JP3188719B2 - 光伝送システム - Google Patents
光伝送システムInfo
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- JP3188719B2 JP3188719B2 JP02276891A JP2276891A JP3188719B2 JP 3188719 B2 JP3188719 B2 JP 3188719B2 JP 02276891 A JP02276891 A JP 02276891A JP 2276891 A JP2276891 A JP 2276891A JP 3188719 B2 JP3188719 B2 JP 3188719B2
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- Japan
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- soliton
- amplifier
- path
- optical
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-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04B—TRANSMISSION
- H04B10/00—Transmission systems employing electromagnetic waves other than radio-waves, e.g. infrared, visible or ultraviolet light, or employing corpuscular radiation, e.g. quantum communication
- H04B10/25—Arrangements specific to fibre transmission
- H04B10/2507—Arrangements specific to fibre transmission for the reduction or elimination of distortion or dispersion
- H04B10/25077—Arrangements specific to fibre transmission for the reduction or elimination of distortion or dispersion using soliton propagation
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
- Signal Processing (AREA)
- Optical Communication System (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は例えばデータ或いは電話
通信の応用に対する光伝送システム、および特に高いビ
ット率で長い中継されないファイバ光リンクを伝わって
動作するシステムに関する。
通信の応用に対する光伝送システム、および特に高いビ
ット率で長い中継されないファイバ光リンクを伝わって
動作するシステムに関する。
【０００２】
【従来の技術】光ファイバパスを伝わる光信号の長距離
伝送での主な課題は、伝送される信号の分散である。分
散は、伝送媒体内の種々の周波数の速度のおよび／また
は信号のモード構成要素の差から発生する。この影響は
信号の構成要素パルスの幅を広くさせ、それ故に再生が
必要になる前の信号が伝送され得る距離を制限する。こ
の問題は伝送周波数或いは波長の適切な選択によって減
少することができる。シリカの光ファイバに対して、信
号の分散が最小値（非ゼロ）である波長が存在すること
が知られている。この周波数での信号の伝送は結果とし
てある改善が為されるが、非常に長い距離にわたる伝送
を可能にする程十分では決してない。通常、この問題は
ファイバ光パスに沿って一定の間隔で中継器を設けるこ
とによって解決される。通常の中継器は光信号の再生お
よび再調時を提供し、そして例えばエラーチェックに対
する監視機能を提供することもできる。したがって通常
の中継器は複雑であり、そして幾分かコスト高の装置と
なる。さらにこのような中継器は信号を出すシステムの
フォーマットおよびビット率とコンパチブルであるよう
に設計されるので、このような中継器を設けられたシス
テムはかなりの不便さや出費なしに続いてグレードを上
げる、例えばより高いビット率にする、ことはできな
い。実際に中継器の修復および置換が実行不可能である
海底システムに対しては、続いてシステムのグレードを
上げることは不可能であり得る。
伝送での主な課題は、伝送される信号の分散である。分
散は、伝送媒体内の種々の周波数の速度のおよび／また
は信号のモード構成要素の差から発生する。この影響は
信号の構成要素パルスの幅を広くさせ、それ故に再生が
必要になる前の信号が伝送され得る距離を制限する。こ
の問題は伝送周波数或いは波長の適切な選択によって減
少することができる。シリカの光ファイバに対して、信
号の分散が最小値（非ゼロ）である波長が存在すること
が知られている。この周波数での信号の伝送は結果とし
てある改善が為されるが、非常に長い距離にわたる伝送
を可能にする程十分では決してない。通常、この問題は
ファイバ光パスに沿って一定の間隔で中継器を設けるこ
とによって解決される。通常の中継器は光信号の再生お
よび再調時を提供し、そして例えばエラーチェックに対
する監視機能を提供することもできる。したがって通常
の中継器は複雑であり、そして幾分かコスト高の装置と
なる。さらにこのような中継器は信号を出すシステムの
フォーマットおよびビット率とコンパチブルであるよう
に設計されるので、このような中継器を設けられたシス
テムはかなりの不便さや出費なしに続いてグレードを上
げる、例えばより高いビット率にする、ことはできな
い。実際に中継器の修復および置換が実行不可能である
海底システムに対しては、続いてシステムのグレードを
上げることは不可能であり得る。
【０００３】この問題を解決しようとする際に、光信号
がソリトンフォーマットで伝送されることが提案されて
きた。ソリトンは、ほとんど劣化することなく非常に長
い距離にわたって伝播する孤立波或いはパルスである。
光ソリトンの発生は、L.Mollenauer & K.Smithによる
“Demonstration of Soliton Transmission over moret
han 4,000 Km in fibre with loss periodically compe
nsated by Ramangain ”Optical Letters,13 (1988) 67
5 頁、に記載されている。
がソリトンフォーマットで伝送されることが提案されて
きた。ソリトンは、ほとんど劣化することなく非常に長
い距離にわたって伝播する孤立波或いはパルスである。
光ソリトンの発生は、L.Mollenauer & K.Smithによる
“Demonstration of Soliton Transmission over moret
han 4,000 Km in fibre with loss periodically compe
nsated by Ramangain ”Optical Letters,13 (1988) 67
5 頁、に記載されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ソリトンフォーマット
での光信号の伝送における重要な課題は振幅制御であ
る。光ファイバパスを介してのソリトン伝送は、ファイ
バ分散特性およびその効果的な断面に依存する正確な信
号振幅を必要とする。この振幅からの離脱は、結果とし
て分散のない伝送による損失を伴ったソリトン純度の低
下を生じさせる。
での光信号の伝送における重要な課題は振幅制御であ
る。光ファイバパスを介してのソリトン伝送は、ファイ
バ分散特性およびその効果的な断面に依存する正確な信
号振幅を必要とする。この振幅からの離脱は、結果とし
て分散のない伝送による損失を伴ったソリトン純度の低
下を生じさせる。
【０００５】本発明の目的は、この欠点を最小にする或
いは解決することである。
いは解決することである。
【０００６】本発明の別の目的は、改善されたファイバ
光伝送システムを提供することである。
光伝送システムを提供することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】長距離ソリトン伝送の課
題の１つの解決方法は、私共の第89 25818.0号別出願明
細書（K.C.Byron 40）で提案されている。これは、それ
によって伝送される信号に対して、受動的光パイプにな
るように光ファイバを出現させるステップを具備する光
ファイバ通信システムでのソリトンタイプの相互作用を
排除する方法を記載している。
題の１つの解決方法は、私共の第89 25818.0号別出願明
細書（K.C.Byron 40）で提案されている。これは、それ
によって伝送される信号に対して、受動的光パイプにな
るように光ファイバを出現させるステップを具備する光
ファイバ通信システムでのソリトンタイプの相互作用を
排除する方法を記載している。
【０００８】本発明はソリトン伝送の課題に対する代わ
りの方法を提供する。
りの方法を提供する。
【０００９】本発明の１つの態様において、ファイバ光
パスと、前記パスに沿って間隔を置いて配置された光増
幅手段と、光ソリトンを前記パスの中に送り出すように
適合された送信器と、前記ソリトンをパスから受信する
ように配置された受信器とを具備しており、各前記増幅
手段は伝送されたソリトンの特性から信号を導出してそ
れによってほぼ純粋なソリトン伝送が実施できるように
ソリトン振幅を制御するための手段を具備するファイバ
光伝送システムが提供されている。
パスと、前記パスに沿って間隔を置いて配置された光増
幅手段と、光ソリトンを前記パスの中に送り出すように
適合された送信器と、前記ソリトンをパスから受信する
ように配置された受信器とを具備しており、各前記増幅
手段は伝送されたソリトンの特性から信号を導出してそ
れによってほぼ純粋なソリトン伝送が実施できるように
ソリトン振幅を制御するための手段を具備するファイバ
光伝送システムが提供されている。
【００１０】本発明の別の態様において、情報信号のフ
ァイバ光伝送の方法であり、その情報信号に対応する光
ソリトンパルスのシーケンスを発生することと、ファイ
バ光パスを伝わってソリトンパルスを伝送することと、
前記パスに沿ったステージでソリトンパルスを増幅する
ことと、各増幅器ステージでのソリトン特性から先行す
る増幅器ステージに対するフィードバック利得制御サイ
ンを導出することとを具備し、それによって各前記間隔
での増幅の程度がほぼ純粋なソリトン伝送を提供するよ
うに制御される方法が提供される。
ァイバ光伝送の方法であり、その情報信号に対応する光
ソリトンパルスのシーケンスを発生することと、ファイ
バ光パスを伝わってソリトンパルスを伝送することと、
前記パスに沿ったステージでソリトンパルスを増幅する
ことと、各増幅器ステージでのソリトン特性から先行す
る増幅器ステージに対するフィードバック利得制御サイ
ンを導出することとを具備し、それによって各前記間隔
での増幅の程度がほぼ純粋なソリトン伝送を提供するよ
うに制御される方法が提供される。
【００１１】本発明の別の態様において、ファイバ光ソ
リトン伝送システム用増幅器装置であり、光増幅器と、
受信されたソリトン信号を解析するためおよび純粋なソ
リトンフォーマットからの前記受信されたソリトン信号
の偏差を示すフィードバック利得制御信号を同様な増幅
器装置に伝送するための手段と、別の同様な増幅器装置
からフィードバック利得制御信号を受信して増幅器利得
を制御しそれによってほぼ純粋なソリトン伝送が実施で
きる利得値を提供するための手段とを具備する装置が提
供される。
リトン伝送システム用増幅器装置であり、光増幅器と、
受信されたソリトン信号を解析するためおよび純粋なソ
リトンフォーマットからの前記受信されたソリトン信号
の偏差を示すフィードバック利得制御信号を同様な増幅
器装置に伝送するための手段と、別の同様な増幅器装置
からフィードバック利得制御信号を受信して増幅器利得
を制御しそれによってほぼ純粋なソリトン伝送が実施で
きる利得値を提供するための手段とを具備する装置が提
供される。
【００１２】その技術はとりわけ広帯域光増幅器による
従来の中継器の置換が結果として著しいコストの低下を
生じさせる長距離海底光システムに適合するが、まった
くそれのみに限定されるわけではない。この技術はソリ
トンの純粋さを生じさせ伝送電力を最良にする。
従来の中継器の置換が結果として著しいコストの低下を
生じさせる長距離海底光システムに適合するが、まった
くそれのみに限定されるわけではない。この技術はソリ
トンの純粋さを生じさせ伝送電力を最良にする。
【００１３】
【実施例】図面の図１を参照すると、光伝送システムは
通常海底のファイバ光ケーブルであり間隔を置いて増幅
器12が設けられているファイバ光パス11を具備してい
る。通常、増幅器間の距離は約20キロメートルである。
送信器13はファイバ光パス11の一（入力）端部に結合さ
れ、受信器14はパスの他方の（出力）端部に結合され
る。送信器は、入力データ信号に対応する光信号をソリ
トンフォーマットでパス11の中に送り出すように適合さ
れる。これらの信号はファイバ媒体に対する最小分散周
波数に一致する周波数であることが好ましく、そして非
常に短い持続時間のパルスの形状である。通常、パルス
の長さは１ピコ秒以下である。各パルスの形状はsech2
関数のものに対応してソリトン伝送に対するフォーマッ
トを提供するべきである。ソリトンはファイバ光パスを
伝わってほぼ分散のない方法で伝播し、各ソリトンの振
幅はほぼ純粋なソリトン伝送が達成されるように制御さ
れる。ソリトンパルスはこのような短い持続時間である
ので、伝送の高いビット率においてでさえも連続するソ
リトンパルス間に効果的な分離が存在する。各増幅器12
はフィードバック信号を提供し、それによって伝送パス
内の先行する増幅器の利得を制御する。
通常海底のファイバ光ケーブルであり間隔を置いて増幅
器12が設けられているファイバ光パス11を具備してい
る。通常、増幅器間の距離は約20キロメートルである。
送信器13はファイバ光パス11の一（入力）端部に結合さ
れ、受信器14はパスの他方の（出力）端部に結合され
る。送信器は、入力データ信号に対応する光信号をソリ
トンフォーマットでパス11の中に送り出すように適合さ
れる。これらの信号はファイバ媒体に対する最小分散周
波数に一致する周波数であることが好ましく、そして非
常に短い持続時間のパルスの形状である。通常、パルス
の長さは１ピコ秒以下である。各パルスの形状はsech2
関数のものに対応してソリトン伝送に対するフォーマッ
トを提供するべきである。ソリトンはファイバ光パスを
伝わってほぼ分散のない方法で伝播し、各ソリトンの振
幅はほぼ純粋なソリトン伝送が達成されるように制御さ
れる。ソリトンパルスはこのような短い持続時間である
ので、伝送の高いビット率においてでさえも連続するソ
リトンパルス間に効果的な分離が存在する。各増幅器12
はフィードバック信号を提供し、それによって伝送パス
内の先行する増幅器の利得を制御する。
【００１４】図２は非常に概略的ではあるが、図１の伝
送システムで使用される増幅器の構成を示している。図
２に示されるように増幅器の構成は、例えば励起された
（pumped）増幅ファイバ部分である光増幅器21とそれに
連結した利得制御回路22とを具備し、それによって増幅
器利得は伝送されたパルスがソリトンフォーマットのま
まであることを確実にするように制御される。利得制御
回路22は、システム内の次の（下流の）増幅器からフィ
ードバック信号を受信する。増幅器もまた、システム内
の先行する（上流の）増幅器からの制御信号に備える。
増幅器利得22にはフィードバック信号上に重ねられ且つ
発振器23によって局部的に発生される、例えば正弦的に
変化する入力である、比較的低い周波数のディザが提供
される。増幅器利得のこのディザの目的は以下に記載さ
れるであろう。システムの先行する増幅器に対するフィ
ードバック信号は、受信されたパルスの純粋なソリトン
フォーマットからの離脱の大きさを決定することによっ
て導出される。図２の増幅器構成では、これは伝送され
る信号からタップされた部分の解析によって達成され
る。タップ25は、入力ファイバ11ａから伝送される信号
のわずかな部分を抽出する。このタップされた信号はそ
こで解析されて、直接的にか或いは間接的に、純粋なソ
リトンフォーマットからのその離脱の大きさを決定す
る。図２の構成では、間接的な光技術が使用される。タ
ップされた信号は分割器26を介して、異なったパス帯域
を有する第１および第２のフィルタ27,28 へ供給され
る。各フィルタ27,28 はそれぞれ光検知器29,30 に連結
され、それらの出力はコンパレータ31の入力に結合さ
れ、その出力はソリトンパルスの周波数特性のおよびし
たがってそれらの純度の程度を提供する。
送システムで使用される増幅器の構成を示している。図
２に示されるように増幅器の構成は、例えば励起された
（pumped）増幅ファイバ部分である光増幅器21とそれに
連結した利得制御回路22とを具備し、それによって増幅
器利得は伝送されたパルスがソリトンフォーマットのま
まであることを確実にするように制御される。利得制御
回路22は、システム内の次の（下流の）増幅器からフィ
ードバック信号を受信する。増幅器もまた、システム内
の先行する（上流の）増幅器からの制御信号に備える。
増幅器利得22にはフィードバック信号上に重ねられ且つ
発振器23によって局部的に発生される、例えば正弦的に
変化する入力である、比較的低い周波数のディザが提供
される。増幅器利得のこのディザの目的は以下に記載さ
れるであろう。システムの先行する増幅器に対するフィ
ードバック信号は、受信されたパルスの純粋なソリトン
フォーマットからの離脱の大きさを決定することによっ
て導出される。図２の増幅器構成では、これは伝送され
る信号からタップされた部分の解析によって達成され
る。タップ25は、入力ファイバ11ａから伝送される信号
のわずかな部分を抽出する。このタップされた信号はそ
こで解析されて、直接的にか或いは間接的に、純粋なソ
リトンフォーマットからのその離脱の大きさを決定す
る。図２の構成では、間接的な光技術が使用される。タ
ップされた信号は分割器26を介して、異なったパス帯域
を有する第１および第２のフィルタ27,28 へ供給され
る。各フィルタ27,28 はそれぞれ光検知器29,30 に連結
され、それらの出力はコンパレータ31の入力に結合さ
れ、その出力はソリトンパルスの周波数特性のおよびし
たがってそれらの純度の程度を提供する。
【００１５】増幅器利得が過度に高いか或いは低いかの
ときにソリトン純度からの偏差が生じるであろうことが
理解されるであろう。したがって、この偏差の程度を提
供するコンパレータ出力信号は多義的である。この多義
性を除去するためにコンパレータ出力は、伝送パス内の
先行する増幅器の発振器によって受信された信号に導入
されるディザの周波数に調整された同期検知器32に供給
される。ディザ信号に関連してソリトン純度からの信号
偏差の傾きの感知を決定することによって、検知器32は
適切なフィードバック信号を決定し、先行する増幅器の
利得を増加或いは減少させる。これは、システムの各増
幅器が結果としてほぼ純粋なソリトン伝送を生じさせる
その値を中心とする利得値の範囲を有することを確実に
する。
ときにソリトン純度からの偏差が生じるであろうことが
理解されるであろう。したがって、この偏差の程度を提
供するコンパレータ出力信号は多義的である。この多義
性を除去するためにコンパレータ出力は、伝送パス内の
先行する増幅器の発振器によって受信された信号に導入
されるディザの周波数に調整された同期検知器32に供給
される。ディザ信号に関連してソリトン純度からの信号
偏差の傾きの感知を決定することによって、検知器32は
適切なフィードバック信号を決定し、先行する増幅器の
利得を増加或いは減少させる。これは、システムの各増
幅器が結果としてほぼ純粋なソリトン伝送を生じさせる
その値を中心とする利得値の範囲を有することを確実に
する。
【００１６】図１および図２のシステムはいかなる特定
のビット率およびいかなる特定の信号コーディングの形
状にも限定されないのでさらなる更新、例えばより高い
ビット率および／またはより狭いパルス幅で動作する、
が容易にできることが理解されるであろう。
のビット率およびいかなる特定の信号コーディングの形
状にも限定されないのでさらなる更新、例えばより高い
ビット率および／またはより狭いパルス幅で動作する、
が容易にできることが理解されるであろう。
【図１】光伝送システムの概略図。
【図２】図１のシステムのための増幅器装置の概略図。
11…ファイバ光パス、12…増幅器、13…送信器、14…受
信器、21…光増幅器、22…利得制御、 29,30…光検知
器、31…コンパレータ、32…同期検知器。
信器、21…光増幅器、22…利得制御、 29,30…光検知
器、31…コンパレータ、32…同期検知器。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 リチャード・エドワード・エプワース イギリス国、シーエム２・７エルワイ、 ハーツ、ビショップス・ストートフォー ド、シアリング、ザ・ストリート、ラン バーツ、フラット ４ (56)参考文献 特開 平２−157830（ＪＰ，Ａ) Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ａｐｐｌｉｅ ｄ Ｐｈｙｓｉｃｓ，Ｖｏｌ．66，Ｎ ｏ．７，ｐｐ．2803−2812 (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G02F 1/35 H04B 10/16 H04B 10/17
Claims (6)
- 【請求項１】 ファイバ光パスと、前記パスに沿って間
隔を置いて配置された光増幅手段と、光ソリトンを前記
パスの中に送り出すように適合された送信器と、前記ソ
リトンをパスから受信するように配置された受信器とを
具備しており、前記増幅手段は光増幅器を具備し、前記
増幅手段は純粋なソリトンフォーマットからの各ソリト
ンパルスの偏差を評価しそれによって前記パス内の先行
する増幅手段に対する対応する増幅器利得制御信号を導
出するための手段を具備し、そして各前記増幅手段は前
記パス内の引き続く増幅器から前記利得制御信号を受信
しそれによって各前記増幅器の利得をほぼ純粋なソリト
ン伝送が実施できる値に制御するための手段をさらに具
備するファイバ光伝送システム。 - 【請求項２】 純粋なソリトンフォーマットからの各ソ
リトンパルスの偏差を評価するための前記手段が、異な
った光波長に応答しそしてコンパレータに結合された第
１および第２の検知器を具備し、それによって利得制御
信号が導出される請求項１記載の伝送システム。 - 【請求項３】 利得制御信号が監視チャンネルを伝わっ
て伝送される請求項１或いは２の何れか１項記載の伝送
システム。 - 【請求項４】 情報信号のファイバ光伝送の方法であ
り、その情報信号に対応する光ソリトンパルスのシーケ
ンスを発生することと、ファイバ光パスを伝わってソリ
トンパルスを伝送することと、前記パスに沿ったステー
ジでソリトンパルスを増幅することと、各増幅器ステー
ジでのソリトン特性から先行する増幅器ステージに対す
るフィードバック利得制御サインを導出することとを含
み、それによって各前記間隔での増幅の程度がほぼ純粋
なソリトン伝送を提供するように制御される方法。 - 【請求項５】 前記増幅制御が純粋なソリトンフォーマ
ットから伝送されたソリトンの偏差の評価によって決定
される請求項４記載のファイバ光伝送の方法。 - 【請求項６】 光増幅器と、受信されたソリトン信号を
解析するためおよび純粋なソリトンフォーマットから前
記受信されたソリトン信号の偏差を示すフィードバック
利得制御信号を同様な増幅器装置に伝送するための手段
と、別の同様な増幅器装置からフィードバック利得制御
信号を受信して増幅器利得を制御しそれによってほぼ純
粋なソリトン伝送が実施できる利得値を提供するための
手段とを具備するファイバ光ソリトン伝送システム用増
幅器装置。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| GB9001571A GB2240228B (en) | 1990-01-23 | 1990-01-23 | Optical transmission system. |
| GB9001571:0 | 1990-01-23 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04212936A JPH04212936A (ja) | 1992-08-04 |
| JP3188719B2 true JP3188719B2 (ja) | 2001-07-16 |
Family
ID=10669789
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP02276891A Expired - Fee Related JP3188719B2 (ja) | 1990-01-23 | 1991-01-23 | 光伝送システム |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5080505A (ja) |
| JP (1) | JP3188719B2 (ja) |
| AU (1) | AU627643B2 (ja) |
| FR (1) | FR2657478B1 (ja) |
| GB (1) | GB2240228B (ja) |
Families Citing this family (21)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CA2063606C (en) * | 1989-07-13 | 1997-07-15 | Peter Healey | Optical communications network |
| GB8927783D0 (en) * | 1989-12-08 | 1990-02-14 | British Telecomm | Frequency agility |
| JPH04124935A (ja) * | 1990-09-17 | 1992-04-24 | Canon Inc | 光通信ネットワーク及びそこで用いられる光ノード |
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| US5140656A (en) * | 1991-08-12 | 1992-08-18 | At&T Bell Laboratories | Soliton optical fiber communication system |
| GB2281669B (en) * | 1993-09-01 | 1997-08-06 | Northern Telecom Ltd | WDM optical transmission systems |
| JP3378969B2 (ja) * | 1994-02-10 | 2003-02-17 | エヌイーシートーキン株式会社 | 受信システム |
| US5513029A (en) * | 1994-06-16 | 1996-04-30 | Northern Telecom Limited | Method and apparatus for monitoring performance of optical transmission systems |
| US5745274A (en) * | 1995-12-27 | 1998-04-28 | Lucent Technologies Inc. | Maintenance of optical networks |
| US5898801A (en) | 1998-01-29 | 1999-04-27 | Lockheed Martin Corporation | Optical transport system |
| KR100318922B1 (ko) | 1998-07-30 | 2001-12-29 | 윤종용 | 파장 분할 다중방식을 채용한 광 전송시스템에서 안정화상태감시기능을 구비한 파장 안정화회로 |
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