JP4637973B2 - 分散を最小限に抑える光通信システム - Google Patents

Description

本発明は、光通信システムに関し、特に長距離動作応用例または海洋横断応用例用の光通信システムに適用することができる。
現在、そのようなシステムのソリトン伝搬に関する研究が大いになされている。しかし、そのようなソリトンシステムはゴードン−ハウスタイミングジッタの影響を受ける。零復帰（ＲＺ）パルスは、ノードを切り換え、装置を経路指定するために構想された全光学処理技術に適合するので望ましい。本発明者は、ＲＺパルス伝搬を使用し、飽和可能な吸収体を使用してパルス形状を維持すると、平均分散が単一増幅器スパンでほぼ零になり、したがってタイミングジッタが低減されるので有利であることに気付いた。
本発明によれば、伝搬が平均分散零波長に近い高速飽和可能吸収体手段を含む零復帰パルス光通信システムが提供される。
添付の図面を参照して本発明の実施形態について具体的に説明する。
第１図は、光ファイバ伝送システムを示す図である。
第２図は、様々なスペクトルを示す図である。
第３図は、ｓｅｃｈ²曲線当てはめを用いた入力パルスおよび「蓄積された」パルスの自動相関付けトレースを示す。
第４図は、距離に対する１０００ｋｍ平均タイミングジッタの標準偏差を示す図である。
次に、図面の第１図を参照すると、信号が、音響光変調器ＡＯＭおよび４ポートカプラを介して、エルビウムドープファイバ増幅器ＥＤＦＡ１を含む再循環ループＬに渡される構成が示されている。分散零λ₀＝１５５６ｎｍの２３．９ｋｍの分散シフトファイバ（ＤＳＦ）と２．４ｋｍの標準通信ステップインデックスファイバ（ＳＩＦ）を使用して測定を行った。この組合せでは、単一増幅器スパンにわたる正味分散零が１５３７ｎｍで得られ、ループ充填時間は１２５．６μｓであった。使用した飽和可能吸収体機構は、伝送ファイバにおいて非線形偏光回転（ＮＰＲ）を有する機構であり、偏光素子は３ｎｍファブリー−ペロ帯域フィルタＦ１であった。このフィルタを測定したところ、偏光依存損失は〜１．５ｄＢであった。必要な偏光状態を設定するために偏光コントローラＰＣを含めた。第二のエルビウムドープファイバ増幅器ＥＤＦＡ２およびニオブ酸リチウム振幅変調器ＡＭを通じて与えられるサンプリングオシロスコープＳＯを使用して測定を行った。数字は、様々なポートでの信号分割を表す。
７６ＭＨＺで動作するＦセンタレーザからの１２３．６μｓパルス列を再循環ループに注入した。適切な偏光設定値を用いた場合、信号伝搬を事実上無限に「蓄積」し零復帰パルス「蓄積リング」を生成することができる点まで、増幅自然放出（ＡＳＥ）雑音レベルを距離に応じて飽和させることができることが分かった。パルスは、９．５ｐｓから１１ｐｓにわずかに広がったが（ＦＷＨＭ）、入力ｓｅｃｈ²プロファイル（第３図参照）を十分に近似し続けた。このパルスは、＞１／２Ｈの場合には形状を維持することができ、これを制限するのは環境の変化だけであった。伝送線の平均λ₀を中心とする入力信号波長を用いた場合、観測されたタイミングジッタは、第４図に示したように、距離が７０Ｍｍになるまでそれほど増加しなかった。７秒後（〜１４５０Ｍｍ）でも、σは８ｐｓに過ぎず、ループ制御電子機器は有効に不能化され、ＲＺパルス「蓄積リング」を生成することができた。信号波長がこれよりも長い場合は、ジッタが著しく増加した。ループ内の平均パワーレベルは、基本ソリトンに予期されるレベルをかなり上回った。
第２図は、蓄積リングとして動作させたときの入力ＦＣＬパルス、再循環ループ超蛍光（信号注入なし）、ループ出力の様々なスペクトルを示す。入力パルスは、１５３７．３ｎｍで注入され、蓄積リングに関して示される安定なスペクトルに達するまでスペクトル的に広がった。このスペクトル中の二つのピークは、ループ超蛍光のピークに対応し、かつフィルタの偏光依存性の結果である。伝送ファイバの終端での平均パワーは７１μＷであった。パルス中心波長の分散を０．１ｐｓ／ｎｍ／ｋｍとすると、対応する予期されるソリトンパワーは０．６５μＷに過ぎない。したがって、これは純粋な平均ソリトン伝搬ではあり得ない。というのは、Ｎ＝１０ソリトンの場合、自己ラマンシフトが始まるためにほんの短い伝送の後に信号が破壊される傾向があるからである。このような比較的高い光パワーのために、自己位相変調によって、図のようにスペクトルが大きく広がる。
このように動作させると、観測されたタイミングジッタは、第４図に示したように、グローバル距離が７０Ｍｍになるまでそれほど増加しなかった。実際、７ｓ後（〜１４５０Ｍｍ）でも、タイミングジッタの測定標準偏差σは８ｐｓに過ぎなかった（反復率が低いので、必要な伝搬距離の後に１０００ｋｍにわたって累積ジッタを測定し獲得時間を短縮した）。このジッタ測定に関するトリガは近傍のパルスから光学的に得られ、したがってやはりジッタされるので、これらの値は係数√２だけ過大評価である。信号波長がこれよりも長い場合、ジッタは伝搬距離に応じて著しく増大した。
蓄積リングとして動作させると、増幅器ポンプパワーを低下させ、蓄積されたパルス列からいくつかのパルスを除去し、有効に再循環ループ上にデータを課すことができた。このような残留パルスは、このようなポンプパワーまたはそれ以上のポンプパワーで支持される。したがって、そのような構成ではデータ蓄積が可能である。
要約するならば簡単に言えば、本発明者は、ＮＰＲを飽和可能な吸収体として用いる新規のＲＺパルス伝搬モードが、タイミングジッタをそれほど増大させずに、ループのＡＯでの動作（一増幅器間隔にわたる平均零分散）および数１０Ｍｍにわたる〜１０ｐｓパルスの伝搬と組み合わされることを実証した。この結果は、そのような技術を使用すれば、ほぼ無限の距離に対してデータ速度＞１０Ｇビット／秒を維持できることを示す。

Claims (1)

1. １０ｐｓ以下のパルス幅の零復帰パルスを用い、パルス形状を維持し、ゴードン−ハウスタイミングジッタを低減するように構成された光通信システムであって、
   前記光通信システムは、非線形偏光回転（ＮＰＲ）を有する飽和可能吸収体手段を含む単一増幅器スパンを含み、
   当該単一増幅器スパンが、
   エルビウムドープファイバ増幅器と、
   ファブリー−ペロ帯域フィルタと、
   偏光コントローラと、
   第１の長さの分散シフトファイバと、
   前記第１の長さの分散シフトファイバとは分散が異なる第２の長さのステップインデックス光ファイバと、
   を含み、
   当該単一増幅器スパンにおける平均分散が零近傍となるように構成され、
   前記飽和可能吸収体手段は、一般的な可飽和吸収体とは異なり、少なくとも前記ファブリー−ペロ帯域フィルタを含み、
   適切な偏光設定値を用いることによって当該光通信システムにおける増幅自然放出（ＡＳＥ）雑音レベルが距離に応じて増加することを防ぐ
   ことを特徴とする光通信システム。

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