JP2825109B2 - Optical soliton transmission method - Google Patents

Optical soliton transmission method

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JP2825109B2
JP2825109B2 JP10761691A JP10761691A JP2825109B2 JP 2825109 B2 JP2825109 B2 JP 2825109B2 JP 10761691 A JP10761691 A JP 10761691A JP 10761691 A JP10761691 A JP 10761691A JP 2825109 B2 JP2825109 B2 JP 2825109B2
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正隆 中沢
寛和 久保田
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日本電信電話株式会社
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【発明の詳細な説明】 DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】 [0001]

【産業上の利用分野】本発明は、光ソリトンの伝送方法に係り、特に光ソリトン伝送路中の光伝送損失による光ソリトンパルスの周波数変調を補償することにより、長距離、超高速大容量光通信を経済的に行うことができる光ソリトン伝送方法に関するものである。 BACKGROUND OF THE INVENTION This invention relates to a method for transmitting optical soliton, especially by compensating the frequency modulation of the optical soliton pulses by the light transmission loss of the optical soliton transmission path, long-distance, ultra high-speed large-capacity optical to an optical soliton transmission method capable of communicating economically.

【0002】 [0002]

【従来の技術】大容量の光通信を行なう場合には、通信に用いる光パルスのパルス幅を狭くして伝送容量をアップする必要があるが、通常のシリカ(石英)系単一モード光ファイバは、1.32μmの波長帯域付近に零分散領域が存在する群速度分散特性と光損失波長特性を有するために、線形的な光パルスを用いると光ファイバ中に存在する群速度分散の効果により前記光パルスのパルス幅が広がり、その広がりの度合いはパルス幅が狭いほど顕著となる。 When performing optical communication of the Related Art Large-capacity, it is necessary to increase the transmission capacity by narrowing the pulse width of the optical pulse to be used for communication, common silica (quartz) based single-mode optical fiber in order to have a group velocity dispersion characteristic and optical loss wavelength characteristic zero-dispersion region in the vicinity of the wavelength band is present in 1.32 .mu.m, the linear light pulse using the effect of group velocity dispersion present in the optical fiber the pulse width of the light pulse is spread, the degree of the spread is more remarkable as the pulse width is narrow. 現状の技術では、伝送容量をこれ以上アップすることが難しく光通信の大容量化には限界がある。 The state of the art, there is a limit in the capacity of optical communication difficult to further up the transmission capacity.

【0003】光パルスの伝送容量をアップするには、群速度分散の効果による波形の広がりや高次分散による波形ひずみを克服しなければならないが、HasegawaとTa [0003] to increase the transmission capacity of the optical pulses, but must overcome the waveform distortion due to expansion and higher-order dispersion of the waveform due to the effect of group velocity dispersion, Hasegawa and Ta
ppertは、1973年に光ファイバ中での群速度分散と自己位相変調効果とを釣り合わせることにより光ソリトン伝送が可能になることを理論的に示した(参考文献1:A.Hasegawa and F.Tappert,Appl.Phys.Let ppert showed that it enables the optical soliton transmission theoretically By balancing group velocity dispersion and self-phase modulation effect in an optical fiber in 1973 (Reference 1: A.Hasegawa and F. Tappert, Appl.Phys.Let
t.23(1973) 142.)。 t.23 (1973) 142.).

【0004】光ファイバの異常分散波長域において形成される光ソリトンは、群速度分散による広がりと非線形光学効果(光カー効果)による圧縮が釣り合うことにより、光ファイバによる伝送損失(光損失)がない場合には、この光ファイバ中を波形を変えずに伝搬するという特徴がある。 [0004] optical soliton formed in anomalous dispersion wavelength region of the optical fiber, by balancing the compression due to expansion and nonlinear optical effects due to group velocity dispersion (optical Kerr effect), transmission loss due to the optical fiber (optical loss) is not case, is characterized in that propagates in the optical fiber without changing the waveform. このため、光ソリトンを用いた伝送方法は、長距離、大容量の光通信を実現するうえで非常に有望視されている方法である。 Therefore, the transmission method using an optical soliton is a method long distances, are very promising in realizing optical communication having a large capacity.

【0005】しかしながら、実用化されている光ファイバには、わずかな光損失(波長1.55μm帯で0.2 However, the optical fiber in practical use, with little optical loss (wavelength 1.55μm band 0.2
2dB/km、1km先で約5%光が弱まる)が存在するために、光ソリトンといえども光パルスの振幅が減少し、それにつれてパルス幅の広がりを生じ、波形が変化することとなる。 2 dB / miles, weakened 1km away in about 5% light) due to the presence of the amplitude of the light pulses is reduced even for optical soliton, it results in broadening of the pulse width as, so that the waveform changes.

【0006】従来、この光損失による光ソリトンの波形の変化を補償するために、誘導ラマン散乱を用いて光伝送路中に分布定数的に増幅作用を持たせ、等価的に無損失の光伝送路を作り、光ソリトンを伝搬させる方法が既に提案されている(参考文献2:A.Hasegawa,Appl. Conventionally, this in order to compensate for changes in the soliton wave by optical loss, induced with Raman scattering to have a distributed constant amplifying effect in the optical transmission path, equivalently lossless optical transmission making the road, a method of propagating optical soliton has already been proposed (reference 2: A.Hasegawa, Appl.
Opt.23,P.3302 (1984). 参考文献3:L.F.Mollena . Opt.23, P.3302 (1984) Reference 3: L.F.Mollena
uer,J.P.Gordon,and M.N.Islam,IEEE J.Qu uer, J.P.Gordon, and M.N.Islam, IEEE J.Qu
antum Electron.QE22,p.157 (1986).)。 antum Electron.QE22, p.157 (1986).).

【0007】この方法は、理想的な光ソリトン伝送路を提供することができるため、特に長距離の伝搬に適している光伝送方法である。 [0007] This method, it is possible to provide an ideal optical soliton transmission lines, in particular optical transmission method suitable for propagation of long distance.

【0008】また、光伝送路には増幅作用を持たせず、 Further, without providing the amplification effect in the optical transmission path,
この光伝送路中に、ある間隔をおいて光増幅器を挿入し、集中定数的に光ファイバの損失を補償する方法により長距離にわたって光ソリトンを伝搬させる方法が提案されている(参考文献4:久保田、中沢、鈴木,特願平1−68619号公報、参考文献5:H.Kubota and This optical transmission path, to insert the optical amplifier at a certain interval, a method of propagating light solitons over a long distance by a method to compensate for the loss of lumped manner the optical fiber has been proposed (Reference 4: Kubota, Nakazawa, Suzuki, Japanese Patent Application No. 1-68619 Publication, reference 5: H.Kubota and
M.Nakazawa,IEEE J.Quantum Electron.QE2 M.Nakazawa, IEEE J.Quantum Electron.QE2
6,p.692 (1990).)。 6, p.692 (1990).).

【0009】この方法は、増幅作用を持つ領域を局在化でき、また構成が簡単であるために、実現性が極めて高い光伝送方法である。 [0009] This method can localize regions with amplifying function and for construction is simple, feasible is a very high optical transmission method.

【0010】 [0010]

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記の誘導ラマン散乱を用いる光ソリトン伝送方法は、理想的な光ソリトン伝送路を提供することができるため長距離の光ソリトンパルスの伝搬に適しているものの、システム全体の構成が複雑になることと、さらに、光伝送路全体にわたって一様な増幅利得を持たせることが困難であることから、任意の場所において無損失の光ソリトン伝送路を得ることができないという欠点があった。 [SUMMARY OF THE INVENTION Incidentally, optical soliton transmission method using stimulated Raman scattering described above are suitable for the propagation of long-distance optical soliton pulses it is possible to provide an ideal optical soliton transmission line although, to obtain a possible configuration of the whole system becomes complicated, and further, since it is difficult to have a uniform amplification gain throughout the optical transmission line, an optical soliton transmission path lossless at any location there is a drawback that it can not. また、誘導ラマン散乱の利得が比較的小さいことも欠点となる。 Also, the gain of stimulated Raman scattering is also a drawback relatively small thing.

【0011】また、光増幅器を用いる光ソリトン伝送方法は、増幅作用を持つ領域を局在化でき、システム全体の構成が簡単になるために実現性が極めて高いものの、 Further, optical soliton transmission method using an optical amplifier can localize regions with amplifying function, although highly feasible to configure the entire system is simplified,
高強度の光ソリトンの非線形パルスとしての波形の変化を積極的に利用しているために光ファイバの光損失により光ソリトンパルスの強度が減少することから、光伝送路の中継距離に制限があり、該光伝送路中の光増幅器の間隔を50km程度までしか採ることが出来ず、光増幅器の設置間隔をさらに延長することが極めて困難であった。 Since the intensity of the optical soliton pulses is reduced by light loss of the optical fiber to have actively using changes in the waveform as a nonlinear pulse of high intensity optical soliton, there is a limit to the repeating distance of the optical transmission line , can not be taken only an interval of an optical amplifier of the optical transmission path to 50km around, it is extremely difficult to further prolong the installation interval of the optical amplifier.

【0012】本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであって、従来では光ソリトンパルスの強度の低下を補償する点にのみ着目していたものを、周波数変調(位相変化)を補償する点にも着目し、単一モード光ファイバと逆の符号の群速度分散を有する光分散補償器を用いて光ソリトン伝送路中の光伝送損失による光ソリトンパルスの周波数変調を補償することにより、光ソリトンの伝送距離もしくは光ソリトン伝送における光中継増幅器の設置間隔を延長し、長距離、超高速大容量光通信を経済的に行うことができる光ソリトン伝送方法を提供することにある。 [0012] The present invention was made in view of the above circumstances, what was focused only on the point to compensate for the reduction in the intensity of optical soliton pulses in a conventional, to compensate for the frequency modulation (phase change) by also paying attention to the point, to compensate for the frequency modulation of the optical soliton pulses by the light transmission loss of the optical soliton transmission path using an optical dispersion compensator having a group velocity dispersion of the single-mode optical fiber and opposite sign, extending the installation interval of the optical repeater amplifier at the transmission distance or optical soliton transmission optical soliton, long-distance, is to provide an optical soliton transmission method capable of performing ultra-high-speed large-capacity optical communications economically.

【0013】 [0013]

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するために、本発明は次の様な光ソリトン伝送方法を採用した。 In order to solve the above problems SUMMARY OF THE INVENTION The present invention employs the such following manner optical soliton transmission method.

【0014】すなわち、本発明の請求項1記載の光ソリトン伝送方法としては、単一モード光ファイバの負の群速度分散の波長領域で形成される光ソリトンを用いる光ソリトン伝送方法において、光ソリトン伝送用光ファイバに光伝送損失があり、この光伝送損失に伴う非線形性 [0014] That is, as an optical soliton transmission method according to claim 1 of the present invention, an optical soliton transmission method using an optical soliton is formed in the wavelength region of negative group velocity dispersion of the single-mode optical fiber, optical soliton There is the optical transmission loss in the transmission optical fiber nonlinearities associated with the optical transmission loss
と分散性の釣り合いの崩れにより非線形性に起因する自 Own due to the nonlinearity by collapse of dispersibility balance between
己位相変調によって生じる非線形な周波数変調を生じる Resulting in non-linear frequency modulation caused by himself phase modulation
場合に、前記単一モード光ファイバと逆の符号の群速度分散を有する光分散補償器を用いて、前記光伝送損失による光ソリトンパルスの非線形な周波数変調を補償することに特徴がある。 When using the optical dispersion compensator having a group velocity dispersion of said single-mode optical fiber and opposite sign, is characterized in that to compensate for non-linear frequency modulation of the optical soliton pulses by the optical transmission loss.

【0015】また、請求項2記載の光ソリトン伝送方法としては、請求項1記載の光ソリトン伝送方法において、前記光分散補償器により非線形な周波数変調を補償した後の光ソリトンパルスを光増幅器を用いて増幅し、 Further, as the optical soliton transmission method according to claim 2, wherein, in the optical soliton transmission method according to claim 1, wherein the optical amplifier the optical soliton pulses after compensating for non-linear frequency modulation by the optical dispersion compensator It was amplified using,
該光ソリトンパルスの受光感度を改善することに特徴がある。 It is characterized in that to improve the light receiving sensitivity of the optical soliton pulses.

【0016】また、請求項3記載の光ソリトン伝送方法としては、単一モード光ファイバの負の群速度分散の波長領域で形成される光ソリトンを用いる光ソリトン伝送方法において、光ソリトン伝送用光ファイバに光伝送損 Further, as the optical soliton transmission method according to claim 3, wherein, in the optical soliton transmission method using an optical soliton is formed in the wavelength region of negative group velocity dispersion of the single-mode optical fiber, optical soliton transmission light light transmission loss in fiber
失があり、この光伝送損失に伴う非線形性と分散性の釣 There is lost, fishing dispersibility and nonlinearity caused by the optical transmission loss
り合いの崩れにより非線形性に起因する自己位相変調に By the collapse of each other Ri to self-phase modulation due to the non-linearity
よって生じる非線形な周波数変調を生じる場合に、前記単一モード光ファイバと逆の符号の群速度分散を有する光分散補償手段と、光増幅手段とを具備する光中継器を1段以上用いて、前記光伝送損失による光ソリトンパルスの非線形な周波数変調を補償するとともに該光ソリトンパルスを増幅し、該光ソリトンパルスの強度を回復させることに特徴がある。 Thus when producing nonlinear frequency modulation caused by using the and optical dispersion compensating means having a group velocity dispersion of the single-mode optical fiber and opposite sign, one or more stages optical repeater comprising an optical amplifying unit, amplifying the optical soliton pulses while compensating for the nonlinear frequency modulation of the optical soliton pulses by the optical transmission loss is characterized in that to restore the strength of the optical soliton pulses.

【0017】 [0017]

【作用】本発明の請求項1記載の光ソリトン伝送方法では、伝搬の初めの部分では光ソリトンの効果を利用し、 [Action] In the optical soliton transmission method according to claim 1 of the present invention utilizes the effect of the optical soliton at the early part of the propagation,
さらに、伝送用光ファイバの光伝送損失により光ソリトンパルスの強度が減少した後は線形的なパルスとして伝搬させる。 Furthermore, after the intensity of the optical soliton pulses is decreased propagates as linear pulse by the optical transmission loss of the transmission optical fiber. そして、光ソリトン伝送中に、 光ソリトン伝 Then, in the optical soliton transmission, optical soliton Den
送用光ファイバに光伝送損失があり、この光伝送損失に The transmission optical fiber has an optical transmission loss, in the optical transmission loss
伴う非線形性と分散性の釣り合いの崩れにより非線形性 Nonlinearity by collapse of nonlinearity and dispersion of the balance with
に起因する自己位相変調によって生じる非線形な周波数 Nonlinear frequency caused by self-phase modulation caused by
変調を生じる場合に、該線形的な部分で生じた群速度分散による光ソリトンパルスの周波数変調及びパルス幅の広がりを、前記単一モード光ファイバと逆の符号の群速度分散を有する光分散補償器を用いて補償することにより、伝搬中の光ソリトンパルスのパルス幅の広がりを許容して該光ソリトンパルスの無中継伝送可能な距離(光信号を電気信号に戻すことなく伝送できる距離)を延長し、光ソリトン伝送における光中継増幅器の設置間隔を延長する。 If the resulting modulated, the spread of the frequency modulation and pulse width of the optical soliton pulses by group velocity dispersion occurring in the linear portion, the optical dispersion compensation having group velocity dispersion of said single-mode optical fiber and opposite sign by compensating with a vessel, repeaterless transmittable distance by allowing the spread of the pulse width of the optical soliton pulses in the propagation optical soliton pulses (transmission distance without the optical signal back into an electrical signal) extended, extending the installation interval of the optical amplifier repeater in an optical soliton transmission. また、公知の如く光ソリトン伝送は非線形な効果を利用した伝送であり、その場合に生じる周波数変調は直線的にはならないが、このような非線形的な伝送で生じた非直線的な周波数変調であっても本発明においては光分散補償器の線形的な補償効果を利用して大きな補償効果を奏する。 Further, the optical soliton transmission as known a transmission utilizing a nonlinear effect, in which case the resulting frequency modulation is not a straight line, in such a non-linear, non-linear frequency modulation generated in the transmission even it exhibits the large compensation effect using a linear compensation effect of the optical dispersion compensator in the present invention.

【0018】また、請求項2記載の光ソリトン伝送方法では、請求項1記載の光ソリトン伝送方法において、前記光分散補償器により周波数変調を補償した後の光ソリトンパルスを光増幅器を用いて増幅することにより、該光ソリトンパルスの受光感度を改善し、該光ソリトンパルスの無中継伝送可能な距離を更に延長し、光ソリトン伝送における光中継増幅器の設置間隔を延長する。 Further, the amplification in the optical soliton transmission method according to claim 2, using an optical soliton transmission method according to claim 1, wherein the optical amplifier the optical soliton pulses after compensating for frequency modulation by the optical dispersion compensator by, light and improve the light receiving sensitivity of the soliton pulses, and further extend the repeaterless transmittable distance of the optical soliton pulse, extending the installation interval of the optical amplifier repeater in an optical soliton transmission.

【0019】また、請求項3記載の光ソリトン伝送方法では、前記単一モード光ファイバと逆の符号の群速度分散を有する光分散補償手段と、光増幅手段とを具備する光中継器を1段以上用いて、 光ソリトン伝送光ファイバ [0019] In the third aspect of the optical soliton transmission method, an optical dispersion compensation unit having a group velocity dispersion of said single-mode optical fiber and opposite sign, the optical repeater comprising an optical amplifying unit 1 with stage above, the optical soliton transmission optical fiber
に光伝送損失があり、この光伝送損失に伴う非線形性と There is an optical transmission loss, and nonlinearities associated with the optical transmission loss
分散性の釣り合いの崩れにより非線形性に起因する自己 Self due to nonlinearity by collapse of the dispersibility of the balancing
位相変調によって生じる光ソリトンパルスの非線形な周波数変調を補償するとともに該光ソリトンパルスを増幅することにより、該光ソリトンパルスの強度を回復させ、該光ソリトンパルスの無中継伝送可能な距離を更に延長し、長距離の多中継光ソリトン伝送を可能にする。 By amplifying the optical soliton pulses while compensating for the nonlinear frequency modulation of the optical soliton pulses produced by the phase modulation, to restore the strength of the optical soliton pulses, further extend the repeaterless transmittable distance of the optical soliton pulses and, to enable the multi-repeater optical soliton transmission of long distance.

【0020】 [0020]

【実施例】以下、本発明の各実施態様について図を参照して説明する。 EXAMPLES The following will be described with reference to the drawings the embodiments of the present invention.

【0021】図1は、本発明の請求項1記載の光ソリトン伝送方法の一実施例である光ソリトン伝送システムS [0021] FIG. 1 shows an embodiment of an optical soliton transmission method according to the first aspect of the present invention an optical soliton transmission system S
の構成を示す概略図であり、図2(a)〜(c)は、図1中の光伝送路のA〜Cの各部分における光ソリトンパルスの波形の概略を示す図である。 Is a schematic diagram showing the configuration, FIG. 2 (a) ~ (c) is a diagram showing an outline of a waveform of an optical soliton pulses at the respective portions of the optical transmission path A~C in FIG.

【0022】図1において、1は光ソリトン発生器、2 [0022] In FIG. 1, 1 is an optical soliton generator 2
は光ソリトン伝送用光ファイバ(光ファイバ)、3は光分散補償器、4は受光器である。 The optical soliton transmission optical fiber (optical fiber), 3 optical dispersion compensator, 4 is a receiver.

【0023】光ソリトン発生器1は、1.55μmの波長帯域の光ソリトンパルスを発生させるもので、例えば、モード同期Fセンタレーザと偏波保持単一モードファイバとから構成されるソリトンレーザが好適に用いられる。 The optical soliton generator 1 is intended to generate the optical soliton pulses having a wavelength band of 1.55 .mu.m, for example, preferably soliton laser consists of a mode-locked F center laser the polarization maintaining single-mode fiber used to.

【0024】光ファイバ2は、例えば、1.32μmの波長帯域付近に零分散領域が存在する群速度分散特性と光損失波長特性を有するシリカ系単一モード光ファイバである。 The optical fiber 2 is, for example, a silica-based single mode optical fiber having a group velocity dispersion characteristic and light loss wavelength characteristic is present zero-dispersion region in the vicinity of the wavelength band of 1.32 .mu.m.

【0025】光分散補償器3は、前記光ファイバ2と逆の符号の群速度分散を有し、光ソリトン伝送中にその線形的な部分で生じた群速度分散による光ソリトンパルスの周波数変調及びパルス幅の広がりを補償するものである。 The optical dispersion compensator 3 has a group velocity dispersion of the optical fiber 2 and the opposite sign, frequency modulation and optical soliton pulses by group velocity dispersion occurring in the linear portion during the optical soliton transmission it is intended to compensate for the spread of the pulse width.

【0026】この光分散補償器3としては、例えば、使用される光ソリトンパルスの波長帯域が1.5μmの場合では零分散波長を1.5μmよりも長波長側にずらしたシリカ系の分散シフトファイバ(正の群速度分散を有する)、GT干渉計、ファブリ・ペロー共振器、または、ニオブ酸リチウム(LiNbO 3 )やルチル型二酸化チタン(TiO 2 ;別名「チタニア」)、二酸化テルル(TeO 2 )等の結晶、あるいはそれらを用いた光ファイバや光導波路等が好適に用いられる。 [0026] As the optical dispersion compensator 3, for example, a dispersion-shifted silica-based wavelength band of optical soliton pulses used is obtained by shifting the zero-dispersion wavelength longer than 1.5μm in the case of 1.5μm fibers (having a positive group velocity dispersion), GT interferometer, a Fabry-Perot cavity, or lithium niobate (LiNbO 3) and rutile titanium dioxide (TiO 2; also known as "titania"), tellurium dioxide (TeO 2 ) crystals and the like, or an optical fiber or an optical waveguide or the like using them is preferably used.

【0027】受光器4は、光分散補償器3により補償された光ソリトンパルスを受光しこれを電気信号に変換するもので、例えば、アバランシェホトダイオード(AP The light receiver 4, in which receiving the optical soliton pulses is compensated by the optical dispersion compensator 3 and converts it into an electric signal, for example, an avalanche photodiode (AP
D)等が好適に用いられる。 D) or the like is preferably used.

【0028】次に、この光ソリトン伝送システムSの動作について説明する。 [0028] Next, the operation of the optical soliton transmission system S.

【0029】まず、電気信号を光ソリトン発生器1により光ソリトンパルスに変換し、該光ソリトンパルスを光ファイバ2中に入射し該光ファイバ2中を伝搬させる。 Firstly, the electrical signal is converted into an optical soliton pulses by the optical soliton generator 1, incident light soliton pulses in optical fiber 2 to propagate through the optical fiber 2 medium.

【0030】光ソリトンパルスは、光ファイバ2に入射した当初は高強度かつ狭小な波形を示している(図2 The optical soliton pulses is initially incident on the optical fiber 2 shows a high intensity and narrow waveform (FIG. 2
(a))が、該光ファイバ2中を伝搬する間に該光ファイバ2の光損失により強度が減少しかつ非線形性が弱まり、また、光ファイバ2の有する負の群速度分散によりパルス幅が広がるとともに、周波数変調(チャーピング)を有するようになる(図2(b))。 (A)) is decreased strength by light loss of the optical fiber 2 while propagating through the optical fiber 2 medium and nonlinearity weakened, also the pulse width by a negative group velocity dispersion with the optical fiber 2 with spreads, it will have a frequency modulation (chirping) (Figure 2 (b)).

【0031】この状態では、隣接する光ソリトンパルス同士が互いに重なり合うようになるために、個々の信号を検出することが不可能になる。 [0031] In this state, in order between the adjacent optical soliton pulses is overlap each other, it becomes impossible to detect individual signal.

【0032】これらの変形した光ソリトンパルスは、光分散補償器3を通過することによりパルス幅が回復され周波数変調も補償される(図2(c))。 The optical soliton pulses these variations, pulse width is compensated by the frequency-modulated recovered by passing through an optical dispersion compensator 3 (FIG. 2 (c)). この光ソリトンパルスは、強度こそ低下(本例では1/100以下) The optical soliton pulse strength precisely lowered (1/100 or less in this example)
しているものの、波形は入射当初と同一(相似形)である。 Although it has to, waveform is identical to the original incident (similar shape). これより、互いに重なり合っていた光ソリトンパルスは明瞭に分離され、再び信号を検出することが可能になる。 Than this are separated clearly the optical soliton pulses are overlapped with each other, it is possible to detect the signal again. また、公知の如く光ソリトン伝送は非線形な効果を利用した伝送であり、 即ち、前述した如く光ソリトン Further, the optical soliton transmission as is known is a transmission utilizing a nonlinear effect, i.e., optical soliton as previously described
は、群速度分散による広がりと非線形光学効果(光カー Spreads and a non-linear optical effect (Kerr by group velocity dispersion
効果)による圧縮が釣り合うことにより、光ファイバに By compression by the effect) is balanced, the optical fiber
よる伝送損失(光損失)がない場合は、光ファイバ中を Transmission loss by the absence (light loss) is an optical fiber
波形を変えずに伝搬するという特徴があるが、光ファイ There is a feature that propagates without changing the waveform, but the optical fiber
バに損失があれば、この光伝送損失に伴う非線形性と分 If there is a loss in bar, nonlinearity and minutes associated with the optical transmission loss
散性の釣り合いの崩れにより生じる周波数変調は直線的にはならないが、このような非線形的な伝送で生じた非直線的な周波数変調であっても本発明においては光分散補償器の線形的な補償効果を利用して大きな補償効果を奏する。 Frequency modulation caused by the collapse of the dispersibility of the balance is not a straight but a linear optical dispersion compensator in even present invention even in such a non-linear, non-linear frequency modulation generated in the transmission It exhibits a large compensation effect by using the compensation effect.

【0033】パルス幅が回復した光ソリトンパルスは、 The optical soliton pulse to pulse width is restored,
受光器4により再び電気信号に変換され、信号として取り出される。 Is converted back to an electrical signal by the photo detector 4, it is taken out as a signal.

【0034】図3は、上記実施例の光ソリトン伝送システムSにおける光ソリトンパルスの分散補償の効果を確認するために、計算機を用いてシミュレーシュン解析を行った結果の一例を示すものである。 [0034] FIG. 3 is a in order to confirm the effect of the dispersion compensation optical soliton pulses in optical soliton transmission system S of the above embodiment, an example of a result of simulation Shun analysis using a computer.

【0035】この図では、光分散補償器の分散補償量(ps/nm)をパラメーターとした場合の光ソリトンパルスの波形の変化の様子を示している。 [0035] In this figure shows a state of changes in optical soliton pulse waveform when the dispersion compensation amount of optical dispersion compensator (ps / nm) as a parameter.

【0036】ここでは、光ソリトンパルスの半値幅τ [0036] In this case, the half-width of the optical soliton pulse τ
FWHMを10ps、波長を1.55μm、光ファイバの長さを100km、光伝送損失を0.24dB/km、群速度分散を−2.0ps/km/nmと仮定した。 10ps the FWHM, was assumed 1.55μm wavelength, the optical fiber length 100km, the optical transmission loss 0.24 dB / miles, the group velocity dispersion and -2.0ps / km / nm.

【0037】また、図中の破線は、参考のために、入力する無歪の光ソリトンパルスの波形を示したものである。 [0037] The broken line in the figure, for reference, illustrates an optical soliton pulse waveform free distortion input. 上述したとおり伝搬の前後でパルス強度が100倍以上異なるために縮小して示してある。 Pulse intensity before and after propagation as described above are shown in reduced different for 100 times or more.

【0038】この結果から、分散補償しない光パルス(分散補償量が0ps/nmの場合)ではパルス幅が広がり波高も低くなっているが、分散補償量を増大させるにしたがってパルス幅が狭小になり、分散補償量が16 [0038] From this result, the light pulses without dispersion compensation (dispersion compensation amount when 0 ps / nm) has become lower crest wider the pulse width, the pulse width becomes narrow according to increase the dispersion compensation amount , the amount of dispersion compensation is 16
0ps/nmでは入力光ソリトンパルスとほぼ同一形状の波形にまで回復していることがわかる。 And 0 ps / nm at an input optical soliton pulse to substantially the same shape of the waveform seen to recover. また、分散補償量を180ps/nm以上とした場合では逆に波形が崩れてしまっており、分散補償量がある値を越えると分散補償ができなくなることがわかる。 Further, the dispersion in the case of the compensation amount of 180 ps / nm or more and I collapsed waveform Conversely, it is understood that it becomes impossible to dispersion compensation exceeds a certain value dispersion compensation amount.

【0039】図4は、本発明の効果を確認するために行った計算機によるシミュレーシュン解析の結果の他の一例を示すものであって、光ソリトンパルスのパルス幅と分散補償量との関係を示す図である。 [0039] FIG. 4, there is shown another example of a result of simulation Shun analysis by computer performed for confirming the effect of the present invention, the relationship between the pulse width of the optical soliton pulses and the dispersion compensation amount It illustrates.

【0040】図中、横軸は分散補償量(ps/nm)、 [0040] In the figure, the abscissa dispersion compensation amount (ps / nm),
縦軸はパルス幅(ps)である。 And the vertical axis represents the pulse width (ps).

【0041】ここでは、光ソリトンパルスの半値幅τ [0041] In this case, the half-width of the optical soliton pulse τ
FWHMを10ps、波長を1.55μm、光ファイバの光伝送損失を0.24dB/km、群速度分散を−2.0 10ps the FWHM, 1.55 .mu.m wavelength, 0.24 dB / miles an optical transmission loss of the optical fiber, the group velocity dispersion -2.0
ps/km/nmとし、光ファイバの長さ(Z)については、60、80、100kmの3種類の場合を仮定した。 And ps / km / nm, the length of the optical fiber for (Z) is assumed in the case of three 60,80,100Km.

【0042】この結果から、光ファイバの長さ(伝送距離)が異なる場合でも、分散補償量を調整することによりパルス幅が変化した光ソリトンパルスを入力光ソリトンパルスとほぼ同一のパルス幅にまで回復できることがわかる。 [0042] From this result, even when the length of the optical fiber (the transmission distance) is different to approximately the same pulse width as the input soliton pulse optical soliton pulses having a pulse width is changed by adjusting the dispersion compensation amount it can be seen that recovery.

【0043】図5は、光ソリトンパルス対を光ファイバ中に入射し伝搬させた場合の本発明の効果確認のためのシミュレーシュン解析の結果を示す図であって、図2に相当するものである。 [0043] Figure 5 is a graph showing the results of simulation Shun analysis for the effect confirming the present invention when is incident optical soliton pulse pairs in the optical fiber transmission, which corresponds to FIG. 2 is there.

【0044】ここでは、光ソリトンパルス対のパルス間隔を50psとし、各パルスの半値幅τ FWHMを10p [0044] Here, the pulse interval of the optical soliton pulse pairs and 50 ps, 10p a half width tau FWHM of each pulse
s、波長を1.55μm、光ファイバの長さを100k s, 1.55 .mu.m wavelength, the optical fiber length 100k
m、光伝送損失を0.24dB/km、群速度分散を− m, the optical transmission loss 0.24 dB / miles, the group velocity dispersion -
2.0ps/km/nmと仮定した。 It was assumed that 2.0ps / km / nm.

【0045】この結果から、分散補償しない場合では、 [0045] In this result, if you do not dispersion compensation,
光パルス同士が互いに重なり合い個々の信号を検出することが不可能であるが、分散補償量が160ps/nm Although it is impossible to optical pulses with each other to detect individual signal overlap each other, the dispersion compensation amount is 160 ps / nm
では光ソリトンパルス対がきれいに分離されて個々の信号を明瞭に識別することが可能となる。 In the optical soliton pulse pairs are separated cleanly it is possible to clearly identify the individual signals. また、分散補償量を180ps/nm以上に増加させると波形が崩れてしまい分散補償ができなくなることがわかる。 Further, the dispersion compensation amount 180 ps / nm is increased above Knowing not be possible causes dispersion compensation collapses waveform.

【0046】以上説明したように、この実施例の光ソリトン伝送システムSによれば、光ファイバ2と逆の符号の群速度分散を有する光分散補償器3を用いて、光伝送損失による光ソリトンパルスの周波数変調を補償することとしたので、光ソリトンパルスが伝送中にその線形的な部分で生じた群速度分散による光ソリトンパルスの周波数変調及びパルス幅の広がりを補償し、伝搬中の光ソリトンパルスのパルス幅の広がりを許容して該光ソリトンパルスの無中継伝送可能な距離を延長することができる。 [0046] As described above, according to the optical soliton transmission system S of this embodiment, by using the optical dispersion compensator 3 with group velocity dispersion of the optical fiber 2 and the opposite sign, soliton by light transmission loss since it was decided to compensate for the frequency modulation of the pulses, optical soliton pulses to compensate the spread of the frequency modulation and pulse width of the optical soliton pulses by group velocity dispersion occurring in the linear portion during the transmission, the light in the propagation it is possible to extend the repeaterless transmittable distance of the optical soliton pulses to permit the spread of the pulse width of the soliton pulses. したがって、光ファイバーの長さは100km以上とすることが可能になる。 Therefore, the length of the optical fiber makes it possible to more 100km.

【0047】また、この光ソリトン伝送システムSでは、光ソリトンパルスは線形なパルスと比べて高強度であるために伝搬後の信号対雑音比(S/N比)が優れており、また、同じS/N比をとればより長距離にわたって伝搬させることができる。 Further, in the optical soliton transmission system S, the optical soliton pulses the signal-to-noise ratio after propagation to a higher strength than the linear pulse (S / N ratio) is excellent, also, the same it is possible to further propagate over long distances Taking the S / N ratio. さらに、部分的にでもソリトンの効果を保持している間は、波形の変化・周波数変調(チャーピング)の発生量ともに線形なパルスに比べて少ないため(理想的な光ソリトンでは波形は変化せず、また、周波数変調の発生もない)、同じ距離伝搬した後において必要となる光分散補償量は線形なパルスを用いる伝搬に比べて少なくてよい。 Furthermore, partially while retaining effects of soliton even so, the waveform is not changed in a small order (ideal optical soliton compared to linear pulse generation amount both of the change-frequency modulation of the waveform (chirping) not, nor generation of frequency modulation), optical dispersion compensation amount required in after same distance propagation may be less than the propagation using linear pulse.

【0048】また、この光ソリトン伝送システムSと集中定数的な光増幅器とを組み合わせることもでき、この組合せを用いた多中継光ソリトン伝送においては、光増幅器の設置間隔を延長することができ、かつ、本方法を用いない場合に比べて無中継伝送できる距離を延長することが可能となる。 [0048] It is also possible to combine this with optical soliton transmission system S and lumped specific optical amplifier, in the multi-repeater optical soliton transmission using this combination, it is possible to extend the installation interval of the optical amplifier, and, it is possible to extend the distance that can be non-relay transmission as compared with the case of not using the method. この場合、光増幅器としては、半導体レーザ増幅器、エルビウム(Er)ドープ光ファイバ増幅器等が好適である。 In this case, the optical amplifiers, semiconductor laser amplifiers, erbium (Er) doped optical fiber amplifiers and the like.

【0049】この様に、光ソリトンの伝送距離を延長することができ、長距離、超高速大容量光通信を経済的に行うことができる光ソリトン伝送方法を提供することが可能になる。 [0049] In this way, it is possible to extend the transmission distance of optical soliton, long distance, it is possible to provide an optical soliton transmission method capable of performing ultra-high-speed large-capacity optical communication economically.

【0050】図6は、本発明の請求項3記載の光ソリトン伝送方法の一実施例である多中継光ソリトン伝送システムMの構成を示す概略図である。 [0050] Figure 6 is a schematic diagram showing the structure of a multi-repeater optical soliton transmission system M which is an embodiment of claim 3 optical soliton transmission method according to the present invention.

【0051】この多中継光ソリトン伝送システムMは、 [0051] The multi-repeater optical soliton transmission system M is,
光ファイバ2の後に光中継器5を接続し、この光中継器5を用いて、光伝送損失による光ソリトンパルスの周波数変調を補償するとともに光強度を増幅するという一連の動作を複数段(N 1段からN n段まで)繰り返すこととしたものである。 Connect the optical repeater 5 after the optical fiber 2, by using the optical repeater 5, a plurality of stages a series of operations that amplifies the light intensity as well as compensate for the frequency modulation of the optical soliton pulses by the optical transmission loss (N is obtained by the n n until stage) repeating it from one stage.

【0052】この多中継光ソリトン伝送システムMにおいては、光ソリトン発生器1、光ファイバ2、受光器4 [0052] In this multi-repeater optical soliton transmission system M, an optical soliton generator 1, the optical fiber 2, the light receiver 4
は前記光ソリトン伝送システムSの構成要素と全く同一であるからこれらの構成要素については説明を省略することとし、前記構成要素と異なる光中継器5についてのみ説明する。 For these components because it is identical to the components of the optical soliton transmission system S and will not be further described below, only the differences will be described the optical repeater 5 and the component.

【0053】光中継器5は、光分散補償手段6と、光増幅手段7とを具備するものである。 [0053] optical repeater 5 has an optical dispersion compensation unit 6 is for and a light amplifying means 7.

【0054】光分散補償手段6は、前記光ファイバ2と逆の符号の群速度分散を有し、光ソリトン伝送中にその線形的な部分で生じた群速度分散による光ソリトンパルスの周波数変調及びパルス幅の広がりを補償するものである。 [0054] Light dispersion compensation means 6 has a group velocity dispersion of the optical fiber 2 and the opposite sign, frequency modulation and optical soliton pulses by group velocity dispersion occurring in the linear portion during the optical soliton transmission it is intended to compensate for the spread of the pulse width.

【0055】この光分散補償手段6としては、前記実施例の光分散補償器3と同様に、例えば、使用される光ソリトンパルスの波長帯域が1.5μmの場合では零分散波長を1.5μmよりも長波長側にずらしたシリカ系の分散シフトファイバ(正の群速度分散を有する)、GT [0055] As the optical dispersion compensation unit 6, similarly to the optical dispersion compensator 3 of the embodiment, for example, 1.5 [mu] m zero dispersion wavelength in the case the wavelength band of optical soliton pulses used is 1.5 [mu] m dispersion-shifted fiber of the silica-based shifted to the long wavelength side than (having a positive group velocity dispersion), GT
干渉計、ファブリ・ペロー共振器、または、ニオブ酸リチウム(LiNbO 3 )やルチル型二酸化チタン(Ti Interferometers, Fabry-Perot resonators, or lithium niobate (LiNbO 3) and rutile titanium dioxide (Ti
2 ;別名「チタニア」)、二酸化テルル(TeO 2 )等の結晶、あるいはそれらを用いた光ファイバや光導波路等が好適に用いられる。 O 2; also known as "titania"), crystals such tellurium dioxide (TeO 2), or an optical fiber or an optical waveguide or the like using them is preferably used.

【0056】光増幅手段7は、光ファイバ2の光伝送損失により強度が減少した光ソリトンパルスの光強度を増幅するもので、例えば、1.5μmの波長帯域のパルスでは、半導体レーザ増幅器、エルビウム(Er)ドープ光ファイバ増幅器等が好適に用いられる。 [0056] optical amplifying means 7, amplifies the light intensity of the optical soliton pulses strength is reduced by the light transmission loss of the optical fiber 2, for example, in the pulses of the wavelength band of 1.5 [mu] m, a semiconductor laser amplifier, erbium (Er) doped optical fiber amplifier or the like is preferably used.

【0057】前記光増幅手段7は、高度の機能が要求されない場合には光増幅器の種類を限定する必要はないが、特に、限界を追及する様な場合においては、受光感度を改善するために受光器4の前に設ける光増幅器としては、プリアンプ型のものが好ましく、また、大きな光ソリトンパルスを得るために光ファイバ2の前に設ける光増幅器としては、メインアンプ型のものが好ましい。 [0057] The optical amplifying means 7 is not necessary to limit the type of optical amplifier in the case where a high degree of functionality is not required, in particular, in the case such as to pursue the limits, in order to improve the light receiving sensitivity the optical amplifier provided in front of the light receiver 4 is preferably a pre-amplifier type, also, as the optical amplifier provided in order to obtain a large optical soliton pulses before the optical fiber 2, that of the main amplifier type is preferred.

【0058】次に、この多中継光ソリトン伝送システムMの動作について説明する。 Next, the operation of the multi-repeater optical soliton transmission system M.

【0059】光ソリトン発生器1により初段(N 1 )の光ファイバ2中に入射された光ソリトンパルスは、光中継器5の光分散補償手段5によりパルス幅が回復され周波数変調も補償され、光増幅手段6により光強度が増幅され、光ファイバ2の光損失により減少した光ソリトンパルスの強度を回復する。 [0059] optical soliton pulses incident on the optical fiber 2 in the first stage by the optical soliton generator 1 (N 1) is frequency modulated pulse-width is restored by the optical dispersion compensation means 5 optical repeater 5 is also compensated, light intensity is amplified by the optical amplification unit 6, to recover the strength of the optical soliton pulses reduced by the light loss of the optical fiber 2.

【0060】強度を回復した光ソリトンパルスは、その後、2段目(N 2 )の光ファイバ2に入射し、前記と同様に光中継器5の光分散補償手段5によりパルス幅が回復され周波数変調も補償され、光増幅手段6により光強度が増幅され、減少した光ソリトンパルスの強度を回復する。 [0060] optical soliton pulses strength recovers, then the second stage enters into the optical fiber 2 (N 2), the same manner as described above is a pulse width restored by optical dispersion compensation means 5 of the optical repeater 5 Frequency modulation is also compensated, the light intensity is amplified by the optical amplification unit 6, to recover the strength of the reduced optical soliton pulses.

【0061】以下、各段の光中継器5により光分散補償と光増幅が繰り返し行われ、最終段(N n )の光ファイバ2に入射した後は、前記と同様にパルス幅が回復されて周波数変調も補償され、また光強度も回復され、受光器4により再び電気信号に変換され、信号として取り出される。 [0061] Hereinafter, optical dispersion compensation and optical amplification is repeatedly performed by the optical repeater 5 in each stage, after having entered the optical fiber 2 in the last stage (N n), the as with the pulse width is restored frequency modulation is also compensated and the light intensity is restored and converted back to an electrical signal by the photo detector 4, it is taken out as a signal.

【0062】図7は、上記実施例の多中継光ソリトン伝送システムMにおける光ソリトンパルスの光分散補償及び光増幅の効果を確認するために、計算機を用いてシミュレーシュン解析を行った結果の一例を示すものである。 [0062] Figure 7 shows an example in order to confirm the effect of the optical dispersion compensator and optical amplification of optical soliton pulses in multi-repeater optical soliton transmission system M of the embodiment, a result of simulation Shun analyzed using computer It shows a.

【0063】図7では、入力に光ソリトンパルス対を用い、図6の各段の光中継器5の出力側におけるパルスの波形の変化の様子を示している。 [0063] In Figure 7, using an optical soliton pulse pairs to the input indicates the state of a change of the pulse waveform at the output of the optical repeater 5 in each stage of FIG.

【0064】ここでは、各光ソリトンパルスの半値幅τ [0064] In this case, the half-width τ of each of the optical soliton pulse
FWHMを10ps、波長を1.55μm、パルス間隔を5 10ps the FWHM, 1.55μm wavelength, the pulse interval 5
0ps、また、各光ファイバの長さを100km、各々の光伝送損失を0.24dB/km、群速度分散を− 0 ps, ​​also the length of each optical fiber 100km, each of 0.24 dB / miles an optical transmission loss, the group velocity dispersion -
2.0ps/km/nm、分散補償量を160ps/n 2.0ps / km / nm, the dispersion compensation amount 160 ps / n
mと仮定した。 It was assumed to be m. この分散補償量は図3の最適値と同一である。 The dispersion compensation amount is the same as the optimal value of FIG.

【0065】また、図8は、比較のために図7と同一条件の光ソリトンパルス対を用い、従来の方法により多中継伝送したパルスの波形を図7と同様の方法により示したものである。 [0065] Further, FIG. 8, using an optical soliton pulse pairs in FIG. 7 the same conditions for comparison, illustrates the same manner as FIG. 7 pulses of waveform multi-repeater transmission by conventional methods . ただし、各光ファイバの長さは25km However, the length of each optical fiber is 25km
である。 It is.

【0066】この結果から、従来の方法では伝送距離が短く波形も著しく省化しているのに対して、本実施例の方法では、光ソリトンパルス対がきれいに分離されて個々の信号を明瞭に識別することが可能となり、全体として2000km以上にわたって高情報伝送速度(高ビットレート)できれいな光ソリトンパルス対を伝搬させることが可能であることがわかる。 [0066] From this result, while the transmission distance in a conventional manner are also significantly ginger short waveform, the method of the present embodiment, the optical soliton pulse pairs are separated cleanly clearly identify the individual signals it becomes possible to, it can be seen that it is possible to propagate a clean optical soliton pulse pair over 2000km overall at a high information transmission rate (high bit rate).

【0067】また、各々の光ファイバの距離(光増幅器の設置間隔)は、本方法を用いることにより2倍以上となり(本例では4倍)、少ない光増幅器数で長距離の伝送が可能な経済的な光ソリトン通信が可能である。 [0067] Further, the distance of each optical fiber (installation interval of the optical amplifier), (4 times in this example) the method becomes more than doubled by using, capable of long-distance transmission with a small optical amplifier number it is possible to economical optical soliton communication.

【0068】以上説明したように、この実施例の多中継光ソリトン伝送システムMによれば、光ファイバ2と逆の符号の群速度分散を有する光分散補償手段6と、光増幅手段7とを具備する光中継器5を複数段用いて、光伝送損失による光ソリトンパルスの周波数変調を補償するとともに該光ソリトンパルスを増幅し、減少した光ソリトンパルスの強度を回復することとしたので、この光ソリトンパルスの無中継伝送可能な距離を更に延長することができ、光ソリトン伝送における光中継器5の設置間隔を延長することができ、したがって、2000km以上にわたって高情報伝送速度(高ビットレート)で多中継光ソリトン伝送をすることが可能になる。 [0068] As described above, according to the multi-repeater optical soliton transmission system M of the embodiment, the optical dispersion compensation means 6 having a group velocity dispersion of the optical fiber 2 and the opposite sign, and an optical amplifying means 7 the optical repeater 5 which comprises using a plurality of stages, to amplify the optical soliton pulses while compensating for the frequency modulation of the optical soliton pulses by the optical transmission loss, since the strength of the reduced optical soliton pulse was to recover, the can further extend the repeaterless transmittable distance of the optical soliton pulses, it is possible to extend the installation interval of the optical repeater 5 in an optical soliton transmission, therefore, the high information transmission rates over 2000 km (high bit rate) in it it is possible to a multi-repeater optical soliton transmission.

【0069】この様に、光ソリトン伝送における光増幅器の設置間隔を延長することができ、長距離、超高速大容量光通信を経済的に行うことができる光ソリトン伝送方法を提供することが可能になる。 [0069] Thus, it is possible to extend the installation interval of the optical amplifier in an optical soliton transmission, long distance, it is possible to provide an optical soliton transmission method capable of performing ultra-high-speed large-capacity optical communications economically become.

【0070】なお、多中継光ソリトン伝送システムMにおいては、光分散補償器を挿入する位置は(1)光ファイバの出力端、(2)光増幅器の出力端のいずれでもよく、いずれにおいても全く同一の効果を示すことができる。 [0070] In the multi-repeater optical soliton transmission system M, position (1) to insert the optical dispersion compensator output end of the optical fiber, (2) may be any of the output end of the optical amplifier, at all in any It may exhibit the same effects.

【0071】また、光分散補償器は独立した機器である必要はなく、例えば、光増幅器に分散特性を持たせ光分散補償器を兼ねる構成としてもよい。 [0071] Further, the optical dispersion compensator need not be a separate device, for example, it may be configured to serve as the optical dispersion compensator to have a dispersion characteristic to the optical amplifier.

【0072】なお、上記実施例のすべての場合においては、入力する光ソリトンパルスの振幅を通常の場合1. [0072] Incidentally, in the case of all of the above embodiments, when the amplitude of the input optical soliton pulses usually 1.
5倍程度にとり、伝送距離を延長する前記参考文献4, Taken 5 times, the references 4 to extend the transmission distance,
5の方法を併用している。 Is a combination of 5 of the way.

【0073】また、光ソリトン発生器もしくは光中継器からの出力光ソリトンパルスの強度を振幅A=1とすることも振幅A>1とすること(上記文献4,5)も可能であり、振幅A>1の場合にはさらなる中継距離の延長効果が期待できる。 [0073] Further, to the intensity of the output optical soliton pulses from the optical soliton generator or optical repeater and the amplitude A = 1 is also the amplitude A> 1 it (supra 4,5) are possible, the amplitude in the case of a> 1 can be expected the effect of extending further repeating distance.

【0074】 [0074]

【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明の請求項1記載の光ソリトン伝送方法によれば、単一モード光ファイバの負の群速度分散の波長領域で形成される光ソリトンを用いる光ソリトン伝送方法において、光ソリトン伝送用光ファイバに光伝送損失がある場合に、前記単一モード光ファイバと逆の符号の群速度分散を有する光分散補償器を用いて、 光ソリトン伝送路に光伝送損失 As described above in detail, according to the present invention, according to the optical soliton transmission method according to the first aspect of the present invention, the optical soliton to be formed in the wavelength region of negative group velocity dispersion of the single-mode optical fiber an optical soliton transmission method using, when the optical soliton transmission optical fiber has an optical transmission loss, by using the optical dispersion compensator having a group velocity dispersion of said single-mode optical fiber and opposite sign, optical soliton transmission line light transmission loss in
があり、この光伝送損失に伴う非線形性と分散性の釣り There is, nonlinearity and dispersion of fishing with this optical transmission loss
合いの崩れにより非線形性に起因する自己位相変調によ To self-phase modulation due to the non-linearity by the collapse of fit
って生じる光ソリトンパルスの非線形な周波数変調を補償することとしたので、この光ソリトンパルスが伝送中にその線形的な部分で生じた群速度分散による光ソリトンパルスの周波数変調及びパルス幅の広がりを補償し、 Since it was decided to compensate for non-linear frequency modulation of the optical soliton pulses occurring I spread frequency modulation and pulse width of the optical soliton pulses by the group velocity dispersion optical soliton pulse occurs in the linear portion during the transmission to compensate for,
伝搬中の光ソリトンパルスのパルス幅の広がりを許容して該光ソリトンパルスの無中継伝送可能な距離を延長することができる。 The spread of the pulse width of the optical soliton pulses in propagating allowed may extend the repeaterless transmittable distance of the optical soliton pulses. また、公知の如く光ソリトン伝送は非線形な効果を利用した伝送であって、 即ち光ソリトン Further, the optical soliton transmission, as is known a transmission utilizing a nonlinear effect, i.e. optical soliton
は、群速度分散による広がりと非線形光学効果(光カー Spreads and a non-linear optical effect (Kerr by group velocity dispersion
効果)による圧縮が釣り合うことにより、光ファイバに By compression by the effect) is balanced, the optical fiber
よる伝送損失(光損失)がない場合は、光ファイバ中を Transmission loss by the absence (light loss) is an optical fiber
波形を変えずに伝搬するという特徴があるが、光ファイ There is a feature that propagates without changing the waveform, but the optical fiber
バに損失があれば、この光伝送損失に伴う非線形性と分 If there is a loss in bar, nonlinearity and minutes associated with the optical transmission loss
散性の釣り合いの崩れにより生じる周波数変調は直線的にはならないが、このような非線形的な伝送で生じた非直線的な周波数変調であっても本発明においては光分散補償器の線形的な補償効果を利用して大きな補償効果を奏する。 Frequency modulation caused by the collapse of the dispersibility of the balance is not a straight but a linear optical dispersion compensator in even present invention even in such a non-linear, non-linear frequency modulation generated in the transmission It exhibits a large compensation effect by using the compensation effect.

【0075】したがって、長距離、超高速大容量光通信を経済的に行うことができる光ソリトン伝送方法を提供することが可能になる。 [0075] Therefore, a long distance, it is possible to provide an optical soliton transmission method capable of performing ultra-high-speed large-capacity optical communications economically.

【0076】また、請求項2記載の光ソリトン伝送方法によれば、請求項1記載の光ソリトン伝送方法において、前記光分散補償器により周波数変調を補償した後の光ソリトンパルスを光増幅器を用いて増幅することとしたので、前記光ソリトンパルスの受光感度を改善することができ、該光ソリトンパルスの無中継伝送可能な距離を更に延長することができる。 [0076] Further, according to the optical soliton transmission method according to claim 2, wherein, in the optical soliton transmission method according to claim 1, wherein, using an optical amplifier for optical soliton pulses after compensating for frequency modulation by the optical dispersion compensator since it was decided to amplify Te, it is possible to improve the light receiving sensitivity of the optical soliton pulses, the non-relay transmittable distance of the optical soliton pulses can be further extended.

【0077】したがって、光ソリトン伝送における光増幅器の設置間隔を延長することができ、長距離、超高速大容量光通信を経済的に行うことができる光ソリトン伝送方法を提供することが可能になる。 [0077] Thus, it is possible to extend the installation interval of the optical amplifier in an optical soliton transmission, long distance, it is possible to provide an optical soliton transmission method capable of performing ultra-high-speed large-capacity optical communications economically .

【0078】また、請求項3記載の光ソリトン伝送方法によれば、単一モード光ファイバの負の群速度分散の波長領域で形成される光ソリトンを用いる光ソリトン伝送方法において、光ソリトン伝送用光ファイバに光伝送損失がある場合に、前記単一モード光ファイバと逆の符号の群速度分散を有する光分散補償手段と、光増幅手段とを具備する光中継器を1段以上用いて、 光ソリトン伝送 [0078] Further, according to the optical soliton transmission method according to claim 3, wherein, in the optical soliton transmission method using an optical soliton is formed in the wavelength region of negative group velocity dispersion of the single-mode optical fiber, for optical soliton transmission if the optical fiber has an optical transmission loss, by using the an optical dispersion compensation unit having a group velocity dispersion of the single-mode optical fiber and opposite sign, one or more stages optical repeater comprising an optical amplifying unit, optical soliton transmission
路に光伝送損失があって、この光伝送損失に伴う非線形 There is an optical transmission loss in the road, a non-linear due to the optical transmission loss
性と分散性の釣り合いの崩れにより非線形性に起因する Due to the nonlinearity by collapse of sexual and dispersibility of the balancing
自己位相変調によって生じる光ソリトンパルスの非線形な周波数変調を補償するとともに該光ソリトンパルスを増幅し、該光ソリトンパルスの強度を回復させることとしたので、該光ソリトンパルスの強度を回復させることができ、該光ソリトンパルスの無中継伝送可能な距離を更に延長することができ、高情報伝送速度(高ビットレート)で多中継光ソリトン伝送をすることが可能になる。 Thereby compensating for the nonlinear frequency modulation of the optical soliton pulses caused by self phase modulation amplifies the optical soliton pulses, so it was decided to recover the strength of the optical soliton pulses, is possible to restore the strength of the optical soliton pulses can, it is possible to extend the repeaterless transmittable distance of the optical soliton pulses further, it is possible to a multi-repeater optical soliton transmission at high data transmission rates (high bit rate).

【0079】したがって、光ソリトン伝送における光中継器の設置間隔を延長することができ、長距離、超高速大容量光通信を多中継で経済的に行うことができる光ソリトン伝送方法を提供することが可能になる。 [0079] Thus, it is possible to extend the installation interval of the optical repeater in an optical soliton transmission, long distance, the ultra high-speed large-capacity optical communication multi-repeater to provide an optical soliton transmission method can be carried out economically It becomes possible. 特に、伝 In particular, Den
送条件によっては、2000km以上に渡って高情報伝 By sending conditions, high information heat transfer for more than 2000km
送速度できれいなソリトンパルスを伝搬させることが可 Yes it is possible to propagate a clean soliton pulses at a transmission speed
能になる。 It becomes ability.

【図面の簡単な説明】 BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

【図1】本発明の請求項1記載の光ソリトン伝送方法の一実施例の光ソリトン伝送システムSの構成を示す概略図である。 1 is a schematic diagram showing the configuration of an optical soliton transmission system S of an embodiment of an optical soliton transmission method according to the first aspect of the present invention.

【図2】図1中の光伝送路のA〜Cの各部分における光ソリトンパルスの波形の概略を示す図である。 2 is a diagram showing an outline of a waveform of an optical soliton pulses at the respective portions of the optical transmission path A~C in FIG.

【図3】本発明の一実施例の光ソリトン伝送システムS Optical soliton transmission system S according to an embodiment of the present invention; FIG
の分散補償量と光ソリトンパルス波形との関係を示す図である。 It is a diagram showing the relationship between the dispersion compensation amount and the optical soliton pulse waveform.

【図4】本発明の一実施例の光ソリトン伝送システムS Optical soliton transmission system S according to an embodiment of the present invention; FIG
の光ソリトンパルスのパルス幅と分散補償量との関係を示す図である。 In is a graph showing the relationship between the pulse width and the dispersion compensation amount of the optical soliton pulses.

【図5】本発明の一実施例の光ソリトン伝送システムS Optical soliton transmission system S according to an embodiment of the present invention; FIG
の分散補償量と光ソリトンパルス対の波形との関係を示す図である。 It is a diagram showing the relationship between the dispersion compensation amount and the optical soliton pulse pairs waveform.

【図6】本発明の請求項3記載の光ソリトン伝送方法の一実施例の多中継光ソリトン伝送システムMの構成を示す概略図である。 6 is a schematic diagram showing the structure of a multi-repeater optical soliton transmission system M of the embodiment of claim 3 optical soliton transmission method according to the present invention.

【図7】本発明の一実施例の多中継光ソリトン伝送システムMの各段の光増幅器の出力側におけるパルスの波形の変化の様子を示す図である。 7 is a diagram showing changes in the pulse waveform at the output of the optical amplifier of each stage of the multi-repeater optical soliton transmission system M of the embodiment of the present invention.

【図8】従来の多中継光ソリトン伝送システムの各段の光増幅器の出力側におけるパルスの波形の変化の様子を示す図である。 8 is a diagram showing changes of the pulse waveform at the output of the optical amplifier in each stage of a conventional multi-repeater optical soliton transmission system.

【符号の説明】 DESCRIPTION OF SYMBOLS

S 光ソリトン伝送システム 1 光ソリトン発生器 2 光ソリトン伝送用光ファイバ(光ファイバ) 3 光分散補償器 4 受光器 M 多中継光ソリトン伝送システム 5 光中継器 6 光分散補償手段 7 光増幅手段 N 1 〜N n S optical soliton transmission system 1 optical soliton generator 2 optical soliton transmission optical fiber (optical fiber) 3 optical dispersion compensator 4 photoreceiver M multi-repeater optical soliton transmission system 5 optical repeater 6 optical dispersion compensation unit 7 optical amplification means N 1 ~N n stage

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】 (57) [the claims]
  1. 【請求項1】 単一モード光ファイバの負の群速度分散の波長領域で形成される光ソリトンを用いる光ソリトン伝送方法において、 光ソリトン伝送用光ファイバに光伝送損失があり、この 1. A optical soliton transmission method using an optical soliton is formed in the negative in the wavelength range of the group velocity dispersion of the single-mode optical fiber, there is an optical transmission loss in optical soliton transmission optical fiber, the
    光伝送損失に伴う非線形性と分散性の釣り合いの崩れに The collapse of nonlinearity and dispersion of the balance due to the optical transmission loss
    より非線形性に起因する自己位相変調によって生じる非 Non caused by self-phase modulation due to the more nonlinearity
    線形な周波数変調を生じる場合に、前記単一モード光ファイバと逆の符号の群速度分散を有する光分散補償器を用いて、前記光伝送損失による光ソリトンパルスの非線形な周波数変調を補償することを特徴とする光ソリトン伝送方法。 If the resulting linear frequency modulation, using an optical dispersion compensator having a group velocity dispersion of said single-mode optical fiber and opposite sign to compensate for non-linear frequency modulation of the optical soliton pulses by the optical transmission loss that optical soliton transmission method according to claim.
  2. 【請求項2】 請求項1記載の光ソリトン伝送方法において、 前記光分散補償器により非線形な周波数変調を補償した後の光ソリトンパルスを光増幅器を用いて増幅することを特徴とする光ソリトン伝送方法。 2. A optical soliton transmission method of claim 1, wherein the optical soliton transmission, characterized in that amplified using an optical amplifier for optical soliton pulses after compensating for non-linear frequency modulation by the optical dispersion compensator Method.
  3. 【請求項3】 単一モード光ファイバの負の群速度分散の波長領域で形成される光ソリトンを用いる光ソリトン伝送方法において、 光ソリトン伝送用光ファイバに光伝送損失があり、この 3. A optical soliton transmission method using an optical soliton is formed in the negative in the wavelength range of the group velocity dispersion of the single-mode optical fiber, there is an optical transmission loss in optical soliton transmission optical fiber, the
    光伝送損失に伴う非線形性と分散性の釣り合いの崩れに The collapse of nonlinearity and dispersion of the balance due to the optical transmission loss
    より非線形性に起因する自己位相変調によって生じる非 Non caused by self-phase modulation due to the more nonlinearity
    線形な周波数変調を生じる場合に、前記単一モード光ファイバと逆の符号の群速度分散を有する光分散補償手段と、光増幅手段とを具備する光中継器を1段以上用いて、前記光伝送損失による光ソリトンパルスの非線形な周波数変調を補償するとともに該光ソリトンパルスを増幅することを特徴とする光ソリトン伝送方法。 If the resulting linear frequency modulation, by using the an optical dispersion compensation unit having a group velocity dispersion of the single-mode optical fiber and opposite sign, one or more stages optical repeater comprising an optical amplifying unit, the optical optical soliton transmission method characterized by amplifying the optical soliton pulses while compensating for the nonlinear frequency modulation of the optical soliton pulses due to the transmission loss.
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