JPH0287841A - 光周波数多重伝送方式 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は光通信に利用する。特に、光周波数多重伝送方
式における信号伝送品質の改善に関する。

〔従来の技術〕

第４図は従来例光周波数多重化伝送装置のブロック構成
図である。

光送信機１−１〜１−Ｍはそれぞれ発光周波数の異なる
光源を備え、互いに周波数の異なる搬送波光を用いて信
号を送信する。合波器２は、光送信機１−１〜ｌ　ｊＪ
の出力光を合波し、−本の光ファイバ３に出力する。

受信側にはスター型光結合器４が設けられ、光ファイバ
３により伝送された光信号をＮ個の加入者装置に分配す
る。加入者装置にはそれぞれ光受信機５−１〜５−Ｎが
設けられる。

第５図は、合波器２の一例として、マツハツエンダ型合
波器を用いた構成を示す。マツハツエンダ型合波器はス
ター型光結合器に比べて損失が少なく、これを多段に接
続することにより複数の光信号を合波できる。

第５図に示した例では、ボートＰ１〜Ｐ８にそれぞれ光
周波数ｆ＋”ｆｅの光を入射すると、これらの光が合波
されてポートＰ。から出力される。

マツハツエンダ型合波器は５〜ｌ０ＧＩ（ｚ程度の一定
間隔で周期的な透過特性を示す。このため、光周波数ｆ
、−ｆ、の間隔は一定でなければならない。

第６図はマツハツエンダ型合波器を用いた光周波数多重
伝送方式における伝送チャンネルの配置を示す。各伝送
チャンネルにはそれぞれ異なる光周波数が割り当てられ
、その間隔は等しく設定される。

このような光周波数多重伝送方式では、伝送チャンネル
が一定の周波数間隔で配置されているため、四波混合過
程によって発生する光が相互チャンネル間干渉を引き起
こす。これについては、シバタ他、エレクトロニクス・
レターズ第２２巻第１２号第６７５〜６７７頁、１９８
６年（Ｎ、５ｈｉｂａｔａ　ｅｔ　ａｌ、。

Ｅｌｅｃｔｒｏｎ、Ｌｅｔｔ、、　Ｖｏｌ、２２．　Ｎ
ｏ、１２．　ｐｐ、６７５−６７７゜１９８６）　に詳
しく説明されている。

第７図は四波混合過程を説明する図である。

四波混合過程とは、非線形光学効果のひとつであり、第
７図（ａ）に示されているような等間隔に配列された信
号列において、例えば第７図ら）に示す４番目、６番目
ふよび７番目の三つの伝送チャンネルの信号光によって
、■、２．３．５．８．９および１０番目の伝送チャン
ネルに相当する周波数に新たに光信号が発生する現象を
いう。現実には、すべての１〜Ｍ番目についてのすべて
の組み合わせに対して同様の光信号が発生し、これが相
互チャンネル間干渉の原因となり、クロストークが生じ
る。

一般に、三つの光周波数ｆ、、ｆ、、ｆ、を搬送波とし
、−本の光ファイバにより光信号を伝送すると、 ｆ　ｚｋ　＝　ｆ　ｉ　÷ｆＪ−ｆ。

で表される光周波数ｆｉｊｋで四波混合光が発生する。

また、この四波混合光の光電力ＰＩＪｋは、Ｐ＋１ｋ＝
（１０２４／ｎ’λ２Ｃ”）（ＤＸｚｚ）２Ｘ（Ｐ＋Ｐ
；Ｐｋ／Ａｅｒｒ’） Ｘ　ｅｘｐ（〜αＬ） と表される。ただし、ｎは光フアイバコアの屈折率、λ
は波長、Ｃは光速、Ｘ、、、、は三次の非線形感受率、
Ｐ＋　、ＰＪ　ＳＰｋは人力光電力、Ａ　＠ｒ　ｒは光
ファイバの実効断面積、Ｌは光ファイバ長、αは光減衰
定数、Ｄは入力光周波数の二つが同じ場合にはＤ＝３、
同じものがない場合にはＤ＝６となる係数、Δβは伝搬
定数差である。Δβは、Δβ＝　（２πλ２／Ｃ）△ｆ
ｉｋΔｆｇにで表される。ここで、 Δｆ＋に＝　　ｆｔ　　　Ｌ このような相互チャンネル間干渉を防ぐ方法としては、
チャンネルあたりの人力光電力を制限する方法や、チャ
ンネル間の周波数間隔を広げる方法が知られている。

人力光電力を制限する方法については、ワーツ他、エレ
クトロニクス・レターズ第２２巻第１６号第８７３〜８
７５頁、１９８６年（Ｒ，Ｇ、Ｗａａｒｔｓ　ｅｔ　ａ
ｌ、、　［Ｅｌｅｃ−ｔｒｏｎ、　Ｌｅｔｔ、、　Ｖｏ
ｌ、２２．　Ｎｏ、１６．　ｐｐ、８７３−８７５．１
９８６）に詳しく説明されている。また、周波数間隔を
広げる方法については、シバタ他、ＩＥＥＥジャーナル
・オブ・クラオンタム・エレクトロニクス第ＱＥ−２３
巻第７号第１２０５〜１２１０頁、１９８７年（Ｎ、５
ｈｉｂａｔａ　ｅｔａｌ、、　　Ｉ［ＥＢＥ　　Ｊ、　
Ｑｕａｎｔｕｍ　　　Ｅｌｅｃｔｒｏｎ、、　　　Ｖｏ
ｌ、ＱＢ−２３゜Ｎｏ、７．　ｐｐ、１２０５−１２１
０．　１９８７）　　に詳しく説明されている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかし、入力光電力を制限する方法では、伝送レベルが
小さくなるため、伝送距離が短くなり、加入者への分岐
数が少なくなる欠点があった。

また、周波数間隔を広げる方法では、チャンネル間隔を
１４０ＧＨｚ程度にする必要があり、マツハツエンダ型
合波器を使用することができない。このためスター型光
結合器を使用するが、そのため損失が大きくなり、伝送
距離が短くなる欠点があった。

本発明は、以上の問題点を解決し、相互チャンネル間干
渉が小さく、しかも伝送距離を長くとることのできる光
周波数多重伝送方式を提供することを目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明の光周波数多重伝送方式は、三以上の光送信機が
複数の群に分類され、同一の群に属する光送信機には互
いに一定の周波数間隔Δｆだけ異なる光周波数が割り当
てられ、ひとつの群に割り当てられる最大光周波数と他
の群に割り当てられる最小光周波数との間の周波数間隔
は上記周波数間隔Δｆを越える値Δｆｇに設定され、群
内の光送信器の出力光についてはマツハツエンダ型合波
器により合波し、このマツハツエンダ型合波器の出力光
を光結合器により合波することを特徴とする。

〔作　用〕

複数の伝送チャンネルを周波数間隔Δｆで配置してひと
つの群を形成し、周波数的に隣接している群の間の伝送
チャンネルの周波数間隔はΔｆより大きくとる。

これにより、同じ群内の伝送チャンネルについては、マ
ツハツエンダ型合波器を使用して合波できる。個々のマ
ツハツエンダ型合波器に入力される光周波数の数が減る
ため、人力光電力を制限することなく四波混合過程によ
る発光を削減できる。

また、群と群との間で伝送チャンネルを合波するには、
周波数間隔Δｆ９が広いのでマツハツエンダ型合波器は
使用できず、光結合器を使用しなければならない。しか
し、合波する伝送チャンネル数が少なく、その損失は小
さい。

５実施例〕 第１図は本発明実施例光周波数多重伝送装置のブロック
構成図である。

この実施例装置は、′互いに周波数の異なる搬送波光を
用いて信号を送信する三以上の光送信機１−１〜１−Ｍ
と、この光送信機１−１〜ＬＭの出力光を合波する合波
器２と、この合波器２の出力光を伝送する光ファイバ３
と、受信側にはスター型光結合器４が設けられ、この光
伝送路により伝送された信号を受信する光受信機５−１
〜５−Ｎとを備える。

光ファイバ３と光受信器５−１〜５−Ｎとの間には、伝
送された光信号を各光受信器５−１〜５−Ｎに分配する
スター型光結合器４が設けられる。

光送信機１−１〜ｌ−Ｍは複数ｎの群に分類され、同−
群に属する光送信機には互いに一定の周波数間隔Δｆだ
け異なる光周波数が割り当てられ、ひとつの群に割り当
てられる最大光周波数と他の群に割り当てられる最小光
周波数との間の周波数間隔は周波数間隔Δｆを越える値
Δｆ９に設定される。

合波器２は、群毎にその群に属する光送信機の出力光を
合波する複数のマツハツエンダ型合波器２１−１〜２１
−ｎと、この複数のマツハツエンダ型合波器２１−１〜
２１−ｎの出力光を合波する光結合器２２とを含む。

第２図は光送信機１−１〜ｌ−Ｍに伝送チャンネルとし
て割り当てられた光周波数の分布を示す。

ここで、光送信機１−１〜１−ＭをＬ個ずつｎ群に分類
する場合を例に説明する。ただしＭ＝　Ｌ　Ｘ　ｎとす
る。

光送信機１−１〜１−Ｌには、周波数間隔がΔｆの光周
波数ｆ、〜ｆＬがそれぞれ割り当てられ、これらの光送
信機１−１〜１−Ｌが第一の群を形成する。

Δｆの値はマツハツエンダ型合波器によって定まる値で
あり、ここでは、マツハツエンダ型合波器２１−１〜２
１−ｎについてすべて同じ値であるとする。

光送信機１−（Ｌ＋１）〜１−２シにも同様に、周波数
間隔がΔｆの光周波数ｆＬ。１〜ｆ２Ｌがそれぞれ割り
当てられる。ただし、 ｆＬ４１　　　ｆＬ　”Δｆｇ＞Δｆ である。以下同様に、ｎ組の群が形成される。

マツハツエンダ型合波器２１−１は光送信機１−１〜１
−Ｌの出力光を合波し、マツハツエンダ型合波器２１−
２は光送信機１−（Ｌ＋１）〜１−２シの出力光を合波
する。以下同様にして、マツハツエンダ型合波器２１−
口は光送信機１−　（（ｎ−１）　Ｌ＋１　）〜１−Ｍ
の出力光を合波する。

ここで、光ファイバ３の終端におけるｍ番目の伝送チャ
ンネルの相互チャンネル干渉量（Ｓ／Ｃ）　。

について説明する。光ファイバ３の人力光電力をＰｌｏ
とし、この人力光電力Ｐｉｎに対して発生する四波混合
光の光周波数をｆｌｊｋとする。この光周波数ｆｌＪｋ
がｍ番目の伝送チャンネルに重畳するすべての組み合わ
せに対して、その四波混合光の光電力Ｐｌｊｋの総和を
（ΣＰ＋ｊｋ）ｍとする。このとき、相互チャンネル干
渉量（Ｓ／Ｃ）、は、で表される。ただし、αは光減衰
定数、Ｌは光ファイバ長である。

第３図に、群内の伝送チャンネル数をパラメータとして
、群間隔Δｆｇと、重畳する四波混合光の光電力の総和
（ΣＰＩＪｋ）＋ａが最も大きくなる伝送チャンネルの
相互チャンネル干渉量Ｓ／Ｃとの関係を示す。

第３図に示したように、群間隔Δｆｇを大きくすること
により相互チャンネル干渉量Ｓ／Ｃが大きくなり（干渉
が少なくなり）、伝送品質の劣化を防ぐことができる。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明の光周波数多重伝送方式は
、伝送レベルを低下させることなく、四波混合光による
干渉光を減少させることができる。

したがって、高品質の通信が可能となる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明実施例光周波数多重伝送装置のブロック
構成図。 第２図は光送信機に割り当てられる光周波数の分布を示
す図。 第３図は群間隔Δｆ９と相互チャンネル干渉量Ｓ／Ｃと
の関係を示す図。 第４図は従来例光周波数多重化伝送装置のブロック構成
図。 第５図はマツハツエンダ型合波器を示す図。 第６図はマツハツエンダ型合波器を用いた光周波数多重
伝送方式における伝送チャンネルの配置を示す図。 第７図は四波混合過程を説明する図。 １−１〜ＬＭ・・・光送信機、２・・・合波器、３・・
・光ファイバ、４・・・スター型光結合器、５−１〜５
−Ｎ・・・光受信機、２１−１〜２１−ｎ・・・マツハ
ツエンダ型合波器、２２・・・光結合器。 特許出願人　日本電信電話株式会社 代理人　弁理士　井　出　直　孝 災鞄例 藁　１　図 従来例 ３４　図 合り墨 Ｍ　５　図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、互いに周波数の異なる搬送波光を用いて信号を送信
   する三以上の光送信機と、 この三以上の光送信機の出力光を合波する合波器と、 この合波器の出力光を伝送する光伝送路と、この光伝送
   路により伝送された信号を受信する光受信機と を備えた光周波数多重伝送方式において、 上記三以上の光送信機が複数の群に分類され、同一の群
   に属する光送信機には互いに一定の周波数間隔Δｆだけ
   異なる光周波数が割り当てられ、ひとつの群に割り当て
   られる最大光周波数と他の群に割り当てられる最小光周
   波数との間の周波数間隔は上記周波数間隔Δｆを越える
   値（Δｆ＿ｇ）に設定され、 上記合波器は、 群毎にその群に属する光送信機の出力光を合波する複数
   のマッハツェンダ型合波器と、 この複数のマッハツェンダ型合波器の出力光を合波する
   光結合器と を含む ことを特徴とする光周波数多重伝送方式。