent that bidirectional transmission becomes possible by arranging the optical repeaters in FIG. 19 in a ring shape. FIG. 24 is a diagram showing a first embodiment of a bidirectional transmission system. This system is configured by using a plurality (# 1 to #N) of optical repeaters 161 in FIG. 19 and connecting them in a ring shape. The forward direction of the optical amplifiers in each optical repeater is aligned so as to be clockwise in the figure.

【0092】ここでは、光中継器における光増幅器の各
々から振幅変調光を誘導ブリルアン散乱によって生成す
るとともに、これにより生成された光信号を誘導ブリル
アン増幅により主信号と反対方向に伝送する。例えば、
各光増幅器をターミナル内に設置し、そこから信号を加
入者に分配するようなシステムを想定すると、この実施
例は各加入者からのリクエスト信号等の伝送に使えるこ
とがわかる。
Here, amplitude-modulated light is generated from each of the optical amplifiers in the optical repeater by stimulated Brillouin scattering, and the optical signal generated by this is transmitted in the opposite direction to the main signal by stimulated Brillouin amplification. For example,
Assuming a system in which each optical amplifier is installed in a terminal and a signal is distributed from the optical amplifier to subscribers, it can be understood that this embodiment can be used for transmitting a request signal or the like from each subscriber.

【0093】図25は線形光増幅器を用いた光伝送シス
テムを示す図である。図19に示した光伝送システムに
おいては、監視情報をのせた誘導ブリルアン散乱光を主
光伝送路から迂回して送信局に向けて伝送するようにし
ていたが、この実施例では、光増幅器の双方向性を用い
て、監視情報をのせた誘導ブリルアン散乱光を主光伝送
路から迂回させずに送信局に伝送するようにしている。
FIG. 25 is a diagram showing an optical transmission system using a linear optical amplifier. In the optical transmission system shown in FIG. 19, the stimulated Brillouin scattered light carrying the monitoring information is detoured from the main optical transmission line to be transmitted toward the transmitting station. However, in this embodiment, the optical amplifier By using the bidirectionality, the stimulated Brillouin scattered light carrying the monitoring information is transmitted to the transmitting station without being diverted from the main optical transmission line.

【0094】図25において、送信局131から送出さ
れた励起光は、光ファイバ132を介して光増幅器17
1に順方向で入力する。光増幅器171は、図4及び図
5における原理と同様の動作原理によって、入力した励
起光を振幅変調して光ファイバ134に送出する。送出
された励起光の主信号成分は受信局135に伝送され
る。
In FIG. 25, the pumping light sent from the transmitting station 131 is sent to the optical amplifier 17 via the optical fiber 132.
Enter 1 in the forward direction. The optical amplifier 171 amplitude-modulates the input pumping light and sends it to the optical fiber 134 according to the same operation principle as that in FIGS. 4 and 5. The main signal component of the emitted pumping light is transmitted to the receiving station 135.

【0095】一方、光増幅器171と受信局135の間
の光ファイバ134内で生じた誘導ブリルアン散乱光
は、前述の監視信号によって振幅変調されている。この
光は、光増幅器171を逆方向に通過することによって
この光増幅器171により増幅され、増幅された光は、
光ファイバ132を介して送信局131に伝送される。
On the other hand, the stimulated Brillouin scattered light generated in the optical fiber 134 between the optical amplifier 171 and the receiving station 135 is amplitude-modulated by the above-mentioned monitor signal. This light is amplified by this optical amplifier 171 by passing through the optical amplifier 171 in the reverse direction, and the amplified light is
It is transmitted to the transmitting station 131 via the optical fiber 132.

【0096】このような線形増幅動作をする光増幅器と
しては、ドープファイバを備えたファイバ型光増幅器や
半導体光増幅器等がある。
As the optical amplifier which performs such a linear amplification operation, there are a fiber type optical amplifier having a doped fiber, a semiconductor optical amplifier, and the like.

【0097】図26は多段中継システムの第4実施例を
示す図である。この例では、図25に示した線形的に動
作する光増幅器171(#1〜#N)を複数従属に接続
し、多段中継システムを構成している。各光増幅器の動
作については図25のシステムに準じ、全体の動作につ
いては図20のシステムに準じる。
FIG. 26 is a diagram showing a fourth embodiment of the multistage relay system. In this example, a plurality of linearly operating optical amplifiers 171 (# 1 to #N) shown in FIG. 25 are connected in a dependent manner to form a multi-stage relay system. The operation of each optical amplifier conforms to the system of FIG. 25, and the overall operation conforms to the system of FIG.

【0098】図27は双方向伝送システムの第2実施例
を示す図である。この例では、図25の線形的に動作す
る光増幅器171(#1〜#N)を複数リング状に接続
し、各光増幅器の順方向が同一の方向を向くようにして
いる。この構成によっても、図25のシステム及び図2
4のシステムの動作原理に準じて双方向伝送が可能にな
る。
FIG. 27 is a diagram showing a second embodiment of the bidirectional transmission system. In this example, a plurality of linearly operating optical amplifiers 171 (# 1 to #N) shown in FIG. 25 are connected in a ring shape so that the forward directions of the optical amplifiers face the same direction. Even with this configuration, the system of FIG. 25 and the system of FIG.
Bidirectional transmission is possible according to the operation principle of the system of No. 4.

【0099】図28は本発明を上り・下り回線に適用し
た実施例を示す図である。符号181は主信号光が図中
の左から右方向に伝搬する上り回線の光伝送路、符号1
82は主信号光が図中の右から左方向に伝搬する下り回
線の光伝送路である。上り回線及び下り回線の光伝送路
181,182にはそれぞれ光中継器としての光増幅器
183,184が設けられている。
FIG. 28 is a diagram showing an embodiment in which the present invention is applied to an up / down line. Reference numeral 181 is an upstream optical transmission line through which the main signal light propagates from the left to the right in the figure, reference numeral 1
Reference numeral 82 denotes a downlink optical transmission path through which the main signal light propagates from right to left in the figure. Optical amplifiers 183 and 184 as optical repeaters are provided on the upstream and downstream optical transmission lines 181 and 182, respectively.

【0100】光増幅器183では、この光増幅器183
の監視情報によって上り回線の主信号光(第1の励起
光)が振幅変調される。また、光増幅器184では、こ
の光増幅器184の監視情報によって下り回線の主信号
光が振幅変調される。
In the optical amplifier 183, the optical amplifier 183
The upstream main signal light (first pump light) is amplitude-modulated by the monitoring information of 1. Further, in the optical amplifier 184, the downlink main signal light is amplitude-modulated by the monitoring information of the optical amplifier 184.

【0101】上り回線の光伝送路181の光増幅器18
3の下流側で生じた誘導ブリルアン散乱光は、図中の右
から左方向に伝搬して、光分岐回路185で分岐され、
この分岐された光は、光合波器186を介して下り回線
の光伝送路182に結合される。そして、この光増幅器
183についての監視情報を含む光は、光増幅器184
で線形増幅されて光伝送路182に送出される。
Optical amplifier 18 of upstream optical transmission line 181
The stimulated Brillouin scattered light generated on the downstream side of 3 propagates from the right to the left in the figure and is branched by the optical branching circuit 185.
The branched light is coupled to the downstream optical transmission line 182 via the optical multiplexer 186. Then, the light including the monitoring information about the optical amplifier 183 is converted into the optical amplifier 184.
Is linearly amplified by the optical transmission line 182 and is then sent to the optical transmission line 182.

【0102】一方、下り回線の光伝送路182の光増幅
器184の下流側で生じた誘導ブリルアン散乱光は、光
分岐回路187で分岐され、この分岐された光は、光合
波器188を介して上り回線の光伝送路181に結合さ
れる。上り回線の光伝送路181に結合した、光増幅器
184についての監視情報を含む光は、上り回線の光増
幅器183で増幅されて、上り回線の光伝送路181に
送出される。
On the other hand, the stimulated Brillouin scattered light generated on the downstream side of the optical amplifier 184 in the downstream optical transmission line 182 is branched by the optical branching circuit 187, and this branched light is passed through the optical multiplexer 188. It is coupled to the upstream optical transmission line 181. The light coupled to the upstream optical transmission line 181 and containing the monitoring information about the optical amplifier 184 is amplified by the upstream optical amplifier 183 and sent to the upstream optical transmission line 181.

【0103】この実施例では、監視情報を含む光を、そ
の光が伝搬する光伝送路における主信号光の伝搬方向と
同一の方向に伝搬させるようにしているが、逆方向に伝
搬するように光学的に構成してもよい。
In this embodiment, the light containing the monitoring information is propagated in the same direction as the propagation direction of the main signal light in the optical transmission line through which the light propagates. However, it may be propagated in the opposite direction. It may be configured optically.

【0104】この実施例では、振幅変調手段として光増
幅器を用いているが、それ以外にも光信号生成装置の具
体例で説明した様々な手段を採用することができる。
In this embodiment, an optical amplifier is used as the amplitude modulating means, but various means described in the concrete example of the optical signal generating device can be adopted in addition to this.

【0105】図29は図28の光中継器を多段に設けた
実施例を示す図である。この実施例では、図27の上り
回線用の光増幅器183及び下り回線用の光増幅器18
4をそれぞれ備えた光中継器191(#1〜#N)を複
数従属に接続している。
FIG. 29 is a diagram showing an embodiment in which the optical repeaters of FIG. 28 are provided in multiple stages. In this embodiment, the upstream optical amplifier 183 and the downstream optical amplifier 18 shown in FIG.
A plurality of optical repeaters 191 (# 1 to #N) each including 4 are connected in a subordinate manner.

【0106】このように複数の光中継器を用いて上り回
線及び下り回線の監視を行う場合には、いずれの光中継
器からの監視信号かを容易に判別するために、各光中継
器の固有番号をコード化しておき、復調時にどの光中継
器からの信号かを区別できるようにしておくとよい。
In this way, when the up-link and down-link are monitored using a plurality of optical repeaters, in order to easily discriminate which optical repeater is the monitoring signal, It is preferable to code the unique number so that it can be distinguished from which optical repeater the signal is when demodulating.

【0107】図30は、光中継器の監視情報を含む誘導
ブリルアン散乱光を光送信局で受けるための光受信機の
構成の一例を示すブロック図である。図示しない光送信
機からの主信号光は、ビームスプリッタ202を介して
光伝送路201に送出される。光伝送路201を図中の
右から左方向に伝搬してきた監視情報を含む誘導ブリル
アン散乱光は、ビームスプリッタ202で分岐されて光
バンドパスフィルタ203に入力する。
FIG. 30 is a block diagram showing an example of the configuration of an optical receiver for receiving the stimulated Brillouin scattered light including the monitoring information of the optical repeater at the optical transmitting station. Main signal light from an optical transmitter (not shown) is transmitted to the optical transmission line 201 via the beam splitter 202. The stimulated Brillouin scattered light including the monitoring information propagating from the right to the left in the figure through the optical transmission path 201 is branched by the beam splitter 202 and input to the optical bandpass filter 203.

【0108】光バンドパスフィルタ203はその誘導ブ
リルアン散乱光の周波数ωiに一致する周波数の光は透
過させそれ以外の光は反射させる。光バンドパスフィル
タ203を透過した誘導ブリルアン散乱光は、フォトダ
イオード204で直接検波され、これにより光中継器の
監視情報が再生される。
The optical bandpass filter 203 transmits light having a frequency matching the frequency ωi of the stimulated Brillouin scattered light and reflects other light. The stimulated Brillouin scattered light that has passed through the optical bandpass filter 203 is directly detected by the photodiode 204, whereby the monitoring information of the optical repeater is reproduced.

【0109】図31は、光中継器の監視情報を含む誘導
ブリルアン散乱光を光送信局で受けるための光受信機の
他の構成例を示す図である。この例では、光伝送路20
1の送信局側に設けられたビームスプリッタ202で分
岐された誘導ブリルアン散乱光は、ヘテロダイン検波さ
れて光中継器の監視情報が再生される。具体的には次の
通りである。
FIG. 31 is a diagram showing another configuration example of the optical receiver for receiving the stimulated Brillouin scattered light including the monitoring information of the optical repeater at the optical transmitting station. In this example, the optical transmission line 20
The stimulated Brillouin scattered light branched by the beam splitter 202 provided on the transmission station side of No. 1 is heterodyne-detected and the monitoring information of the optical repeater is reproduced. Specifically, it is as follows.

【0110】分岐された誘導ブリルアン散乱光は、光カ
プラ211でローカルレーザダイオード212からのロ
ーカル光と合波され、この合波された光はフォトダイオ
ード213に入力する。フォトダイオード213で光電
変換がなされると、誘導ブリルアン散乱光の周波数とロ
ーカル光の周波数の差に相当する周波数のヘテロダイン
検波信号(中間周波信号)が得られ、この信号は増幅器
214で増幅されてバンドパスフィルタ215に入力す
る。このバンドパスフィルタ215は中間周波信号の周
波数に相当する周波数成分を通過させる。
The branched stimulated Brillouin scattered light is combined with the local light from the local laser diode 212 by the optical coupler 211, and this combined light is input to the photodiode 213. When photoelectric conversion is performed by the photodiode 213, a heterodyne detection signal (intermediate frequency signal) having a frequency corresponding to the difference between the frequency of the stimulated Brillouin scattered light and the frequency of the local light is obtained, and this signal is amplified by the amplifier 214. It is input to the bandpass filter 215. The bandpass filter 215 passes a frequency component corresponding to the frequency of the intermediate frequency signal.

【0111】この構成によっても、光増幅器の監視情報
を再生することができる。この場合、ローカル光の周波
数を調整することによって、所要の周波数の誘導ブリル
アン散乱光を選択的に同調させることができるので、こ
の実施例は、主信号光が光伝送路201を双方向に伝搬
するり双方向伝送方式に適している。
Also with this configuration, the monitoring information of the optical amplifier can be reproduced. In this case, since the stimulated Brillouin scattered light having a required frequency can be selectively tuned by adjusting the frequency of the local light, in this embodiment, the main signal light propagates bidirectionally through the optical transmission line 201. Suitable for two-way transmission system.

【0112】また、ローカルレーザダイオード212の
出力を増大させることにより、高感度な受信が可能にな
る。
Further, by increasing the output of the local laser diode 212, highly sensitive reception becomes possible.

【0113】図32は、光中継器の監視情報を含む誘導
ブリルアン散乱光を光受信局で受けるための光受信機の
構成例を示す図である。この光受信機は、例えば、図2
8又は図29のシステムのように監視情報を含む光が主
信号光の伝搬方向と同一の方向に伝搬する場合に適用さ
れる。
FIG. 32 is a diagram showing an example of the configuration of an optical receiver for receiving the stimulated Brillouin scattered light containing the monitoring information of the optical repeater at the optical receiving station. This optical receiver is shown in FIG.
This is applied when the light including the monitoring information propagates in the same direction as the propagation direction of the main signal light as in the system of FIG.

【0114】光伝送路221を図中の左から右方向に伝
搬してきた、主信号光及び監視情報を含む誘導ブリルア
ン散乱光は、ビームスプリッタ222で分岐される。分
岐された一方の光は主光受信機223に入力し、ここで
主信号光に基づく情報伝送が再生される。
The stimulated Brillouin scattered light including the main signal light and the monitoring information, which propagates from the left to the right in the figure through the optical transmission line 221, is split by the beam splitter 222. One of the branched lights is input to the main optical receiver 223, where information transmission based on the main signal light is reproduced.

【0115】ビームスプリッタ222で分岐された他方
の光は、光バンドパスフィルタ224に入力する。光バ
ンドパスフィルタ224は誘導ブリルアン散乱光の周波
数ω iに一致する周波数の光は透過させそれ以外の光は
反射させる。光バンドパスフィルタ224を透過した誘
導ブリルアン散乱光は、フォトダイオード225で直接
検波され、これにより光中継器からの監視情報が再生さ
れる。
The other split by the beam splitter 222
Light is input to the optical bandpass filter 224. Light
And the pass-pass filter 224 controls the frequency of the stimulated Brillouin scattered light.
Number ω iThe light of the frequency that matches is transmitted, and the other light is transmitted.
To reflect. Induction transmitted through the optical bandpass filter 224
The Brillouin scattered light is directly reflected by the photodiode 225.
Detected, which regenerates the monitoring information from the optical repeater.
Be done.

【0116】図33は、光中継器の監視情報を含む誘導
ブリルアン散乱光を光受信局で受けるための光受信機の
他の構成例を示す図である。図32の実施例と異なる点
は、ハーフミラー222で分岐された光に基づく監視情
報の再生をヘテロダイン検波により行っている点であ
る。
FIG. 33 is a diagram showing another configuration example of the optical receiver for receiving the stimulated Brillouin scattered light including the monitoring information of the optical repeater at the optical receiving station. The difference from the embodiment of FIG. 32 is that the reproduction of the monitoring information based on the light branched by the half mirror 222 is performed by the heterodyne detection.

【0117】ハーフミラー222で分岐された光は、光
カプラ226でローカルレーザダイオード227からの
ローカル光と合波され、この合波された光は、フォトダ
イオード228に入力する。フォトダイオード228の
自乗検波特性によって得られたヘテロダイン検波信号
(中間周波信号)は、増幅器229で増幅されてバンド
パスフィルタ230に入力する。バンドパスフィルタ2
30は、誘導ブリルアン散乱光の周波数とローカル光の
周波数の差に相当する周波数成分のみを通過させ、これ
により光増幅器からの監視情報が再生される。
The light split by the half mirror 222 is combined with the local light from the local laser diode 227 by the optical coupler 226, and the combined light is input to the photodiode 228. The heterodyne detection signal (intermediate frequency signal) obtained by the square-law detection characteristic of the photodiode 228 is amplified by the amplifier 229 and input to the bandpass filter 230. Bandpass filter 2
The 30 passes only the frequency component corresponding to the difference between the frequency of the stimulated Brillouin scattered light and the frequency of the local light, whereby the monitoring information from the optical amplifier is reproduced.

【0118】この実施例によると、ローカルレーザダイ
オード227の出力を増大させることにより、監視情報
についての高感度な受信が可能になる。また、ローカル
光の周波数を調整することによって、所要の周波数の誘
導ブリルアン散乱光を選択的に同調させることができる
ので、主信号と監視情報の分離が容易である。
According to this embodiment, by increasing the output of the local laser diode 227, it becomes possible to receive the monitoring information with high sensitivity. Further, by adjusting the frequency of the local light, the stimulated Brillouin scattered light of a desired frequency can be selectively tuned, so that the main signal and the monitoring information can be easily separated.

【0119】図16及び図17により説明した光伝送路
における破断点等のフレネル反射点の探索方法は、以上
説明したいずれの実施例のシステムにも適用可能であ
る。
The method for searching the Fresnel reflection point such as the break point in the optical transmission line described with reference to FIGS. 16 and 17 can be applied to the system of any of the embodiments described above.

【0120】本発明は以下の付記を含むものである。The present invention includes the following supplementary notes.

【0121】(付記1) 第1の励起光を第1の情報信
号により振幅変調する光変調手段(21)と、該光変調手段
から出力した振幅変調光が伝搬する2次の非線形効果を
有する光学媒質からなる光伝送路(22)と、上記振幅変調
光の上記第1の情報信号による変調波形の高レベルと低
レベルの間に上記光学媒質の誘導ブリルアン散乱のしき
い値が位置するように上記光変調手段を制御する制御手
段(23)とを備え、上記光伝送路(22)内で上記振幅変調光
の伝搬方向と逆の方向に誘導ブリルアン散乱光が生じる
ようにしたことを特徴とする光信号生成装置。
(Supplementary Note 1) An optical modulation means (21) for amplitude-modulating the first pumping light by the first information signal, and a second-order nonlinear effect in which the amplitude-modulated light output from the optical modulation means propagates The threshold value of the stimulated Brillouin scattering of the optical medium is located between the optical transmission line (22) made of an optical medium and the high level and the low level of the modulation waveform of the amplitude modulated light by the first information signal. And a control means (23) for controlling the optical modulation means, characterized in that the stimulated Brillouin scattered light is generated in the optical transmission line (22) in a direction opposite to the propagation direction of the amplitude modulated light. Optical signal generation device.

【0122】(付記2) 上記第1の励起光は上記第1
の情報信号よりも高周波数又は高ビットレートの第2の
情報信号により変調されていることを特徴とする付記1
に記載の光信号生成装置。
(Supplementary Note 2) The first excitation light is the first excitation light.
Note 1 characterized in that it is modulated by a second information signal having a higher frequency or a higher bit rate than the second information signal.
The optical signal generation device according to.

【0123】(付記3) 上記光伝送路(22)は石英系の
シングルモードファイバであることを特徴とする付記2
に記載の光信号生成装置。
(Supplementary Note 3) Supplementary Note 2 characterized in that the optical transmission line (22) is a silica-based single mode fiber.
The optical signal generation device according to.

【0124】(付記4) 上記光変調手段(21)は、上記
第1の励起光を出力する光源(31)と、該第1の励起光を
振幅変調する光変調器(32)とを含み、上記第1の情報信
号は上記光変調器(32)に入力することを特徴とする付記
3に記載の光信号生成装置。
(Supplementary Note 4) The light modulating means (21) includes a light source (31) for outputting the first excitation light and an optical modulator (32) for amplitude-modulating the first excitation light. The optical signal generation device according to appendix 3, wherein the first information signal is input to the optical modulator (32).

【0125】(付記5) 上記光変調手段(21)は、上記
第1の励起光を出力するレーザダイオード(41)を含み、
該レーザダイオードのバイアス電流が上記第1の情報信
号により変調されることを特徴とする付記3に記載の光
信号生成装置。
(Supplementary Note 5) The light modulating means (21) includes a laser diode (41) for outputting the first excitation light,
4. The optical signal generator according to appendix 3, wherein the bias current of the laser diode is modulated by the first information signal.

【0126】(付記6) 上記光変調手段(21)は、上記
第1の励起光を増幅する光増幅器(51)を含み、該光増幅
器の利得が上記第1の情報信号により変調されることを
特徴とする付記3に記載の光信号生成装置。
(Supplementary Note 6) The optical modulation means (21) includes an optical amplifier (51) for amplifying the first pumping light, and the gain of the optical amplifier is modulated by the first information signal. 5. The optical signal generation device according to appendix 3.

【0127】(付記7) 上記光増幅器(51)は半導体の
利得媒質を有し、該利得媒質への注入電流が上記第1の
情報信号により変調されることを特徴とする付記6に記
載の光信号生成装置。
(Supplementary Note 7) The supplementary note 6 is characterized in that the optical amplifier (51) has a semiconductor gain medium, and an injection current into the gain medium is modulated by the first information signal. Optical signal generator.

【0128】(付記8) 上記光増幅器(51)は、第2の
励起光を出力する励起レーザダイオード(61)と、該第2
の励起光を上記第1の励起光と合波する合波器(62)と、
該合波器からの上記第1及び第2の励起光が入力する、
主としてコアに希土類元素がドープされたドープファイ
バ(63)とを含み、上記励起レーザダイオード(61)のバイ
アス電流が上記第1の情報信号により変調されることを
特徴とする付記6に記載の光信号生成装置。
(Supplementary Note 8) The optical amplifier (51) includes a pumping laser diode (61) for outputting a second pumping light, and a second pumping laser diode (61).
A multiplexer (62) for multiplexing the pumping light of (1) with the first pumping light,
The first and second excitation lights from the multiplexer are input,
The optical fiber according to appendix 6, characterized in that the core mainly includes a doped fiber (63) doped with a rare earth element, and the bias current of the pump laser diode (61) is modulated by the first information signal. Signal generator.

【0129】(付記9) 上記光増幅器(51)は、第2の
励起光を出力する第1の励起レーザダイオード(71)と、
該第2の励起光を上記第1の励起光と合波する第1の合
波器(72)と、該第1の合波器からの上記第1及び第2の
励起光がその第1端に入力する、主としてコアに希土類
元素がドープされたドープファイバ(73)と、第3の励起
光を出力する第2の励起レーザダイオード(74)と、該第
3の励起光を上記ドープファイバ(73)の第2端から入射
させる第2の合波器(75)とを含み、上記第1又は第2の
励起レーザダイオードのバイアス電流が上記第1の情報
信号により変調されることを特徴とする付記6に記載の
光信号生成装置。
(Supplementary Note 9) The optical amplifier (51) includes a first pump laser diode (71) for outputting a second pump light,
A first multiplexer (72) for multiplexing the second pumping light with the first pumping light, and the first and second pumping lights from the first multiplexer are the first A doped fiber (73) which is input to the end and whose core is mainly doped with a rare earth element, a second pumping laser diode (74) which outputs a third pumping light, and the third pumping light for the third pumping light A second multiplexer (75) incident from the second end of (73), wherein the bias current of the first or second pump laser diode is modulated by the first information signal. The optical signal generation device according to appendix 6.

【0130】(付記10) 光中継器として機能する付
記1に記載の光信号生成装置と、上記第1の情報信号よ
りも高周波数又は高ビットレートの第2の情報信号によ
り変調された信号光を出力し、該信号光が上記第1の励
起光として上記光信号生成装置に入力するようにされた
光送信局(131)と、上記光伝送路を伝搬した上記振幅変
調光を受け、上記第2の情報信号を再生する受信局(13
5)とを備えたことを特徴とする光伝送システム。
(Supplementary Note 10) The optical signal generating device according to Supplementary Note 1, which functions as an optical repeater, and a signal light modulated by a second information signal having a higher frequency or a higher bit rate than the first information signal. And the signal light receives the amplitude-modulated light propagated through the optical transmission line, and the optical transmission station (131) that is input to the optical signal generation device as the first pumping light. The receiving station (13
5) An optical transmission system comprising:

【0131】(付記11) 上記光送信局(131)は、上
記誘導ブリルアン散乱光を受け上記第1の情報信号を再
生する光受信機を備えていることを特徴とする付記10
に記載の光伝送システム。
(Additional remark 11) The optical transmission station (131) includes an optical receiver for receiving the stimulated Brillouin scattered light and reproducing the first information signal.
The optical transmission system described in.

【0132】(付記12) 上記光受信機は、上記誘導
ブリルアン散乱光を通過させる光バンドパスフィルタ(2
03)と、該光バンドパスフィルタの出力光を受けるフォ
トダイオード(204)とを含み、上記第1の情報信号の再
生は直接検波によりなされることを特徴とする付記11
に記載の光伝送システム。
(Supplementary Note 12) The optical receiver comprises an optical bandpass filter (2) for passing the stimulated Brillouin scattered light.
03) and a photodiode (204) that receives the output light of the optical bandpass filter, and the reproduction of the first information signal is performed by direct detection.
The optical transmission system described in.

【0133】(付記13) 上記光受信機は、ローカル
レーザダイオード(212)と、該ローカルレーザダイオー
ドからのローカル光を上記誘導ブリルアン散乱光と加え
合わせる光カプラ(211)と、該光カプラの出力光を受け
るフォトダイオード(213)と、該フォトダイオードの出
力信号を受け、上記ローカル光の周波数と上記誘導ブリ
ルアン散乱光の周波数の差に相当する周波数成分を通過
させるバンドパスフィルタ(215)とを含み、上記第1の
情報信号の再生はヘテロダイン検波によりなされること
を特徴とする付記11に記載の光伝送システム。
(Supplementary Note 13) The optical receiver comprises a local laser diode (212), an optical coupler (211) for adding local light from the local laser diode to the stimulated Brillouin scattered light, and an output of the optical coupler. A photodiode (213) that receives light, and a bandpass filter (215) that receives the output signal of the photodiode and passes a frequency component corresponding to the difference between the frequency of the local light and the frequency of the stimulated Brillouin scattered light (215). 12. The optical transmission system according to appendix 11, which is characterized in that the reproduction of the first information signal is performed by heterodyne detection.

【0134】(付記14) 上記誘導ブリルアン散乱光
は上記光変調手段を介して上記光送信局(131)の側に伝
送されることを特徴とする付記10に記載の光伝送シス
テム。
(Supplementary Note 14) The optical transmission system according to Supplementary Note 10, wherein the stimulated Brillouin scattered light is transmitted to the side of the optical transmission station (131) via the optical modulation means.

【0135】(付記15) 上記誘導ブリルアン散乱光
は上記光変調手段を介さずに迂回光路(137)を介して上
記光送信局(131)の側に伝送されることを特徴とする付
記10に記載の光伝送システム。
(Additional remark 15) The stimulated Brillouin scattered light is transmitted to the side of the optical transmission station (131) through the detour optical path (137) without passing through the optical modulator. The optical transmission system described.

【0136】(付記16) 上記第1の情報信号は上記
光中継器の監視信号であることを特徴とする付記10に
記載の光伝送システム。
(Supplementary Note 16) The optical transmission system according to Supplementary Note 10, wherein the first information signal is a supervisory signal for the optical repeater.

【0137】(付記17) 上記光送信局と上記光信号
生成装置を接続する最上流側光伝送路(132,142)は2次
の非線形効果を有する光学媒質からなり、上記誘導ブリ
ルアン散乱光は上記最上流側光伝送路においてブリルア
ン増幅されることを特徴とする付記10に記載の光伝送
システム。
(Supplementary Note 17) The most upstream optical transmission line (132, 142) connecting the optical transmitter station and the optical signal generator is made of an optical medium having a second-order nonlinear effect, and the stimulated Brillouin scattered light is 11. The optical transmission system according to Appendix 10, which is Brillouin-amplified in the upstream optical transmission line.

【0138】(付記18) 上記光信号生成装置は複数
あり、該複数の光信号生成装置は縦列に接続されている
ことを特徴とする付記10に記載の光伝送システム。
(Supplementary Note 18) The optical transmission system according to Supplementary Note 10, wherein there are a plurality of the optical signal generators, and the plurality of optical signal generators are connected in cascade.

【0139】(付記19) 付記1に記載の光信号生成
装置を複数リング状に配置してなることを特徴とする光
伝送システム。
(Supplementary Note 19) An optical transmission system comprising a plurality of optical signal generators according to Supplementary Note 1 arranged in a ring shape.

【0140】(付記20) 上記光信号生成装置におい
て生じた誘導ブリルアン散乱光は当該光信号生成装置の
上流側の光信号生成装置の上記光伝送路でブリルアン増
幅されることを特徴とする付記19に記載の光伝送シス
テム。
(Additional remark 20) The stimulated Brillouin scattered light generated in the optical signal generating device is Brillouin-amplified in the optical transmission line of the optical signal generating device on the upstream side of the optical signal generating device. The optical transmission system described in.

【0141】(付記21) 付記10又は18に記載の
光伝送システムを上り回線及び下り回線用に2組備え、
該上り回線及び下り回線において生じた誘導ブリルアン
散乱光を分岐してそれぞれ下り回線及び上り回線に合流
させるようにしたことを特徴とする光伝送システム。
(Supplementary Note 21) Two sets of the optical transmission system according to Supplementary Note 10 or 18 are provided for the up line and the down line,
An optical transmission system, characterized in that the stimulated Brillouin scattered light generated in the up-link and the down-link is branched and merged into the down-link and the up-link, respectively.

【0142】(付記22) 上記上り回線及び下り回線
に合流した誘導ブリルアン散乱光は上記振幅変調光と同
方向に伝搬することを特徴とする付記21に記載の光伝
送システム。
(Supplementary Note 22) The optical transmission system according to Supplementary Note 21, wherein the stimulated Brillouin scattered light that has merged into the uplink and the downlink propagates in the same direction as the amplitude-modulated light.

【0143】(付記23) 上記光受信局は、上記誘導
ブリルアン散乱光を受け上記第1の情報信号を再生する
光受信機を備えていることを特徴とする付記22に記載
の光伝送システム。
(Supplementary Note 23) The optical transmission system according to Supplementary Note 22, wherein the optical receiving station includes an optical receiver which receives the stimulated Brillouin scattered light and reproduces the first information signal.

【0144】(付記24) 上記光受信機は、上記誘導
ブリルアン散乱光を通過させる光バンドパスフィルタ(2
24)と、該光バンドパスフィルタの出力光を受けるフォ
トダイオード(225)とを含み、上記第1の情報信号の再
生は直接検波によりなされることを特徴とする付記23
に記載の光伝送システム。
(Supplementary Note 24) The optical receiver comprises an optical bandpass filter (2) that allows the stimulated Brillouin scattered light to pass therethrough.
24) and a photodiode (225) for receiving the output light of the optical bandpass filter, and the reproduction of the first information signal is performed by direct detection.
The optical transmission system described in.

【0145】(付記25) 上記光受信機は、ローカル
レーザダイオード(227)と、該ローカルレーザダイオー
ドからのローカル光を上記誘導ブリルアン散乱光と加え
合わせる光カプラ(226)と、該光カプラの出力光を受け
るフォトダイオード(228)と、該フォトダイオードの出
力信号を受け、上記ローカル光の周波数と上記誘導ブリ
ルアン散乱光の周波数の差に相当する周波数成分を通過
させるバンドパスフィルタ(230)とを含み、上記第1の
情報信号の再生はヘテロダイン検波によりなされること
を特徴とする付記23に記載の光伝送システム。
(Supplementary Note 25) The optical receiver comprises a local laser diode (227), an optical coupler (226) for adding local light from the local laser diode to the stimulated Brillouin scattered light, and an output of the optical coupler. A photodiode (228) for receiving light, and a bandpass filter (230) for receiving an output signal of the photodiode and passing a frequency component corresponding to the difference between the frequency of the local light and the frequency of the stimulated Brillouin scattered light are provided. 24. The optical transmission system according to appendix 23, wherein the reproduction of the first information signal is performed by heterodyne detection.

【0146】(付記26) 上記上り回線及び下り回線
に合流した誘導ブリルアン散乱光は上記振幅変調光と逆
方向に伝搬することを特徴とする付記21に記載の光伝
送システム。
(Supplementary note 26) The optical transmission system according to supplementary note 21, wherein the stimulated Brillouin scattered light that has merged into the uplink and the downlink propagates in a direction opposite to that of the amplitude-modulated light.

【0147】(付記27) 2次の非線形効果を有する
光学媒質からなる光伝送路(81)と、該光学媒質の誘導ブ
リルアン散乱のしきい値よりも高い強度の励起光を上記
光伝送路(81)の第1端から入射させる手段と、上記励起
光の周波数よりも所定周波数だけ低い周波数を有し、情
報信号により変調された信号光を上記光伝送路(81)の第
2端から入射させる手段とを備えたことを特徴とする光
伝送システム。
(Supplementary note 27) An optical transmission line (81) made of an optical medium having a second-order nonlinear effect, and pumping light having an intensity higher than the threshold of stimulated Brillouin scattering of the optical medium are supplied to the optical transmission line ( 81) means for injecting from the first end, and a signal light having a frequency lower than the frequency of the excitation light by a predetermined frequency and modulated by an information signal from the second end of the optical transmission line (81). An optical transmission system comprising:

【0148】(付記28) 上記励起光の光源と上記信
号光の光源は別々に設けられていることを特徴とする付
記27に記載の光伝送システム。
(Supplementary Note 28) The optical transmission system according to Supplementary Note 27, wherein the light source for the pumping light and the light source for the signal light are provided separately.

【0149】(付記29) 上記信号光は、上記光伝送
路(81)の第2端から出射した上記励起光を分岐して、こ
の分岐された励起光をサブキャリア変調することにより
得られることを特徴とする付記27に記載の光伝送シス
テム。
(Supplementary Note 29) The signal light is obtained by branching the pumping light emitted from the second end of the optical transmission line (81) and subjecting the branched pumping light to subcarrier modulation. 28. The optical transmission system as described in appendix 27.

【0150】(付記30) 2次の非線形効果を有する
光学媒質からなる光伝送路(111)の端部から、該光学媒
質の誘導ブリルアン散乱のしきい値よりも高い強度の励
起光を入射するステップと、上記励起光の周波数よりも
所定周波数だけ低い周波数の光パルスを上記励起光に重
畳して上記光伝送路(111)に上記端部から入射するステ
ップと、上記端部から出射する光の強度の経時変化を観
測するステップとを含むことを特徴とする光伝送路のフ
レネル反射点の探索方法。
(Supplementary Note 30) Excitation light having an intensity higher than the threshold of stimulated Brillouin scattering of the optical medium is incident from the end of the optical transmission line (111) made of the optical medium having the second-order nonlinear effect. Step, a step of superimposing an optical pulse having a frequency lower than the frequency of the pumping light by a predetermined frequency on the pumping light to enter the optical transmission line (111) from the end, and light emitted from the end. And a step of observing a change in intensity of the light with time, the method for searching the Fresnel reflection point of the optical transmission line.

【0151】(付記31) 付記1,10,19,21
又は27に記載の装置又はシステムにおいて、上記第1
の励起光又は上記励起光は複数あり、該複数の第1の励
起光又は励起光はそれぞれ別々の周波数を割り当てられ
ていることを特徴とする光信号生成装置又は光伝送シス
テム。
(Supplementary Note 31) Supplementary Notes 1, 10, 19, 21
Or the device or system according to the item 27,
2. The optical signal generation device or the optical transmission system, characterized in that there are a plurality of the pump lights or the plurality of the pump lights, and the plurality of the first pump lights or the pump lights are respectively assigned different frequencies.

【0152】[0152]

【発明の効果】以上説明したように、本発明によると、
誘導ブリルアン散乱の特徴を生かした光伝送システム及
び光伝送路のフレネル反射点の探索方法の提供が可能に
なるという効果を奏する。
As described above, according to the present invention,
It is possible to provide an optical transmission system that makes use of the characteristics of stimulated Brillouin scattering and a method for searching a Fresnel reflection point of an optical transmission line.

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

【図1】ブリルアン散乱の発生の原理説明図である。FIG. 1 is a diagram illustrating the principle of occurrence of Brillouin scattering.

【図2】シングルモードファイバにおける誘導ブリルア
ン散乱の発生を説明するための図である。
FIG. 2 is a diagram for explaining generation of stimulated Brillouin scattering in a single mode fiber.

【図3】相対強度と規格化された距離の関係を表すグラ
フである。
FIG. 3 is a graph showing the relationship between relative intensity and standardized distance.

【図4】光信号生成装置の基本構成を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing a basic configuration of an optical signal generation device.

【図5】変調された誘導ブリルアン散乱光の説明図であ
る。
FIG. 5 is an explanatory diagram of modulated stimulated Brillouin scattered light.

【図6】光信号生成装置の第1実施例を示す図である。FIG. 6 is a diagram showing a first embodiment of an optical signal generation device.

【図7】光信号生成装置の第2実施例を示す図である。FIG. 7 is a diagram showing a second embodiment of the optical signal generation device.

【図8】光信号生成装置の第3実施例を示す図である。FIG. 8 is a diagram showing a third embodiment of the optical signal generation device.

【図9】図8の第3実施例における光増幅器の一例を示
す図である。
FIG. 9 is a diagram showing an example of an optical amplifier according to the third embodiment of FIG.

【図10】図8の第3実施例における光増幅器の他の例
を示す図である。
FIG. 10 is a diagram showing another example of the optical amplifier according to the third embodiment of FIG.

【図11】誘導ブリルアン増幅における信号光のレベル
ダイヤグラムである。
FIG. 11 is a level diagram of signal light in stimulated Brillouin amplification.

【図12】誘導ブリルアン増幅を用いた光伝送システム
の説明図である。
FIG. 12 is an explanatory diagram of an optical transmission system using stimulated Brillouin amplification.

【図13】図12のシステムの具体例を示す図である。13 is a diagram showing a specific example of the system of FIG.

【図14】図12のシステムの他の具体例を示す図であ
る。
14 is a diagram showing another specific example of the system of FIG.

【図15】サブキャリア変調による信号光のスペクトル
を示す図である。
FIG. 15 is a diagram showing a spectrum of signal light by subcarrier modulation.

【図16】光伝送路のフレネル反射点の探索方法の説明
図である。
FIG. 16 is an explanatory diagram of a search method for a Fresnel reflection point on an optical transmission line.

【図17】後方散乱光のうちのブリルアン増幅帯域成分
の時間変化を表すグラフである。
FIG. 17 is a graph showing a time change of a Brillouin amplification band component of the backscattered light.

【図18】一般的な光伝送システムを示す図である。FIG. 18 is a diagram showing a general optical transmission system.

【図19】図4、図5の装置の原理を用いた光伝送シス
テムを示す図である。
19 is a diagram showing an optical transmission system using the principle of the apparatus of FIGS. 4 and 5. FIG.

【図20】多段中継システムの第1実施例を示す図であ
る。
FIG. 20 is a diagram showing a first embodiment of a multistage relay system.

【図21】図20のシステムの動作原理の説明図であ
る。
21 is an explanatory diagram of an operation principle of the system of FIG.

【図22】多段中継システムの第2実施例を示す図であ
る。
FIG. 22 is a diagram showing a second embodiment of a multistage relay system.

【図23】多段中継システムの第3実施例を示す図であ
る。
FIG. 23 is a diagram showing a third embodiment of a multistage relay system.

【図24】双方向伝送システムの第1実施例を示す図で
ある。
FIG. 24 is a diagram showing a first embodiment of a bidirectional transmission system.

【図25】線形光増幅器を用いた光伝送システムを示す
図である。
FIG. 25 is a diagram showing an optical transmission system using a linear optical amplifier.

【図26】多段中継システムの第4実施例を示す図であ
る。
FIG. 26 is a diagram showing a fourth embodiment of a multistage relay system.

【図27】双方向伝送システムの第2実施例を示す図で
ある。
FIG. 27 is a diagram showing a second embodiment of a bidirectional transmission system.

【図28】本発明を上り・下り回線に適用した実施例を
示す図である。
FIG. 28 is a diagram showing an embodiment in which the present invention is applied to an uplink / downlink line.

【図29】図28の光中継器を多段に接続した実施例を
示す図である。
29 is a diagram showing an embodiment in which the optical repeaters of FIG. 28 are connected in multiple stages.

【図30】送信局用光受信機の一例を示す図である。FIG. 30 is a diagram showing an example of an optical receiver for a transmitting station.

【図31】送信局用光受信機の他の例を示す図である。FIG. 31 is a diagram showing another example of the optical receiver for the transmitting station.

【図32】受信局用光受信機の一例を示す図である。FIG. 32 is a diagram illustrating an example of an optical receiver for a receiving station.

【図33】受信局用光受信機の他の例を示す図である。FIG. 33 is a diagram showing another example of the optical receiver for the receiving station.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

21 光変調手段 22 光伝送路 23 制御手段 21 Light modulation means 22 Optical transmission line 23 Control means

───────────────────────────────────────────────────── 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) H04B 10/17 Fターム(参考) 2G086 CC02 2K002 AA04 AB12 AB30 BA01 CA15 DA10 HA24 5K102 AA43 AD05 AK06 AL16 LA06 LA15 LA26 LA38 LA52 MA01 MA03 MB02 MB06 MB07 MC11 MH15 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page (51) Int.Cl. 7 Identification code FI theme code (reference) H04B 10/17 F term (reference) 2G086 CC02 2K002 AA04 AB12 AB30 BA01 CA15 DA10 HA24 5K102 AA43 AD05 AK06 AL16 LA06 LA15 LA26 LA38 LA52 MA01 MA03 MB02 MB06 MB07 MC11 MH15

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 2次の非線形効果を有する光学媒質から
なる光伝送路と、 該光学媒質の誘導ブリルアン散乱のしきい値よりも高い
強度の励起光を上記光伝送路の第1端から入射させる手
段と、 上記励起光の周波数よりも所定周波数だけ低い周波数を
有し、情報信号により変調された信号光を上記光伝送路
の第2端から入射させる手段とを備えたことを特徴とす
る光伝送システム。
1. An optical transmission line made of an optical medium having a second-order nonlinear effect, and pumping light having an intensity higher than a threshold of stimulated Brillouin scattering of the optical medium is incident from a first end of the optical transmission line. And a means for causing signal light having a frequency lower than the frequency of the pumping light by a predetermined frequency and being modulated by an information signal to enter from the second end of the optical transmission line. Optical transmission system.
【請求項2】 上記励起光の光源と上記信号光の光源は
別々に設けられていることを特徴とする請求項1に記載
の光伝送システム。
2. The optical transmission system according to claim 1, wherein the excitation light source and the signal light source are provided separately.
【請求項3】 上記信号光は、上記光伝送路の第2端か
ら出射した上記励起光を分岐して、この分岐された励起
光をサブキャリア変調することにより得られることを特
徴とする請求項1に記載の光伝送システム。
3. The signal light is obtained by branching the pumping light emitted from the second end of the optical transmission line and subjecting the branched pumping light to subcarrier modulation. Item 1. The optical transmission system according to Item 1.
【請求項4】 上記励起光は複数あり、該複数の励起光
はそれぞれ別々の周波数を割り当てられていることを特
徴とする請求項1記載の光伝送システム。
4. The optical transmission system according to claim 1, wherein there are a plurality of the pump lights, and the plurality of pump lights are assigned different frequencies.
【請求項5】 2次の非線形効果を有する光学媒質から
なる光伝送路の端部から、該光学媒質の誘導ブリルアン
散乱のしきい値よりも高い強度の励起光を入射するステ
ップと、 上記励起光の周波数よりも所定周波数だけ低い周波数の
光パルスを上記励起光に重畳して上記光伝送路に上記端
部から入射するステップと、 上記端部から出射する光の強度の経時変化を観測するス
テップとを含むことを特徴とする光伝送路のフレネル反
射点の探索方法。
5. A step of injecting pumping light having an intensity higher than a threshold of stimulated Brillouin scattering of the optical medium from an end of an optical transmission line made of an optical medium having a second-order nonlinear effect, Observing a step of superimposing an optical pulse having a frequency lower than a frequency of light by a predetermined frequency on the pumping light to enter the optical transmission line from the end portion, and a temporal change in intensity of light emitted from the end portion. And a step of searching for a Fresnel reflection point in an optical transmission line.
JP2002130647A 2002-05-02 2002-05-02 Optical transmission system using stimulated brillouin scattering and search method for fresnel reflection point of optical transmission line Pending JP2003050411A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2002130647A JP2003050411A (en) 2002-05-02 2002-05-02 Optical transmission system using stimulated brillouin scattering and search method for fresnel reflection point of optical transmission line

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2002130647A JP2003050411A (en) 2002-05-02 2002-05-02 Optical transmission system using stimulated brillouin scattering and search method for fresnel reflection point of optical transmission line

Related Parent Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP06396992A Division JP3425964B2 (en) 1992-03-19 1992-03-19 Optical signal generator and optical transmission system using stimulated Brillouin scattering

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2003050411A true JP2003050411A (en) 2003-02-21

Family

ID=19194334

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2002130647A Pending JP2003050411A (en) 2002-05-02 2002-05-02 Optical transmission system using stimulated brillouin scattering and search method for fresnel reflection point of optical transmission line

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2003050411A (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100757599B1 (en) 2006-02-22 2007-09-10 광주과학기술원 Multiple radio frequency carrier creating apparatus for the Radio over Fiber system application
CN103324002A (en) * 2013-06-06 2013-09-25 大连理工大学 Reconfigurable single-band-pass microwave photon filtering system and method
JP2017026512A (en) * 2015-07-24 2017-02-02 日本電信電話株式会社 Branched optical path characteristic analyzing method, branched optical path designing method, and branched optical path characteristic analyzing apparatus

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100757599B1 (en) 2006-02-22 2007-09-10 광주과학기술원 Multiple radio frequency carrier creating apparatus for the Radio over Fiber system application
CN103324002A (en) * 2013-06-06 2013-09-25 大连理工大学 Reconfigurable single-band-pass microwave photon filtering system and method
JP2017026512A (en) * 2015-07-24 2017-02-02 日本電信電話株式会社 Branched optical path characteristic analyzing method, branched optical path designing method, and branched optical path characteristic analyzing apparatus

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP3425964B2 (en) Optical signal generator and optical transmission system using stimulated Brillouin scattering
US7817279B2 (en) Sensing a disturbance
JP3715168B2 (en) Optical communication system realization method
US5572612A (en) Bidirectional optical transmission system
US6452719B2 (en) Optical communication system and optical amplifier
JP3676167B2 (en) Raman amplifier with pump source for improved performance
EP1987317B1 (en) Sensing a disturbance
US20190003879A1 (en) Improved optical fiber sensing system
EP0652613B1 (en) Optical-fiber amplifier
US7869708B2 (en) COTDR arrangement with swept frequency pulse generator for an optical transmission system
US5903375A (en) Surveillance method of optical communication line
WO2006025095A1 (en) Raman amplifier and optical communication system
US20060159464A1 (en) Method and apparatus for in-service monitoring of a regional undersea optical transmission system using COTDR
EP4020847A1 (en) Extending das range in undersea cables using loopbacks
WO2005086779A2 (en) Method and apparatus for obtaining status information concerning an in-service optical transmission line
JP2003050411A (en) Optical transmission system using stimulated brillouin scattering and search method for fresnel reflection point of optical transmission line
EP1469621A1 (en) Raman amplifying device and method for pump modulation
US20220397448A1 (en) Extending dynamic acoustic sensing range and localization in undersea cables using loopbacks
JP2003224530A (en) Optical transmission system using stimulated brillouin scattering
US6959150B2 (en) Optical method and system for measuring in-band crosstalk in Raman amplifiers
KR100603050B1 (en) Raman amplifier based long-distance remote sensor with a rare-earth doped fiber based broadband source recycling residual Raman pump
US7646532B2 (en) Optical device for suppressing double Rayleigh backscattering noise, and an installation including the device
Cowle et al. Optical fiber sources, amplifiers, and special fibers for application in multiplexed and distributed sensor systems
KR100341932B1 (en) Method for monitoring WDM amplified systems using counter-propagating OTDR pulses
JPH08334436A (en) Wavelength dispersion measuring method for optical fiber

Legal Events

Date Code Title Description
A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20031218

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20040406

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20040603

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20040706

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20040831

A911 Transfer of reconsideration by examiner before appeal (zenchi)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A911

Effective date: 20040916

A912 Removal of reconsideration by examiner before appeal (zenchi)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A912

Effective date: 20041217

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20060915