JP3811022B2

JP3811022B2 - Optical waveform shaping circuit

Info

Publication number: JP3811022B2
Application number: JP2001179478A
Authority: JP
Inventors: 拓也大原; 秀彦高良; 章平野
Original assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Current assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Priority date: 2001-06-14
Filing date: 2001-06-14
Publication date: 2006-08-16
Anticipated expiration: 2021-06-14
Also published as: JP2002372730A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、波長多重信号光を一括して波形整形する光波形整形回路に関する。
【０００２】
【従来の技術】
光伝送システムでは、光ファイバ伝送路における減衰、光増幅器における自然放出光雑音の付加、光ファイバ伝送路の分散や光非線形効果による符号間干渉などの様々な要因により、伝送される光信号に波形劣化が生じる。そのため、光ファイバ伝送路には、光増幅器や波形再生を行う識別再生中継器が適当な間隔で配置される。
【０００３】
一方、近年の伝送容量増大の要求に応えるために、１本の光ファイバ伝送路で異なる波長を有する複数の光信号を伝送する波長分割多重（ＷＤＭ）が積極的に利用されている。このような波長多重伝送システムにおいても、同様に光増幅器や識別再生中継器などが必要になっている。
【０００４】
図５は、波長多重伝送システムにおける従来の識別再生中継器の構成例を示す。図において、波長多重信号光は、光ファイバ伝送路５１および光増幅器５２を介して識別再生中継器５３に入力される。識別再生中継器５３は、光分波器５４、複数の識別再生回路５５、光合波器５６により構成される。識別再生中継器５３に入力する波長多重信号光は、光分波器５４で各チャネルの信号光に分波され、それぞれ対応する識別再生回路５５で識別再生され、さらに光合波器５６で合波して波長多重信号光として出力される。
【０００５】
この識別再生回路５５としては、光信号を電気信号に変換した後に電子回路により識別再生し、再度光信号に変換する方法が実用化されている。また、光信号を光信号のままで識別再生する方法が研究されており、例えば半導体光増幅器を組み込んだマッハツェンダ干渉計や、非線形ループミラーなどの光制御スイッチを用いる方法が知られている。
【０００６】
一方、光信号の強度揺らぎを低減する波形整形技術が提案されている（特開平１１−２８４２６１号公報）。この技術は、リタイミング機能は含まれていないが、簡単な構成で光信号の強度雑音を抑圧できる特徴を有している。この強度雑音抑圧原理について、図６を参照して説明する。
【０００７】
図６において、符号６１〜６４は光パルス信号の時間波形、符号６５〜６７は光パルス信号６２〜６４に対応するスペクトル波形を示す。強度雑音成分をもって入力される光パルス信号６１は、光増幅器７１で強度雑音成分を含んだまま増幅されて光パルス信号６２となる。この強度雑音成分を含む光パルス信号６２を異常分散光ファイバ７２に入射するが、そのとき入射ピークパワーを基本ソリトンパワーより大きくかつ基本ソリトンパワーの２倍以下に制御する。また、異常分散光ファイバ７２のファイバ長は、ソリトン周期より長くなるように設定される。
【０００８】
このようなソリトン周期より長い異常分散光ファイバ７２に光パルス信号を入射すると、光ファイバの非線形効果である自己位相変調によるチャーピングと分散によるチャーピングが逆方向になるので、両者が打ち消しあって基本ソリトンが発生する。ここでは、基本ソリトンパワーよりも大きなピークパワーの光パルス信号６２を入射するので、自己位相変調によるチャーピングの効果の方が大きくなり、光パルス信号６２はパルス圧縮されて光パルス信号６３となるとともに、スペクトル波形６６のようなスペクトル広がりを生じる。
【０００９】
このように、入力光パルス信号の強度揺らぎは、自己位相変調によりスペクトル幅の揺らぎに変換されるが、入射ピークパワーが基本ソリトンパワーに近いためにスペクトルの中心部分は基本ソリトンに近い形に収束する。したがって、バンドパスフィルタ７３の透過帯域をこのスペクトルの中心部分に設定することにより、光パルス信号６４およびそのスペクトル６７に示すように、スペクトル幅の揺らぎに変換された強度雑音成分を取り除くことができる。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、図６に示す構成は１波長の光信号を対象としたものである。すなわち、バンドパスフィルタ７３は１波長のみを切り取り、光パワー制御も全パワーをモニタする構成になっているために、このままの構成では波長多重信号光の各チャネルごとの波形整形への適用は不可能であった。
【００１１】
本発明は、波長多重伝送システムにおいて、波長多重信号光の伝送中に発生する各チャネルの強度雑音成分を一括して抑圧することができる光波形整形回路を提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明の光波形整形回路は、波長多重信号光の全チャネルを一括増幅する利得帯域を有する光増幅器と、光増幅器で増幅された波長多重信号光を入力し、ファイバ長がソリトン周期より長く、平均の波長分散が異常分散になる特性を有する非線形光ファイバと、非線形光ファイバを通過した波長多重信号光を入力し、各チャネルの光パルス信号の中心波長を含む離散的（周期的）な透過帯域を有し、各チャネルの光パルス信号を一括分波して再度合波する分波フィルタおよび合波フィルタと、非線形光ファイバに入射する各チャネルの光パルス信号のピークパワーが基本ソリトンパワーより大きく、かつ基本ソリトンパワーの２倍以下になるように制御する光パワー制御手段とを備える。
ここで、非線形光ファイバは、複数本の異常分散光ファイバと複数本の正常分散光ファイバを交互に接続し、平均の分散スロープが小さく、平均の波長分散が異常分散を示し、１本の異常分散光ファイバと１本の正常分散光ファイバの長さの和がソリトン周期より十分に短く、かつ全体のファイバ長がソリトン周期より長くなるように構成されたことを特徴とする。
【００１３】
これにより、波長多重信号光に重畳された強度雑音が、非線形光ファイバを通過することにより各チャネルごとにスペクトル幅の揺らぎに変換され、分波フィルタでそのスペクトル幅の揺らぎをフィルタリングすることにより、波長多重信号光の各チャネルの強度雑音を一括して除去することができる。
【００１５】
光パワー制御手段は、分波フィルタで分波された各チャネルの光パルス信号のパワーをモニタし、非線形光ファイバに入射する各チャネルの光パルス信号のピークパワーを制御する構成である。あるいは、非線形光ファイバの入力、または非線形光ファイバの出力、または合波フィルタの出力の波長多重信号光を入力して各チャネルの光パルス信号のパワーを検出する光スペクトラムアナライザを用い、非線形光ファイバに入射する各チャネルの光パルス信号のピークパワーを制御する構成である。
【００１６】
また、光パワー制御手段は、各チャネルの光パルス信号のパワーのモニタ結果に応じて、光増幅器の利得制御、および非線形光ファイバの入力段に設けた等化器で各チャネルの光パルス信号のピークパワーを平坦にする制御の少なくとも一方を行う構成である。
【００１７】
【発明の実施の形態】
＜光波形整形回路の構成例＞
図１は、本発明の光波形整形回路の実施形態を示す。図において、本実施形態の光波形整形回路は、光増幅器１１、非線形光ファイバ１２、分波フィルタ１３、合波フィルタ１４を縦続に接続し、さらに非線形光ファイバ１２への入力パワーを制御する光パワー制御手段１５を配置した構成である。なお、ここでは光パワー制御手段１５を１つの箱で表記しているが、詳しくは図３および図４に示すような複数の部品から構成される。
【００１８】
光増幅器１１は、波長多重信号光の全チャネルを一括増幅する利得帯域を有する。非線形光ファイバ１２は、ファイバ長がソリトン周期より長く、平均の波長分散が異常分散になる特性を有する。分波フィルタ１３および合波フィルタ１４は、各チャネルの光パルス信号の中心波長を含む離散的（周期的）な透過帯域を有し、１対で用いることにより、透過帯域が各チャネルの中心波長に対応するバンドパスフィルタを集合したものと等価な機能を果たす。このような分波フィルタ１３および合波フィルタ１４としては、例えばアレイ導波路回折格子型フィルタ（ＡＷＧ）を利用することができる。光パワー制御手段１５は、非線形光ファイバ１２に入射する各チャネルの光パルス信号のピークパワーを基本ソリトンパワーより大きく、かつ基本ソリトンパワーの２倍以下に制御する。
【００１９】
ここで、符号１〜４は波長多重信号光の時間波形、符号５〜７は波長多重信号光２〜４に対応するスペクトル波形を示す。ただし、時間波形１〜４は、波長多重信号光のうちのある１チャネルの波形のみを示す。その他のチャネルの波形も１〜４と同様に変化する。
【００２０】
波長多重信号光１は、光増幅器１１および光パワー制御手段１５により、各チャネルの光パルス信号のピークパワーが基本ソリトンパワーより大きく、かつ基本ソリトンパワーの２倍以下になるように増幅される。増幅された波長多重信号光２（スペクトル波形５）は、ソリトン周期よりも長い非線形光ファイバ１２に入射されると、各チャネルの光パルス信号の強度揺らぎは、自己位相変調によりスペクトル幅の揺らぎに変換される。ただし、入射ピークパワーが基本ソリトンパワーに近いために、スペクトルの中心部分は基本ソリトンに近い形に収束し、波長多重信号光３（スペクトル波形６）となって分波フィルタ１３に入力する。
【００２１】
分波フィルタ１３は、各チャネルの光パルス信号の中心波長が透過帯域になっているので、波長多重信号光３（スペクトル波形６）のスペクトル幅の揺らぎを切り落とすことにより、各光パルス信号が当初持っていた強度揺らぎ（雑音）を取り除くことができる。強度雑音が除去された各チャネルの光パルス信号は、分波フィルタ１３と同様の合波フィルタ１４で合波することにより、波長多重信号光４（スペクトル波形７）に変換される。
【００２２】
＜非線形光ファイバ１２の構成例＞
図２は、非線形光ファイバ１２の構成例を示す。
図において、非線形光ファイバ１２は、ｎ本の異常分散光ファイバ２１−１〜２１−ｎと、ｎ本の正常分散光ファイバ２２−１〜２２−ｎを交互に接続し、平均の分散スロープが小さく、平均の波長分散が異常分散を示すように構成する。これにより、広い帯域で四光波混合の発生を抑え、かつ波長依存性の少ない波形整形が可能となる。
【００２３】
なお、各異常分散光ファイバ２１のファイバ長をｘＬ／ｎ、分散値をＤ₁、分散スロープをＳ₁とし、各正常分散光ファイバ２２のファイバ長を(１−ｘ)Ｌ／ｎ、分散値をＤ₂、分散スロープをＳ₂とすると、非線形光ファイバ１２のファイバ長はＬ、平均分散値Ｄavg はｘＤ₁＋(１−ｘ)Ｄ₂、平均分散スロープＳavg はｘＳ₁＋(１−ｘ)Ｓ₂と表される。ただし、ｎは整数、ｘは０＜ｘ＜１を満たす実数である。
【００２４】
具体的には、各異常分散光ファイバ２１として、波長1.55μｍ帯において分散値Ｄ₁が16ps/nm/km、分散スロープＳ₁が0.06ps/nm²/km の単一モード光ファイバと、各正常分散光ファイバ２２として、分散値Ｄ₂が−50ps/nm/km、分散スロープＳ₁が−0.24ps/nm²/km の分散シフトファイバを用い、それらを４：１の長さの比で交互に接続すると、平均分散値Ｄavg が2.8ps/nm/km 、平均分散スロープＳavg が０ps/nm²/km の非線形光ファイバ１２を構成することができる。なお、１本の異常分散光ファイバと１本の正常分散光ファイバの長さの和がソリトン周期より十分に短く、かつ全体でソリトン周期より長くなるように、それぞれｎ本の単一モード光ファイバおよび分散シフトファイバが用いられる。
【００２５】
＜光増幅器１１および光パワー制御手段１５の第１の構成例＞
図３は、光増幅器１１および光パワー制御手段１５の第１の構成例を示す。なお、ここでは波長多重信号光の多重チャネル数をｍとする。
【００２６】
図において、光増幅器１１は、エルビウム添加光ファイバ３１と、励起光を発生する励起光源３２と、波長多重信号光と励起光を合波してエルビウム添加光ファイバ３１に入射する光合波器３３と、入出力端に配置される光アイソレータ３４−１，３４−２とにより構成される。
【００２７】
光増幅器１１には、等化器４１を介して非線形光ファイバ１２が接続され、さらに分波フィルタ１３が接続される。分波フィルタ１３の各チャネル対応のポートには光カプラ４２−１〜４２−ｍが接続され、各チャネルの光パルス信号の一部が分岐して光検出器４３−１〜４３−ｍに入力され、それぞれ光パワーが測定される。各チャネルの光パワーは制御回路４４に入力され、それに応じて光増幅器１１の励起光源３２および等化器４１の少なくとも一方を制御し、非線形光ファイバ１２に入射する各チャネルの光パルス信号のピークパワーを基本ソリトンパワーより大きく、かつ基本ソリトンパワーの２倍以下に設定する。
【００２８】
本発明の光パワー制御手段１５は、ここでは等化器４１、光カプラ４２−１〜４２−ｍ、光検出器４３−１〜４３−ｍ、制御回路４４により構成される。
【００２９】
制御回路４４は、励起光源３２の注入電流を制御することによりエルビウム添加光ファイバ３１における利得を制御する。ここで、波長多重信号光の各チャネルの光パルス信号のピークパワーがフラットにならない場合には、次の等化器４１で各チャネルの光パルス信号のピークパワーがフラットになるように制御する。なお、このようなエルビウム添加光ファイバ３１の利得補償に用いる等化器４１としては、例えばそれぞれ異なる波長特性を有する複数のファブリペローエタロンフィルタを組み合わせたものがすでに製品化されている。
【００３０】
＜光増幅器１１および光パワー制御手段１５の第２の構成例＞
図４は、光増幅器１１および光パワー制御手段１５の第２の構成例を示す。なお、光増幅器１１の構成は、図３に示すものと同様である。
【００３１】
図において、光増幅器１１には、等化器４１および光カプラ４５を介して非線形光ファイバ１２が接続され、さらに分波フィルタ１３および合波フィルタ１４が接続される。光カプラ４５は、非線形光ファイバ１２に入力する波長多重信号光の一部を分岐して光スペクトラムアナライザ４６に入力する。光スペクトラムアナライザ４６は、各チャネルの光パルス信号のパワーを測定して制御回路４４に通知する。制御回路４４は、それに応じて光増幅器１１の励起光源３２および等化器４１の少なくとも一方を制御し、非線形光ファイバ１２に入射する各チャネルの光パルス信号のピークパワーを基本ソリトンパワーより大きく、かつ基本ソリトンパワーの２倍以下に設定する。
【００３２】
本発明の光パワー制御手段１５は、ここでは等化器４１、光カプラ４５、光スペクトラムアナライザ４６、制御回路４４により構成される。なお、光カプラ４５は、非線形光ファイバ１２の出力側、あるいは合波フィルタ１４の出力側に配置してもよい。制御回路４４および等化器４１の構成および動作は、図３に示す第１の構成例のものと同様である。
【００３３】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の光波形整形回路は、識別再生回路を含まない簡単な構成で、波長多重信号光に重畳された強度雑音を、各チャネルごとにスペクトル幅の揺らぎに変換してフィルタリングすることにより、波長多重信号光の強度雑音を一括して除去することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の光波形整形回路の実施形態を示す図。
【図２】非線形光ファイバ１２の構成例を示す図。
【図３】光増幅器１１および光パワー制御手段１５の第１の構成例を示す図。
【図４】光増幅器１１および光パワー制御手段１５の第２の構成例を示す図。
【図５】波長多重伝送システムにおける従来の識別再生中継器の構成例を示す図。
【図６】光信号の強度揺らぎを低減する従来の波形整形技術を説明する図。
【符号の説明】
１１光増幅器
１２非線形光ファイバ
１３分波フィルタ
１４合波フィルタ
１５光パワー制御手段
２１異常分散光ファイバ
２２正常分散光ファイバ
３１エルビウム添加光ファイバ
３２励起光源
３３光合波器
３４光アイソレータ
４１等化器
４２光カプラ
４３光検出器
４４制御回路
４５光カプラ
４６光スペクトラムアナライザ[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an optical waveform shaping circuit for collectively shaping a wavelength multiplexed signal light.
[0002]
[Prior art]
In an optical transmission system, the waveform of the transmitted optical signal is affected by various factors such as attenuation in the optical fiber transmission line, addition of spontaneous emission light noise in the optical amplifier, dispersion in the optical fiber transmission line, and intersymbol interference due to optical nonlinear effects. Deterioration occurs. Therefore, an optical amplifier and an identification regenerative repeater that performs waveform regeneration are arranged at appropriate intervals in the optical fiber transmission line.
[0003]
On the other hand, wavelength division multiplexing (WDM) for transmitting a plurality of optical signals having different wavelengths through one optical fiber transmission line is actively used in order to meet the recent demand for an increase in transmission capacity. In such a wavelength division multiplexing transmission system, an optical amplifier, an identification regenerative repeater, and the like are similarly required.
[0004]
FIG. 5 shows a configuration example of a conventional identification regenerative repeater in a wavelength division multiplexing transmission system. In the figure, wavelength multiplexed signal light is input to an identification regenerative repeater 53 via an optical fiber transmission line 51 and an optical amplifier 52. The identification regeneration repeater 53 includes an optical demultiplexer 54, a plurality of identification regeneration circuits 55, and an optical multiplexer 56. The wavelength multiplexed signal light input to the identification regenerator 53 is demultiplexed into signal light of each channel by the optical demultiplexer 54, identified and regenerated by the corresponding identification regenerator circuit 55, and further multiplexed by the optical multiplexer 56. Then, it is output as wavelength multiplexed signal light.
[0005]
As this identification / reproduction circuit 55, a method of converting an optical signal into an electric signal, identifying and reproducing it with an electronic circuit, and converting it again into an optical signal has been put into practical use. Further, a method for identifying and reproducing an optical signal as it is has been studied. For example, a method using an optical control switch such as a Mach-Zehnder interferometer incorporating a semiconductor optical amplifier or a nonlinear loop mirror is known.
[0006]
On the other hand, a waveform shaping technique for reducing intensity fluctuation of an optical signal has been proposed (Japanese Patent Laid-Open No. 11-284261). Although this technique does not include a retiming function, it has a feature that it can suppress intensity noise of an optical signal with a simple configuration. The principle of intensity noise suppression will be described with reference to FIG.
[0007]
In FIG. 6, reference numerals 61 to 64 denote time waveforms of the optical pulse signals, and reference numerals 65 to 67 denote spectral waveforms corresponding to the optical pulse signals 62 to 64. The optical pulse signal 61 inputted with the intensity noise component is amplified by the optical amplifier 71 while containing the intensity noise component, and becomes an optical pulse signal 62. The optical pulse signal 62 including the intensity noise component is incident on the anomalous dispersion optical fiber 72. At that time, the incident peak power is controlled to be larger than the basic soliton power and not more than twice the basic soliton power. Further, the fiber length of the anomalous dispersion optical fiber 72 is set to be longer than the soliton period.
[0008]
When an optical pulse signal is incident on such an anomalous dispersion optical fiber 72 longer than the soliton period, chirping due to self-phase modulation and chirping due to dispersion, which are nonlinear effects of the optical fiber, are reversed, and both cancel each other. Basic solitons are generated. Here, since the optical pulse signal 62 having a peak power larger than the basic soliton power is incident, the chirping effect by the self-phase modulation becomes larger, and the optical pulse signal 62 is pulse-compressed to become the optical pulse signal 63. At the same time, a spectrum spread like a spectrum waveform 66 is generated.
[0009]
In this way, the intensity fluctuation of the input optical pulse signal is converted to fluctuation of the spectrum width by self-phase modulation, but the center part of the spectrum converges to a shape close to the basic soliton because the incident peak power is close to the basic soliton power. To do. Therefore, by setting the transmission band of the bandpass filter 73 at the center of this spectrum, as shown in the optical pulse signal 64 and its spectrum 67, the intensity noise component converted into the fluctuation of the spectrum width can be removed. .
[0010]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, the configuration shown in FIG. 6 is intended for an optical signal of one wavelength. That is, since the band pass filter 73 is configured to cut out only one wavelength and monitor the total power in the optical power control, the configuration as it is is not applicable to waveform shaping of each wavelength multiplexed signal light for each channel. It was possible.
[0011]
It is an object of the present invention to provide an optical waveform shaping circuit capable of collectively suppressing intensity noise components of each channel generated during transmission of wavelength multiplexed signal light in a wavelength division multiplexing transmission system.
[0012]
[Means for Solving the Problems]
The optical waveform shaping circuit of the present invention is an optical amplifier having a gain band for collectively amplifying all channels of wavelength multiplexed signal light, and wavelength multiplexed signal light amplified by the optical amplifier, and the fiber length is longer than the soliton period. Discrete (periodic) transmission including the center wavelength of the optical pulse signal of each channel by inputting the nonlinear optical fiber with the characteristic that the average chromatic dispersion becomes anomalous dispersion and the wavelength multiplexed signal light that has passed through the nonlinear optical fiber A demultiplexing filter and multiplexing filter that demultiplexes and re-multiplexes the optical pulse signals of each channel at once, and the peak power of the optical pulse signal of each channel incident on the nonlinear optical fiber is higher than the basic soliton power. Optical power control means for controlling the power so as to be large and not more than twice the basic soliton power.
Here, the nonlinear optical fiber is formed by alternately connecting a plurality of anomalous dispersion optical fibers and a plurality of normal dispersion optical fibers, the average dispersion slope is small, and the average chromatic dispersion indicates anomalous dispersion. The total length of the dispersion optical fiber and one normal dispersion optical fiber is sufficiently shorter than the soliton period, and the entire fiber length is longer than the soliton period.
[0013]
As a result, the intensity noise superimposed on the wavelength multiplexed signal light is converted into fluctuations in the spectral width for each channel by passing through the nonlinear optical fiber, and by filtering the fluctuations in the spectral width with a demultiplexing filter, The intensity noise of each channel of the wavelength multiplexed signal light can be collectively removed.
[0015]
The optical power control means monitors the power of the optical pulse signal of each channel demultiplexed by the demultiplexing filter and controls the peak power of the optical pulse signal of each channel incident on the nonlinear optical fiber. Alternatively, use an optical spectrum analyzer that detects the power of the optical pulse signal of each channel by inputting the wavelength multiplexed signal light of the input of the nonlinear optical fiber, the output of the nonlinear optical fiber, or the output of the multiplexing filter. In this configuration, the peak power of the optical pulse signal of each channel incident on the channel is controlled.
[0016]
The optical power control means also controls the gain of the optical amplifier and the equalizer provided at the input stage of the nonlinear optical fiber according to the monitoring result of the power of the optical pulse signal of each channel. In this configuration, at least one of the control for flattening the peak power is performed.
[0017]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
<Configuration example of optical waveform shaping circuit>
FIG. 1 shows an embodiment of an optical waveform shaping circuit of the present invention. In the figure, the optical waveform shaping circuit of the present embodiment is an optical device in which an optical amplifier 11, a nonlinear optical fiber 12, a demultiplexing filter 13, and a multiplexing filter 14 are connected in cascade and the input power to the nonlinear optical fiber 12 is controlled. The power control means 15 is arranged. Here, the optical power control means 15 is represented by one box, but in detail, it is composed of a plurality of components as shown in FIGS.
[0018]
The optical amplifier 11 has a gain band for collectively amplifying all the channels of wavelength multiplexed signal light. The nonlinear optical fiber 12 has characteristics that the fiber length is longer than the soliton period, and the average chromatic dispersion becomes anomalous dispersion. The demultiplexing filter 13 and the multiplexing filter 14 have a discrete (periodic) transmission band including the center wavelength of the optical pulse signal of each channel, and when used as a pair, the transmission band is the center wavelength of each channel. It performs the equivalent function of a set of bandpass filters corresponding to. For example, an arrayed waveguide grating filter (AWG) can be used as the demultiplexing filter 13 and the multiplexing filter 14. The optical power control means 15 controls the peak power of the optical pulse signal of each channel incident on the nonlinear optical fiber 12 to be larger than the basic soliton power and not more than twice the basic soliton power.
[0019]
Here, reference numerals 1 to 4 denote time waveforms of the wavelength multiplexed signal light, and reference numerals 5 to 7 denote spectral waveforms corresponding to the wavelength multiplexed signal lights 2 to 4. However, the time waveforms 1 to 4 show only one waveform of the wavelength multiplexed signal light. The waveforms of the other channels also change in the same manner as in 1-4.
[0020]
The wavelength multiplexed signal light 1 is amplified by the optical amplifier 11 and the optical power control means 15 so that the peak power of the optical pulse signal of each channel is larger than the basic soliton power and less than twice the basic soliton power. When the amplified wavelength-multiplexed signal light 2 (spectral waveform 5) is incident on the nonlinear optical fiber 12 longer than the soliton period, the intensity fluctuation of the optical pulse signal of each channel is changed to the fluctuation of the spectrum width by self-phase modulation. Converted. However, since the incident peak power is close to the basic soliton power, the center portion of the spectrum converges to a shape close to the basic soliton, and is input to the demultiplexing filter 13 as the wavelength multiplexed signal light 3 (spectral waveform 6).
[0021]
In the demultiplexing filter 13, since the center wavelength of the optical pulse signal of each channel is in the transmission band, each optical pulse signal is initially converted by cutting off the fluctuation of the spectral width of the wavelength multiplexed signal light 3 (spectral waveform 6). The intensity fluctuation (noise) that we had can be removed. The optical pulse signal of each channel from which the intensity noise has been removed is converted into the wavelength multiplexed signal light 4 (spectral waveform 7) by being multiplexed by a multiplexing filter 14 similar to the demultiplexing filter 13.
[0022]
<Configuration Example of Nonlinear Optical Fiber 12>
FIG. 2 shows a configuration example of the nonlinear optical fiber 12.
In the figure, the non-linear optical fiber 12 includes n anomalous dispersion optical fibers 21-1 to 21-n and n normal dispersion optical fibers 22-1 to 22-n alternately connected, and an average dispersion slope is obtained. It is configured such that the average chromatic dispersion is small and shows anomalous dispersion. Thereby, it is possible to suppress the occurrence of four-wave mixing in a wide band and to perform waveform shaping with less wavelength dependency.
[0023]
The fiber length of each anomalous dispersion optical fiber 21 is xL / n, the dispersion value is D ₁ , the dispersion slope is S ₁ , the fiber length of each normal dispersion optical fiber 22 is (1-x) L / n, and the dispersion value Is D ₂ and the dispersion slope is S ₂ , the fiber length of the nonlinear optical fiber 12 is L, the average dispersion value Davg is xD ₁ + (1-x) D ₂ , and the average dispersion slope Savg is xS ₁ + (1-x ) S ₂ . However, n is an integer and x is a real number satisfying 0 <x <1.
[0024]
Specifically, each anomalous dispersion optical fiber 21 includes a single mode optical fiber having a dispersion value D ₁ of 16 ps / nm / km and a dispersion slope S ₁ of 0.06 ps / nm ² / km in the 1.55 μm wavelength band, As the normal dispersion optical fiber 22, a dispersion shift fiber having a dispersion value D ₂ of −50 ps / nm / km and a dispersion slope S ₁ of −0.24 ps / nm ² / km is used. When alternately connected, a nonlinear optical fiber 12 having an average dispersion value Davg of 2.8 ps / nm / km and an average dispersion slope Savg of 0 ps / nm ² / km can be configured. It should be noted that n single-mode optical fibers are provided so that the sum of the lengths of one anomalous dispersion optical fiber and one normal dispersion optical fiber is sufficiently shorter than the soliton period and longer than the soliton period as a whole. And dispersion shifted fibers are used.
[0025]
<First Configuration Example of Optical Amplifier 11 and Optical Power Control Unit 15>
FIG. 3 shows a first configuration example of the optical amplifier 11 and the optical power control means 15. Here, m is the number of multiplexed channels of wavelength multiplexed signal light.
[0026]
In the figure, an optical amplifier 11 includes an erbium-doped optical fiber 31, a pumping light source 32 that generates pumping light, an optical multiplexer 33 that combines the wavelength multiplexed signal light and pumping light and enters the erbium-doped optical fiber 31. , And optical isolators 34-1 and 34-2 disposed at the input / output ends.
[0027]
A nonlinear optical fiber 12 is connected to the optical amplifier 11 via an equalizer 41, and a demultiplexing filter 13 is further connected. Optical couplers 42-1 to 42-m are connected to the ports corresponding to the respective channels of the demultiplexing filter 13, and part of the optical pulse signals of the respective channels are branched and input to the photodetectors 43-1 to 43-m. And the optical power is measured for each. The optical power of each channel is input to the control circuit 44, and at least one of the pumping light source 32 and the equalizer 41 of the optical amplifier 11 is controlled accordingly, and the peak of the optical pulse signal of each channel incident on the nonlinear optical fiber 12 is controlled. The power is set larger than the basic soliton power and less than twice the basic soliton power.
[0028]
Here, the optical power control means 15 of the present invention includes an equalizer 41, optical couplers 42-1 to 42-m, photodetectors 43-1 to 43-m, and a control circuit 44.
[0029]
The control circuit 44 controls the gain in the erbium-doped optical fiber 31 by controlling the injection current of the pumping light source 32. Here, when the peak power of the optical pulse signal of each channel of the wavelength multiplexed signal light does not become flat, the next equalizer 41 controls so that the peak power of the optical pulse signal of each channel becomes flat. As an equalizer 41 used for gain compensation of such an erbium-doped optical fiber 31, for example, a combination of a plurality of Fabry-Perot etalon filters each having different wavelength characteristics has already been commercialized.
[0030]
<Second Configuration Example of Optical Amplifier 11 and Optical Power Control Unit 15>
FIG. 4 shows a second configuration example of the optical amplifier 11 and the optical power control means 15. The configuration of the optical amplifier 11 is the same as that shown in FIG.
[0031]
In the figure, a non-linear optical fiber 12 is connected to an optical amplifier 11 via an equalizer 41 and an optical coupler 45, and a demultiplexing filter 13 and a multiplexing filter 14 are further connected. The optical coupler 45 branches a part of the wavelength multiplexed signal light input to the nonlinear optical fiber 12 and inputs it to the optical spectrum analyzer 46. The optical spectrum analyzer 46 measures the power of the optical pulse signal of each channel and notifies the control circuit 44 of it. The control circuit 44 controls at least one of the pumping light source 32 and the equalizer 41 of the optical amplifier 11 accordingly, and the peak power of the optical pulse signal of each channel incident on the nonlinear optical fiber 12 is larger than the basic soliton power, And set to less than twice the basic soliton power.
[0032]
Here, the optical power control means 15 of the present invention comprises an equalizer 41, an optical coupler 45, an optical spectrum analyzer 46, and a control circuit 44. The optical coupler 45 may be disposed on the output side of the nonlinear optical fiber 12 or on the output side of the multiplexing filter 14. The configurations and operations of the control circuit 44 and the equalizer 41 are the same as those of the first configuration example shown in FIG.
[0033]
【The invention's effect】
As described above, the optical waveform shaping circuit of the present invention converts the intensity noise superimposed on the wavelength multiplexed signal light into the fluctuation of the spectrum width for each channel with a simple configuration that does not include the identification reproduction circuit. By filtering, intensity noise of the wavelength multiplexed signal light can be collectively removed.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram showing an embodiment of an optical waveform shaping circuit of the present invention.
FIG. 2 is a diagram illustrating a configuration example of a nonlinear optical fiber 12;
FIG. 3 is a diagram showing a first configuration example of an optical amplifier 11 and an optical power control unit 15;
4 is a diagram showing a second configuration example of the optical amplifier 11 and the optical power control means 15. FIG.
FIG. 5 is a diagram showing a configuration example of a conventional identification regenerative repeater in a wavelength division multiplexing transmission system.
FIG. 6 is a diagram for explaining a conventional waveform shaping technique for reducing intensity fluctuation of an optical signal.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 Optical amplifier 12 Nonlinear optical fiber 13 Demultiplexing filter 14 Combined filter 15 Optical power control means 21 Anomalous dispersion optical fiber 22 Normal dispersion optical fiber 31 Erbium doped optical fiber 32 Pumping light source 33 Optical multiplexer 34 Optical isolator 41 Equalizer 42 Optical coupler 43 Photo detector 44 Control circuit 45 Optical coupler 46 Optical spectrum analyzer

Claims

An optical amplifier having a gain band for collectively amplifying all channels of wavelength multiplexed signal light;
A wavelength-division multiplexed signal light amplified by the optical amplifier is input, a nonlinear optical fiber having a characteristic that the fiber length is longer than the soliton period and the average chromatic dispersion becomes anomalous dispersion,
Inputs wavelength multiplexed signal light that has passed through the nonlinear optical fiber, has a discrete (periodic) transmission band that includes the center wavelength of the optical pulse signal of each channel, and demultiplexes the optical pulse signals of each channel at once. A demultiplexing filter and a multiplexing filter that are combined again,
Optical power control means for controlling so that the peak power of the optical pulse signal of each channel incident on the nonlinear optical fiber is larger than the basic soliton power and not more than twice the basic soliton power;
Intensity noise superimposed on the wavelength-multiplexed signal light is converted into fluctuations in spectral width for each channel by passing through the nonlinear optical fiber, and by filtering the fluctuations in the spectral width with the demultiplexing filter, In the optical waveform shaping circuit that is configured to collectively remove the intensity noise of each channel of the wavelength multiplexed signal light ,
The nonlinear optical fiber includes a plurality of anomalous dispersion optical fibers and a plurality of normal dispersion optical fibers alternately connected, the average dispersion slope is small, the average chromatic dispersion shows anomalous dispersion, and one anomalous dispersion light. An optical waveform shaping circuit, characterized in that the sum of the lengths of a fiber and one normal dispersion optical fiber is sufficiently shorter than a soliton period, and the entire fiber length is longer than a soliton period .

The optical waveform shaping circuit according to claim 1,
The optical power control means monitors the power of the optical pulse signal of each channel demultiplexed by the demultiplexing filter, and controls the peak power of the optical pulse signal of each channel incident on the nonlinear optical fiber. An optical waveform shaping circuit.

The optical waveform shaping circuit according to claim 1,
The optical power control means is a light for detecting the power of the optical pulse signal of each channel by inputting the wavelength multiplexed signal light of the input of the nonlinear optical fiber, the output of the nonlinear optical fiber, or the output of the multiplexing filter. An optical waveform shaping circuit, wherein a spectrum analyzer is used to control a peak power of an optical pulse signal of each channel incident on the nonlinear optical fiber.

In the optical waveform shaping circuit according to claim 2 or 3,
The optical power control means is configured to control the gain of the optical amplifier according to the monitoring result of the power of the optical pulse signal of each channel, and an optical pulse signal of each channel by an equalizer provided at the input stage of the nonlinear optical fiber. An optical waveform shaping circuit characterized in that at least one of the control for flattening the peak power is performed.