JP3304011B2 - Digital optical transmission equipment - Google Patents

Digital optical transmission equipment

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JP3304011B2
JP3304011B2 JP02674994A JP2674994A JP3304011B2 JP 3304011 B2 JP3304011 B2 JP 3304011B2 JP 02674994 A JP02674994 A JP 02674994A JP 2674994 A JP2674994 A JP 2674994A JP 3304011 B2 JP3304011 B2 JP 3304011B2
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Description

【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、誘導ブリルアン散乱
(SBS)により生じた受信波形歪みに起因する符号誤
り率特性劣化を低減し、長スパン・大容量伝送を可能に
したディジタル光伝送装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a digital optical transmission apparatus capable of reducing a bit error rate characteristic caused by a received waveform distortion caused by stimulated Brillouin scattering (SBS) and enabling long span and large capacity transmission. .

【0002】[0002]

【従来の技術】無中継伝送距離を増大させるには、光送
信レベルの増大と、光受信レベルに対する高感度化が必
要である。光受信レベルについては、理論限界の数dB近
くまで高感度化が達成されている。一方、光送信レベル
については光ファイバ増幅器により比較的容易に高出力
化が可能になっている。
2. Description of the Related Art In order to increase the non-relay transmission distance, it is necessary to increase the optical transmission level and to increase the sensitivity to the optical reception level. As for the optical reception level, high sensitivity has been achieved up to a few dB close to the theoretical limit. On the other hand, the optical transmission level can be relatively easily increased by an optical fiber amplifier.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】しかし、通常の光ファ
イバを用いた光伝送系では光ファイバへの入力レベルが
所定の閾値(以下「SBS閾値」という。)を越える
と、誘導ブリルアン散乱による後方散乱光が急激に増加
するとともに、光ファイバ伝送後の光出力レベルの飽和
が始まる。このような現象が伝送特性(符号誤り率特
性)に影響を与え、受信感度を著しく劣化させる要因に
なっている。
However, in an optical transmission system using an ordinary optical fiber, when the input level to the optical fiber exceeds a predetermined threshold (hereinafter, referred to as "SBS threshold"), backward transmission due to stimulated Brillouin scattering occurs. As the scattered light increases sharply, the saturation of the light output level after transmission through the optical fiber starts. Such a phenomenon affects the transmission characteristics (code error rate characteristics) and is a factor that significantly deteriorates the receiving sensitivity.

【0004】ここで、光ファイバ入力レベルと、誘導ブ
リルアン散乱による後方散乱光の強度および光ファイバ
伝送後の光出力レベルとの関係を図5に示す。なお、光
ファイバへの入力光は、CPFSK(位相連続周波数シ
フトキーイング)で変調し、2.5Gbit/s の伝送速度を
有する16ビット固定パターンのものを用いた。図に示す
ように、光ファイバ入力レベルが+12dBmを越えると、
誘導ブリルアン散乱による後方散乱光の強度が急激に増
加し、また光出力レベルの飽和が始まる。
FIG. 5 shows the relationship between the optical fiber input level, the intensity of backscattered light due to stimulated Brillouin scattering, and the optical output level after transmission through the optical fiber. The input light to the optical fiber was modulated by CPFSK (phase continuous frequency shift keying) and had a fixed pattern of 16 bits having a transmission rate of 2.5 Gbit / s. As shown in the figure, when the optical fiber input level exceeds +12 dBm,
The intensity of the backscattered light due to stimulated Brillouin scattering sharply increases and the light output level begins to saturate.

【0005】次に、上記の入力光(16ビット固定パター
ン)を例に、誘導ブリルアン散乱により生じた受信波形
歪みに起因する符号誤り率特性の劣化について説明す
る。図6は、各ビットごとの符号誤り率(BER)およ
び波形歪みの測定系を示す。図において、パルスパター
ン発生器61の出力信号がCPFSK光変調回路62で
変調され、その光信号が光ブースタアンプ63で増幅さ
れて単一モード光ファイバ64に入力される。単一モー
ド光ファイバ64を伝送された光信号は、ヘテロダイン
光受信回路65で電気信号に変換され、さらに復調およ
び識別された後に、1:16DEMUX回路66で各ビッ
トごとの信号に分離される。また、サンプリングオシロ
スコープ67は波形歪みを測定する。1:16DEMUX
回路66の各出力は、誤りが発生していなければ常に符
号“1”あるいは“0”に対応した所定の電圧を示すの
で、各出力の変化を符号誤り検出器68が計数して各ビ
ットごとの符号誤り率を測定する構成になっている。
Next, the degradation of the bit error rate characteristic caused by the received waveform distortion caused by stimulated Brillouin scattering will be described using the above-mentioned input light (16-bit fixed pattern) as an example. FIG. 6 shows a measurement system of a bit error rate (BER) and a waveform distortion for each bit. In the figure, an output signal of a pulse pattern generator 61 is modulated by a CPFSK optical modulation circuit 62, and the optical signal is amplified by an optical booster amplifier 63 and input to a single mode optical fiber 64. The optical signal transmitted through the single-mode optical fiber 64 is converted into an electric signal by a heterodyne optical receiving circuit 65, further demodulated and identified, and then separated into signals for each bit by a 1:16 DEMUX circuit 66. The sampling oscilloscope 67 measures the waveform distortion. 1:16 DEMUX
Each output of the circuit 66 always indicates a predetermined voltage corresponding to the code "1" or "0" unless an error occurs. Therefore, the change of each output is counted by the code error detector 68, and each bit is output. Is measured.

【0006】ここで、各ビットごとの符号誤り率(BE
R)分布を図7に示す。は光ファイバ入力レベルPin
=+10dBmの場合であり、これはSBS閾値以下のレベ
ルである。はPin=+17.2dBmの場合であり、これは
SBS閾値よりはるかに高いレベルである。黒マークお
よび白マークは、符号“1”および“0”を表す。ま
た、16ビット固定パターン全体での符号誤り率が一定と
なるように、各受信レベルPreを調整した。なお、に
ついては後述する。
Here, the bit error rate for each bit (BE
R) The distribution is shown in FIG. Is the optical fiber input level Pin
= + 10 dBm, which is below the SBS threshold. Is the case where Pin = + 17.2 dBm, which is a level much higher than the SBS threshold. The black mark and the white mark represent codes “1” and “0”. Further, each reception level Pre was adjusted so that the code error rate in the entire 16-bit fixed pattern was constant. This will be described later.

【0007】Pin=+10dBmの場合には、符号“1”あ
るいは“0”のいずれにも10-7程度の符号誤り率を示す
ビット(1:No.1,No.11、0:No.5,No.10,No.13,No.1
6) が存在する(受信レベルPre=−43.0dBm,識別閾
値Vth=−0.440 V)。一方、Pin=+17.2dBmの場合
には、符号“0”の特定ビット(No.10) の符号誤り率が
10-6と大きく(受信レベルPre=−37.0dBm,識別閾値
Vth=−0.440 V)、全体の符号誤り率特性劣化の原因
になっている。
In the case of Pin = + 10 dBm, a bit (1: No.1, No.11, 0: No.5) indicating a code error rate of about 10 -7 for either the code "1" or "0". , No.10, No.13, No.1
6) (reception level Pre = -43.0 dBm, identification threshold Vth = -0.440 V). On the other hand, when Pin = + 17.2 dBm, the code error rate of the specific bit (No. 10) of code “0” is
This is as large as 10 -6 (reception level Pre = −37.0 dBm, identification threshold Vth = −0.440 V), which causes deterioration of the overall bit error rate characteristics.

【0008】ここで、符号“0”および“1”の代表的
なビットとして、No.10 およびNo.1についての光ファイ
バ入力レベルと復調波形振幅(平均と分散)の関係を図
8に示す。 No.10(“0”)の方が、SBS閾値を越え
る光ファイバ入力レベルの上昇とともに復調波形振幅が
急激に減少し、図7に示したようにこのビットの符号誤
り率が大きく劣化することがわかる。
FIG. 8 shows the relationship between the optical fiber input level and the demodulated waveform amplitude (average and dispersion) for No. 10 and No. 1 as representative bits of codes "0" and "1". . In the case of No. 10 (“0”), the demodulation waveform amplitude sharply decreases with an increase in the optical fiber input level exceeding the SBS threshold, and the bit error rate of this bit is greatly deteriorated as shown in FIG. I understand.

【0009】このように特定ビットの復調波形振幅が大
きく歪んで符号誤り率特性を著しく劣化させるので、従
来のディジタル光伝送装置では、光送信レベルを誘導ブ
リルアン散乱の影響のないレベルまで低下させる必要が
あった。これが伝送距離を制限する要因にもなってい
た。
As described above, since the demodulation waveform amplitude of a specific bit is greatly distorted and the bit error rate characteristic is remarkably deteriorated, in the conventional digital optical transmission device, it is necessary to lower the optical transmission level to a level that does not have the effect of stimulated Brillouin scattering. was there. This also became a factor limiting the transmission distance.

【0010】なお、3つ以上の識別閾値をもち、それぞ
れの識別判定結果からマークをスペースと誤っている
か、スペースをマークと誤っているかを判断し、識別閾
値を制御する方法がある(特願昭59-53300号)。しか
し、この方法では、ビットごとに識別判定と識別閾値制
御を行うので、構成上不可欠なD/A変換器その他の規
模の大きな集積回路に高速動作が要求される。したがっ
て、ギガビット以上の伝送速度に対応させるのは極めて
困難であった。
There is a method in which three or more identification thresholds are used, and it is determined whether a mark is erroneous as a space or a space is erroneous as a mark based on the result of each identification determination, and the identification threshold is controlled (Japanese Patent Application Laid-Open (JP-A) No. 2001-110630). No. 59-53300). However, in this method, since the identification determination and the identification threshold control are performed for each bit, a high-speed operation is required for a D / A converter and other large-scale integrated circuits that are indispensable for the configuration. Therefore, it has been extremely difficult to support transmission speeds of gigabit or more.

【0011】本発明は、光送信レベルをある程度大きく
しても、誘導ブリルアン散乱に基づく符号誤り率特性劣
化を低減することができるディジタル光伝送装置を提供
することを目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a digital optical transmission apparatus capable of reducing bit error rate characteristic deterioration due to stimulated Brillouin scattering even if the optical transmission level is increased to some extent.

【0012】[0012]

【課題を解決するための手段】本発明は、光受信装置の
識別回路の識別閾値として、光ファイバで発生する誘導
ブリルアン散乱の強度に対して符号誤り率が最小となる
識別閾値を設定する手段を備える。
According to the present invention, there is provided a means for setting an identification threshold for minimizing a bit error rate with respect to the intensity of stimulated Brillouin scattering generated in an optical fiber, as an identification threshold of an identification circuit of an optical receiver. Is provided.

【0013】また、光送信装置に、光ファイバの誘導ブ
リルアン散乱により発生する後方散乱光の強度を検出す
る手段と、後方散乱光の強度情報を送信信号に書き込む
手段とを備え、光受信装置に、受信信号に書き込まれて
いる後方散乱光の強度情報を読み出す手段と、読み出さ
れた後方散乱光の強度情報をもとに、この後方散乱光の
強度に対して符号誤り率が最小となる識別閾値を識別回
路に設定する手段とを備える。
[0013] The optical transmitting apparatus further includes means for detecting the intensity of backscattered light generated by stimulated Brillouin scattering of the optical fiber, and means for writing the intensity information of the backscattered light into a transmission signal. Means for reading the intensity information of the backscattered light written in the received signal, and based on the intensity information of the read backscattered light, the code error rate is minimized with respect to the intensity of the backscattered light. Means for setting an identification threshold in the identification circuit.

【0014】また、光受信装置に、光ファイバの入力光
と、誘導ブリルアン散乱光との間に生ずるビート成分の
強度を検出する手段と、受信光の強度とビート成分の強
度の比から誘導ブリルアン散乱の強度を検出する手段
と、誘導ブリルアン散乱の強度に対して符号誤り率が最
小となる識別閾値を識別回路に設定する手段とを備え
る。
The optical receiving apparatus further includes means for detecting the intensity of a beat component generated between the input light of the optical fiber and the stimulated Brillouin scattered light, and a stimulated Brillouin based on a ratio of the intensity of the received light to the intensity of the beat component. Means for detecting the intensity of the scattering, and means for setting an identification threshold at which the bit error rate with respect to the intensity of the stimulated Brillouin scattering is minimized in the identification circuit.

【0015】[0015]

【作用】本発明は、誘導ブリルアン散乱の強度を検出
し、それに基づいて光受信装置の識別回路の識別閾値と
して符号誤り率を最小とする値に制御する。これによ
り、誘導ブリルアン散乱により生じた受信波形歪みに起
因する符号誤り率特性劣化を低減することができる。な
お、誘導ブリルアン散乱の強度は、光送信装置側で後方
散乱光の強度から検出して光受信装置側に転送するか、
光受信装置側で光ファイバの入力光と誘導ブリルアン散
乱光との間に生ずるビート成分の強度から検出すること
ができる。
According to the present invention, the intensity of stimulated Brillouin scattering is detected, and based on the detected intensity, the identification threshold of the identification circuit of the optical receiver is controlled to a value that minimizes the bit error rate. As a result, it is possible to reduce the degradation of the bit error rate characteristic caused by the received waveform distortion caused by stimulated Brillouin scattering. Note that the intensity of stimulated Brillouin scattering is detected from the intensity of the backscattered light on the optical transmitter side and transferred to the optical receiver side,
Optical fiber input light and stimulated Brillouin scattering on the optical receiver side
It can be detected from the intensity of the beat component generated between the light and the scattered light .

【0016】ここで、識別閾値の制御により符号誤り率
特性が改善されることについて説明する。図9は、光受
信レベルと符号誤り率(BER)との関係を示す。な
お、光ファイバへの入力光は、CPFSKで変調し、
2.5Gbit/s の伝送速度を有する16ビット固定パターン
のものを用いた。は、光ファイバ入力レベルPin=+
10dBm、識別閾値Vth=−0.440 V(Pin=+10dBm時
の最適識別閾値)の符号誤り率特性(トータル)であ
る。は、Pin=+17.2dBm、Vth=−0.440 Vの符号
誤り率特性(トータル)である。は、Pin=+17.2dB
m、Vth=−0.495 V(Pin=+17.2dBm時の最適識別
閾値)の符号誤り率特性(トータル)である。なお、
の場合の各ビットごとの符号誤り率(BER)分布を図
7に示す。
Here, how the bit error rate characteristic is improved by controlling the identification threshold will be described. FIG. 9 shows the relationship between the optical reception level and the bit error rate (BER). The input light to the optical fiber is modulated by CPFSK,
A 16-bit fixed pattern having a transmission rate of 2.5 Gbit / s was used. Is the optical fiber input level Pin = +
It is a code error rate characteristic (total) of 10 dBm and an identification threshold Vth = −0.440 V (optimum identification threshold when Pin = + 10 dBm). Is a code error rate characteristic (total) of Pin = + 17.2 dBm and Vth = −0.440 V. Is Pin = + 17.2dB
m, Vth = −0.495 V (optimum identification threshold when Pin = + 17.2 dBm) is a code error rate characteristic (total). In addition,
FIG. 7 shows the bit error rate (BER) distribution for each bit in the case of.

【0017】の場合には、誘導ブリルアン散乱の影響
で符号誤り率が大幅に劣化し、フロアが生じているのが
わかる。これに対して、のように識別閾値を調整して
Vth=−0.495 Vとするとフロアがなく、符号誤り率が
1×10-9で 5.5dBの受信感度が改善されていることがわ
かる。また、図7に示すように、符号“0”のビット
(No.10 その他)で符号誤り率が大幅に改善され、符号
“1”および“0”のそれぞれの最悪符号誤り率はほぼ
同等になっている。
In the case of (1), it can be seen that the bit error rate is significantly deteriorated due to stimulated Brillouin scattering, and a floor is generated. On the other hand, if the threshold value is adjusted to Vth = −0.495 V as shown in FIG. 5, there is no floor, and the code error rate is 1 × 10 -9 and the receiving sensitivity of 5.5 dB is improved. As shown in FIG. 7, the bit error rate of the code “0” (No. 10 and others) is greatly improved, and the worst bit error rates of the codes “1” and “0” are almost the same. Has become.

【0018】[0018]

【実施例】図1は、本発明のディジタル光伝送装置の第
1実施例の構成を示す(請求項2)。
FIG. 1 shows the configuration of a first embodiment of a digital optical transmission apparatus according to the present invention (claim 2).

【0019】図において、光送信装置は、セクションオ
ーバヘッド処理回路11、光変調回路12a、光ブース
タアンプ13a、光方向性結合器14、光/電気変換器
(O/E)15およびA/D変換器16により構成され
る。光受信装置は、光/電気変換器(O/E)21a、
復調整形回路22a、タイミング抽出回路23a、識別
回路24a、セクションオーバヘッド処理回路25、デ
ィジタル信号処理回路(DSP)26aおよびD/A変
換器27aにより構成される。
In the figure, an optical transmitting apparatus includes a section overhead processing circuit 11, an optical modulation circuit 12a, an optical booster amplifier 13a, an optical directional coupler 14, an optical / electrical converter (O / E) 15, and an A / D converter. It is constituted by a vessel 16. The optical receiver includes an optical / electrical converter (O / E) 21a,
It comprises a demodulation and shaping circuit 22a, a timing extraction circuit 23a, an identification circuit 24a, a section overhead processing circuit 25, a digital signal processing circuit (DSP) 26a, and a D / A converter 27a.

【0020】パルスパターン発生器61の出力信号は、
光送信装置のセクションオーバヘッド処理回路11を介
して光変調回路12aに入力され、そこで変調された光
信号が光ブースタアンプ13aで増幅され、光方向性結
合器14を介して単一モード光ファイバ64に送出され
る。一方、単一モード光ファイバ64の誘導ブリルアン
散乱に応じた後方散乱光は、光方向性結合器14から光
/電気変換器15に入力されて電気信号に変換され、そ
の強度情報がA/D変換器16を介してセクションオー
バヘッド処理回路11に与えられる。セクションオーバ
ヘッド処理回路11は、この誘導ブリルアン散乱の強度
情報を送信信号に書き込む。なお、誘導ブリルアン散乱
に応じた後方散乱光の強度変動、特にバースト的変動は
十数kHz以下であり( Takushima and Okoshi, "Instab
ilities of Light Intensity inan Optical Fiber in t
he Presence of Stimulated Brillouin Scattering",OF
C'92)、また光ファイバ増幅器の出力の経年変動もこれ
よりはるかに遅いので、A/D変換器16等の応答速度
による問題は生じない。
The output signal of the pulse pattern generator 61 is
The optical signal is input to the optical modulation circuit 12a via the section overhead processing circuit 11 of the optical transmission device, where the modulated optical signal is amplified by the optical booster amplifier 13a, and the single mode optical fiber 64 is transmitted via the optical directional coupler 14. Sent to On the other hand, the backscattered light corresponding to the stimulated Brillouin scattering of the single mode optical fiber 64 is input from the optical directional coupler 14 to the optical / electrical converter 15 and is converted into an electric signal, and the intensity information is A / D. The signal is supplied to the section overhead processing circuit 11 via the converter 16. The section overhead processing circuit 11 writes the intensity information of the stimulated Brillouin scattering into the transmission signal. Note that the intensity fluctuation of the backscattered light in response to stimulated Brillouin scattering, especially a burst-like fluctuation, is less than 10 kHz (Takushima and Okoshi, "Instab
ilities of Light Intensity inan Optical Fiber in t
he Presence of Stimulated Brillouin Scattering ", OF
C'92), and the aging of the output of the optical fiber amplifier is much slower than this, so that the problem due to the response speed of the A / D converter 16 and the like does not occur.

【0021】単一モード光ファイバ64を伝送された光
信号は、光受信装置の光/電気変換器21aで電気信号
に変換され、復調整形回路22aで復調および整形され
た後に、タイミング抽出回路23aで抽出されたタイミ
ングを基準に識別回路24aで識別される。その識別信
号は、セクションオーバヘッド処理回路25を介して符
号誤り検出器68に送出される。また、セクションオー
バヘッド処理回路25は、この識別信号から光送信装置
側で書き込まれた誘導ブリルアン散乱の強度情報を読み
出してディジタル信号処理回路26aに与える。ディジ
タル信号処理回路26aは、その強度情報に対応する識
別回路24aの最適識別閾値を決定し、D/A変換器2
7aを介して識別回路24aに与える。
The optical signal transmitted through the single-mode optical fiber 64 is converted into an electric signal by the optical / electrical converter 21a of the optical receiver, demodulated and shaped by the demodulation and shaping circuit 22a, and then converted into a timing extracting circuit 23a. Is identified by the identification circuit 24a on the basis of the timing extracted in step (1). The identification signal is sent to the code error detector 68 via the section overhead processing circuit 25. Further, the section overhead processing circuit 25 reads out the intensity information of the stimulated Brillouin scattering written on the optical transmission device side from the identification signal, and supplies it to the digital signal processing circuit 26a. The digital signal processing circuit 26a determines an optimum identification threshold value of the identification circuit 24a corresponding to the intensity information, and the D / A converter 2
7a to the identification circuit 24a.

【0022】ディジタル信号処理回路26aにおける処
理では、誘導ブリルアン散乱の強度情報と識別回路24
aの最適識別閾値との関係をメモリに保持しておき、サ
ービス時にこのメモリを参照して識別閾値制御を行う。
なお、ディジタル信号処理回路26aでは、予めこの系
の試験時に光送信装置の光送信レベルを段階的に変化さ
せて誘導ブリルアン散乱に応じた後方散乱光の強度を変
化させ、各強度情報ごとに識別閾値をスイープし、符号
誤り検出器68の検出結果から符号誤り率が最小となる
最適識別閾値を測定しておく。したがって、本実施例の
構成によれば、光送信装置の光送信レベルの経年変動が
起こった場合でも、誘導ブリルアン散乱の強度(後方散
乱光の強度)の変化から、常に最適識別閾値を設定して
符号誤り率を最小とすることができる。
In the processing in the digital signal processing circuit 26a, the intensity information of stimulated Brillouin scattering and the identification circuit 24
The relationship between a and the optimal identification threshold is held in a memory, and the identification threshold is controlled by referring to this memory during service.
In the digital signal processing circuit 26a, the intensity of the backscattered light according to the stimulated Brillouin scattering is changed by changing the optical transmission level of the optical transmitter stepwise in advance during the test of this system, and the identification is performed for each intensity information. The threshold is swept, and the optimum identification threshold at which the code error rate is minimized is measured from the detection result of the code error detector 68. Therefore, according to the configuration of the present embodiment, even when the optical transmission level of the optical transmission device changes over time, the optimum identification threshold is always set based on the change in the intensity of stimulated Brillouin scattering (the intensity of backscattered light). Thus, the bit error rate can be minimized.

【0023】ここで、光送信装置から光受信装置への誘
導ブリルアン散乱の強度情報の転送方法について説明す
る。シンクロナスディジタルハイアラーキ(SDH)方
式は、CCITT(現ITU)で国際規格が定められ
(G.709)、図2に示すように伝送信号はSTM−Nフ
レーム(2.48832 Gbit/s ではN=16)の構成をとる。
この最初のN×9バイトは、セクションオーバヘッド
(SOH)と呼ばれる各種の監視信号や制御信号を送る
部分である。次に続くN×261 バイトは、ペイロードと
呼ばれるサービス信号を送る部分である。以下、9行目
までの各セクションオーバヘッドおよびペイロードを繰
り返し、1フレームを構成している。なお、1行目のセ
クションオーバヘッド(N×9バイト)を除くフレーム
内のビットは、原始多項式(1×X6×X7)で表される
スクランブルが掛けられている。誘導ブリルアン散乱の
強度情報(後方散乱光の強度情報)は、光送信装置のセ
クションオーバヘッド処理回路11でセクションオーバ
ヘッドの一部に書き込まれ、光受信装置のセクションオ
ーバヘッド処理回路25で読み出される方式により、送
受信間の転送が行われる。
Here, a method of transferring the intensity information of stimulated Brillouin scattering from the optical transmitter to the optical receiver will be described. In the synchronous digital hierarchy (SDH) system, an international standard is defined by CCITT (current ITU) (G.709), and as shown in FIG. 2, a transmission signal is an STM-N frame (N = 16 at 2.48832 Gbit / s). Configuration.
The first N × 9 bytes are for sending various monitoring signals and control signals called section overhead (SOH). The next N × 261 bytes are a part for transmitting a service signal called a payload. Hereinafter, each section overhead and payload up to the ninth line are repeated to form one frame. The bits in the frame excluding the section overhead (N × 9 bytes) in the first row are scrambled by a primitive polynomial (1 × X 6 × X 7 ). The intensity information of the stimulated Brillouin scattering (the intensity information of the backscattered light) is written into a part of the section overhead by the section overhead processing circuit 11 of the optical transmission device, and is read by the section overhead processing circuit 25 of the optical reception device. Transfer between transmission and reception is performed.

【0024】ところで、誘導ブリルアン散乱の発生時に
は、光ファイバ入力光に対して約11GHz程度周波数シフ
トした誘導ブリルアン散乱光が光ファイバ出力光に含ま
れ、入力光との間にビートが生じる。このビートによ
り、受信信号の光/電気変換後のスペクトラムにおい
て、図3(2) に示すように11GHz付近でスペクトルが観
測される。なお、図3(1) は光ファイバ入力レベルPin
=+12dBmで誘導ブリルアン散乱が発生しない場合であ
り、図3(2) は光ファイバ入力レベルPin=+17dBmで
誘導ブリルアン散乱が発生する場合である。
When stimulated Brillouin scattering occurs, stimulated Brillouin scattered light having a frequency shift of about 11 GHz with respect to the input light of the optical fiber is included in the output light of the optical fiber, and a beat is generated between the light and the input light. Due to this beat, a spectrum is observed around 11 GHz in the spectrum after the optical / electrical conversion of the received signal, as shown in FIG. 3 (2). FIG. 3A shows the optical fiber input level Pin.
= + 12 dBm when stimulated Brillouin scattering does not occur, and FIG. 3B shows a case where stimulated Brillouin scattering occurs when the optical fiber input level Pin = + 17 dBm.

【0025】したがって、この11GHz付近のビート成分
を観測し、全体のパワーとの比をとることにより、受信
装置側でも誘導ブリルアン散乱の強度を検出することが
できる。この場合には、第1実施例のように、光送信装
置側で後方散乱光の強度から誘導ブリルアン散乱の強度
を検出し、その強度情報を光受信装置側へ転送する必要
がなくなる。以下、第2実施例として説明する。
Therefore, the intensity of stimulated Brillouin scattering can be detected even on the receiving device side by observing the beat component around 11 GHz and calculating the ratio to the total power. In this case, unlike the first embodiment, it is not necessary to detect the intensity of stimulated Brillouin scattering from the intensity of the backscattered light on the optical transmitter side and transfer the intensity information to the optical receiver side. Hereinafter, a second embodiment will be described.

【0026】図4は、本発明のディジタル光伝送装置の
第2実施例の構成を示す(請求項3)。図において、光
送信装置は、光変調回路12bおよび光ブースタアンプ
13bにより構成される。光受信装置は、光/電気変換
器(O/E)21b、復調整形回路22b、タイミング
抽出回路23b、識別回路24b、バンドパスフィルタ
(BPF)28、パワー検出器29,30、除算器3
1、A/D変換器32、ディジタル信号処理回路(DS
P)26bおよびD/A変換器27bにより構成され
る。
FIG. 4 shows the configuration of a second embodiment of the digital optical transmission apparatus according to the present invention (claim 3). In the figure, the optical transmission device includes an optical modulation circuit 12b and an optical booster amplifier 13b. The optical receiving device includes an optical / electrical converter (O / E) 21b, a demodulation and shaping circuit 22b, a timing extracting circuit 23b, a discriminating circuit 24b, a band-pass filter (BPF) 28, power detectors 29 and 30, and a divider 3.
1, A / D converter 32, digital signal processing circuit (DS
P) 26b and a D / A converter 27b.

【0027】パルスパターン発生器61の出力信号は、
光送信装置の光変調回路12bに入力され、そこで変調
された光信号が光ブースタアンプ13bで増幅されて単
一モード光ファイバ64に送出される。
The output signal of the pulse pattern generator 61 is
The optical signal is input to the optical modulation circuit 12b of the optical transmission device, where the modulated optical signal is amplified by the optical booster amplifier 13b and transmitted to the single mode optical fiber 64.

【0028】単一モード光ファイバ64を伝送された光
信号は、光受信装置の光/電気変換器21bで電気信号
に変換され、復調整形回路22bで復調および整形され
た後に、タイミング抽出回路23bで抽出されたタイミ
ングを基準に識別回路24bで識別され、符号誤り検出
器68に送出される。一方、バンドパスフィルタ28で
受信信号から11GHz付近のビート成分を抽出し、パワー
検出器29でその強度を検出する。また、パワー検出器
30で受信信号全体の強度を検出し、除算器31で両者
の比をとる。ここで、パワー検出器29,30の時定数
は、誘導ブリルアン散乱による強度変動周期より短く、
スクランブルの周期(SDH伝送方式では7段であり、
周期は(27−1)/B、B:ビットレート)よりも長い
値に設定する。これにより、光ファイバの損失変動等を
キャンセルし、誘導ブリルアン散乱に起因するビート成
分の強度変動のみを検出することができる。
The optical signal transmitted through the single-mode optical fiber 64 is converted into an electric signal by the optical / electrical converter 21b of the optical receiver, demodulated and shaped by the demodulation and shaping circuit 22b, and then converted by the timing extracting circuit 23b. Are identified by the identification circuit 24b based on the timing extracted in the step (1), and sent to the code error detector 68. On the other hand, a band component around 11 GHz is extracted from the received signal by the band-pass filter 28, and the intensity is detected by the power detector 29. The power detector 30 detects the intensity of the entire received signal, and the divider 31 calculates the ratio between the two. Here, the time constants of the power detectors 29 and 30 are shorter than the intensity fluctuation period due to stimulated Brillouin scattering,
Scramble period (7 stages in SDH transmission system,
The period is set to a value longer than (2 7 -1) / B, B: bit rate. This makes it possible to cancel the loss fluctuation of the optical fiber and detect only the fluctuation in the intensity of the beat component caused by stimulated Brillouin scattering.

【0029】除算器31の出力は、A/D変換器32を
介してディジタル信号処理回路26bに与えられる。デ
ィジタル信号処理回路26bは、誘導ブリルアン散乱に
起因するビート成分の強度に対応する識別回路24bの
最適識別閾値を決定し、D/A変換器27bを介して識
別回路24bに与える。なお、ディジタル信号処理回路
26bにおける識別閾値制御については第1実施例と同
様である。
The output of the divider 31 is supplied to a digital signal processing circuit 26b via an A / D converter 32. The digital signal processing circuit 26b determines an optimum discrimination threshold of the discrimination circuit 24b corresponding to the intensity of the beat component caused by stimulated Brillouin scattering, and supplies it to the discrimination circuit 24b via the D / A converter 27b. Note that the identification threshold control in the digital signal processing circuit 26b is the same as in the first embodiment.

【0030】なお、第1実施例および第2実施例の説明
では、強度変調−直接検波方式を例に説明したが、コヒ
ーレントホモダイン方式あるいはコヒーレントヘテロダ
イン方式、その他の光伝送方式にも本発明の適用が可能
である。
In the description of the first and second embodiments, the intensity modulation / direct detection method has been described as an example. However, the present invention can be applied to a coherent homodyne method, a coherent heterodyne method, and other optical transmission methods. Is possible.

【0031】[0031]

【発明の効果】以上説明したように、本発明のディジタ
ル光伝送装置は、誘導ブリルアン散乱の強度に基づいて
符号誤り率を最小とする識別閾値を識別回路に設定する
ことにより、誘導ブリルアン散乱により生じる受信波形
歪みに起因する符号誤り率特性劣化を低減することがで
きる。これにより、光送信レベルを高めに設定すること
が可能となり、長スパン・大容量伝送を実現することが
できる。
As described above, the digital optical transmission apparatus according to the present invention sets an identification threshold value for minimizing the bit error rate in the identification circuit based on the intensity of stimulated Brillouin scattering, thereby enabling the digital Brillouin scattering. It is possible to reduce bit error rate characteristic deterioration due to the received waveform distortion. As a result, the optical transmission level can be set higher, and long span and large capacity transmission can be realized.

【0032】誘導ブリルアン散乱の強度は、光送信装置
側で後方散乱光の強度から容易に検出することができ
る。また、光受信装置側で光ファイバの入力光と誘導ブ
リルアン散乱光との間に生ずるビート成分の強度から容
易に検出することができる。
The intensity of stimulated Brillouin scattering can be easily detected on the optical transmitter side from the intensity of backscattered light. Also, the input light of the optical fiber and the guide
It can be easily detected from the intensity of the beat component generated between the light and the Lilouin scattered light .

【0033】また、本発明のディジタル光伝送装置で
は、光ファイバの誘導ブリルアン散乱の強度から対応す
る最適な識別閾値を直接得ることができるので、伝送速
度によらず、ギガビット以上の伝送速度にも十分に対応
することができる。
Further, in the digital optical transmission device of the present invention, a corresponding optimum identification threshold can be directly obtained from the intensity of stimulated Brillouin scattering of an optical fiber. We can respond enough.

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

【図1】本発明のディジタル光伝送装置の第1実施例の
構成を示すブロック図。
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a first embodiment of a digital optical transmission device according to the present invention.

【図2】STM−Nのフレーム構成を示す図。FIG. 2 is a diagram showing an STM-N frame configuration.

【図3】誘導ブリルアン散乱の発生の有無に応じた受信
信号スペクトルを示す図。
FIG. 3 is a diagram showing a received signal spectrum according to whether or not stimulated Brillouin scattering has occurred;

【図4】本発明のディジタル光伝送装置の第2実施例の
構成を示すブロック図。
FIG. 4 is a block diagram showing a configuration of a digital optical transmission apparatus according to a second embodiment of the present invention.

【図5】光ファイバ入力レベルと、誘導ブリルアン散乱
による後方散乱光の強度および光ファイバ伝送後の光出
力レベルとの関係を示す図。
FIG. 5 is a diagram showing a relationship between an optical fiber input level, an intensity of backscattered light due to stimulated Brillouin scattering, and an optical output level after transmission of the optical fiber.

【図6】各ビットごとの符号誤り率(BER)および波
形歪みの測定系を示すブロック図。
FIG. 6 is a block diagram showing a measurement system of a bit error rate (BER) and a waveform distortion for each bit.

【図7】各ビットごとの符号誤り率(BER)分布を示
す図。
FIG. 7 is a diagram showing a bit error rate (BER) distribution for each bit.

【図8】代表的ビットにおける光ファイバ入力レベルと
復調波形振幅の関係を示す図。
FIG. 8 is a diagram illustrating a relationship between an optical fiber input level and a demodulated waveform amplitude in a representative bit.

【図9】光受信レベルと符号誤り率(BER)との関係
を示す図。
FIG. 9 is a diagram showing a relationship between an optical reception level and a bit error rate (BER).

【符号の説明】[Explanation of symbols]

11,25 セクションオーバヘッド処理回路 12 光変調回路 13 光ブースタアンプ 14 光方向性結合器 15,21 光/電気変換器(O/E) 16,32 A/D変換器 22 復調整形回路 23 タイミング抽出回路 24 識別回路 26 ディジタル信号処理回路(DSP) 27 D/A変換器 28 バンドパスフィルタ(BPF) 29,30 パワー検出器 31 除算器 61 パルスパターン発生器 62 CPFSK光変調回路 63 光ブースタアンプ 64 単一モード光ファイバ 65 ヘテロダイン光受信回路 66 1:16DEMUX回路 67 サンプリングオシロスコープ 68 符号誤り検出器 11, 25 Section overhead processing circuit 12 Optical modulation circuit 13 Optical booster amplifier 14 Optical directional coupler 15, 21 Optical / electrical converter (O / E) 16, 32 A / D converter 22 Demodulation and shaping circuit 23 Timing extraction circuit 24 Identification Circuit 26 Digital Signal Processing Circuit (DSP) 27 D / A Converter 28 Band Pass Filter (BPF) 29, 30 Power Detector 31 Divider 61 Pulse Pattern Generator 62 CPFSK Optical Modulation Circuit 63 Optical Booster Amplifier 64 Single Mode optical fiber 65 Heterodyne optical receiving circuit 66 1:16 DEMUX circuit 67 Sampling oscilloscope 68 Code error detector

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H04B 10/00 - 10/28 H04J 14/00 - 14/08 JICSTファイル(JOIS)──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (58) Field surveyed (Int.Cl. 7 , DB name) H04B 10/00-10/28 H04J 14/00-14/08 JICST file (JOIS)

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 光送信装置と光受信装置とが光ファイバ
を介して接続されたディジタル光伝送装置において、前記光ファイバで発生する誘導ブリルアン散乱の強度を
検出する誘導ブリルアン散乱強度検出手段と、 前記光送信装置の光送信レベルと前記光受信装置の識別
回路の識別閾値を変化させ、前記誘導ブリルアン散乱の
強度に対して前記光受信装置の受信信号の符号誤り率が
最小となる識別閾値をあらかじめ測定し、測定情報とし
て記憶する手段と、 前記測定情報の記憶後に検出される誘導ブリルアン散乱
の強度と前記測定情報に基づき、符号誤り率が最小とな
る識別閾値を前記識別回路に設定する識別閾値設定手段
を備えたことを特徴とするディジタル光伝送装置。
In a digital optical transmission device in which an optical transmitting device and an optical receiving device are connected via an optical fiber, the intensity of stimulated Brillouin scattering generated in the optical fiber is determined.
Stimulated Brillouin scattering intensity detection means for detecting, an optical transmission level of the optical transmitter and identification of the optical receiver
By changing the identification threshold of the circuit, the stimulated Brillouin scattering
The bit error rate of the signal received by the optical receiver is
The minimum identification threshold is measured in advance and used as measurement information.
Means for storing Te, stimulated Brillouin scattering which is detected after storage of the measurement information
The bit error rate is minimized based on the strength of the
Identification threshold setting means for setting an identification threshold to the identification circuit
Digital optical transmission apparatus characterized by comprising and.
【請求項2】 請求項1に記載のディジタル光伝送装置
において、 前記光送信装置には、前記誘導ブリルアン散乱強度検出手段として、 前記光フ
ァイバの誘導ブリルアン散乱により発生する後方散乱光
の強度を検出する手段と、 前記後方散乱光の強度情報を送信信号に書き込む手段と
を備え、 前記光受信装置には、 受信信号に書き込まれている後方散乱光の強度情報を
記誘導ブリルアン散乱の強度として読み出す手段を備え
たことを特徴とするディジタル光伝送装置。
2. A digital optical transmission device according to claim 1.
In the optical transmission device, as the stimulated Brillouin scattering intensity detection means, means for detecting the intensity of backscattered light generated by stimulated Brillouin scattering of the optical fiber, and intensity information of the backscattered light into a transmission signal and means for writing, in the light receiving apparatus, prior to the intensity information of the backscattered light that has been written to the receive signal
A digital optical transmission device comprising means for reading out the intensity of stimulated Brillouin scattering .
【請求項3】 請求項1に記載のディジタル光伝送装置
において、 前記光受信装置には、前記誘導ブリルアン散乱強度検出手段として、 受信光の
強度を検出する手段と、前記光ファイバの入力光と誘導
ブリルアン散乱光との間に生ずるビート成分の強度を検
出する手段と、前記受信光の強度と前記ビート成分の強
度の比から誘導ブリルアン散乱の強度を検出する手段と
を備えたことを特徴とするディジタル光伝送装置。
3. A digital optical transmission device according to claim 1.
In induction, the said optical receiving apparatus, as the stimulated Brillouin scattering intensity detecting means, and means for detecting the intensity of the received light, the input light of the optical fiber
Means for detecting the intensity of a beat component generated between the Brillouin scattered light and means for detecting the intensity of stimulated Brillouin scattering from the ratio of the intensity of the received light to the intensity of the beat component. Digital optical transmission equipment.
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