JPH0367231A

JPH0367231A - 光中継伝送方式

Info

Publication number: JPH0367231A
Application number: JP1202814A
Authority: JP
Inventors: Hidekazu Nishimura; 英一西村
Original assignee: Oki Electric Industry Co Ltd
Current assignee: Oki Electric Industry Co Ltd
Priority date: 1989-08-07
Filing date: 1989-08-07
Publication date: 1991-03-22
Also published as: AU627062B2; EP0412717B1; EP0412717A2; EP0412717A3; US5060301A; DE69025669D1; CA2022690A1; CA2022690C; AU6028790A; DE69025669T2

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、光信号を直接増幅する光中継器を用いた長距
離の光中継伝送方式に関するものである。

（従来の技術）近年、光信号を直接増幅する半導体レーザ増幅器が開発
され、長距離光伝送路の光中継器として用いることが考
えられており、実験的な検討がなされている。

第２図は、ビシ−オーシー８８テクニカルダイジエスト
（ＥＣ０Ｃ’８８　Ｔｅｃｈ、　Ｄｉｇ、）　　（１９
８Ｂ−９）Ｐ、　１６３−ＩＧＢに掲載された光中継伝
送の実験システムの概略構成図である。同図において、
光送信機１２からの光信号は、光フアイバ１３．１６゜
１９．２０及び光ファイルタ２１を通って光受信機２２
に入射し、光フアイバ１３，１６，１９゜２０による光
信号の減衰は途中に設けられた光増幅器１５．１８によ
って補償されている。ここで、光増幅器１５．１８とし
て使用されている半導体レーザ増幅器は、人力光の偏波
方向によって増幅度が弄なるという特性を有するので、
各光増幅器１５．１８の前には偏波コントローラ１４．
１７が配置されている。なお、パターン発生器１１゜パ
ターン復調器２３．クロック発生器（ＰＬＬ）２４、誤
り率検出器２５は実験システムにおける誤り率を測定す
るための装置である。

（発明が解決しようとする課題）しかしながら、上記光中継伝送方式では、光増幅器の前
に配置される偏波コントローラは電子計算機によって制
御されるので光中継器としての構成が複雑になり、高価
になると共に、偏波制御に秒単位の時間を必要とするの
で急な偏波状態の変動に追随することができないという
問題点があった。

本発明は、上記問題点を解決するもので、装置が複雑に
なり、しかも制御に時間のかかる偏波コントローラを使
用することなく安定な光信号の中継伝送ができる光中継
伝送方式を提供することを目的とするものである。

（課題を解決するための手段）本発明は上記目的を達成するため、増幅度が入射する光
信号の偏波方向に依存しない光中継器により光中継を行
うものである。

（作用）長距離光伝送路では、途中に光中継器を挿入し、光伝送
路による光信号の減衰を補償する。

本発明では、前記光中継器として増幅度が入射する光信
号の偏波方向に依存しない光中継器を用いるので、光伝
送路を伝搬中に光信号の偏波状態が変化しても常に一定
の増幅度で光信号を増幅することができ、安定な光中継
伝送路を得ることができる。

（実施例）第１図は本発明の実施例を示す構成図であって、１は光
送信機、２．４，６．８は伝送路を構成する光ファイバ
、３．５．７は入射される光信号の偏波方向に増幅率が
影響されない偏波無依存型の光増幅器を用いた光中継器
、９は雑音を除去するための光フィルタ、１０は光受信
機である。

光送信機１から出射された光信号は、光フアイバ２中を
仮搬して光中継器３に入射する。光中継器３は光フアイ
バ１−により減衰した光信号を、光フアイバ１で起った
偏波状態の変動に関係なく一定の増幅度で安定に増幅す
る。増幅された光信号は先ファイバ４中を伝搬し、光中
継器５に人ｑ・１する。入射した光信号は光中継器５に
より増幅され、光フアイバ６、光中継器７、光フアイバ
８を通る。

本実施例では光中継器を伝送路中に３台設置しであるが
、伝送路の距離に応じて設置する光中継器の台数をふや
すことが必要である。最後の光フアイバ８を伝搬した光
信号は、狭帯域の光フイルタ９を通って雑音成分が軽減
され、光受信機１０に入部１して、復調される。

次に、第１図に示す光中継器３．５．７の実施例につき
、第３図を用いて詳しく説明する。

第３図は上記光中継器３，５．７の構成図であって、入
力光ファイバ１０１より人力される光信号を直接増幅し
、出力光ファイバ１０２より出力するものである。また
、１０３は人力レンズ、１０４は出力レンズ、１０５ａ
、　１０５ｂ、１０５ｃ、　１０５ｄ。

１０５ｃ、　１０５ｆ　、　１０５ｇ、　１０５ｈはコ
リメートレンズ、１ｏｔａ、　１０８ｂは偏光ビームス
プリッタ、Ｉｆ）７ａ、　１０７ｂ。

１０７ｃ、　１（１７ｄはアイソレータ、１０８ａ、１
０８ｂは増幅素子、１０９ａ、　１０９ｂは偏波保存フ
ァイバ、２０１ａ、２０１ｂは直角プリズムである。

信号光は、入力ファイバ１０１よりモジュール１００内
に入射する。入力レンズ１０３はこの信号光を平行光と
するレンズである。１０６ａは、人力された信号光をＰ
波とＳ波とに分離する手段としての偏光ビームスプリッ
タである。偏光ビームスプリッタ１０６ａは、Ｐ波を透
過させ、Ｓ波を反射させるという特性を有しており、こ
の特性を利用して、信号光をＰ波とＳ波とに分離する。

入力された信号光のＰ波成分（以後中に「Ｐ波」という
）は、偏光ビームスプリッタ１１）Ｂａからアイソレー
タ１０７ａを通過し、コリメートレンズ１０５ａに入射
する。このコリメートレンズ１０５ａは、入射したＰ波
を集束させて増幅素子１０８ａに入射させるものである
。

この増幅素子１０８ａは入射した信号光のＰ波を直接増
幅して出射する。コリメートレンズＪ、　０５　ｂは、
この出射したＰ波を平行光とするレンズである。

増幅され、平行光とされたＰ波は、アイソレータ１０７
ｂを通過し、コリメートレンズ１０５Ｃにより、偏波保
存ファイバ１０９ｂに結合される。この偏波保存ファイ
バ１０９ｂは、入射した光の偏波方向を保存しながら伝
送するものである。この偏波保存ファイバを用いること
で、モジュール内における光の経路を曲線として設定す
ることができ、設計上の自由度が増加する。また、モジ
ュール内での光学結合の調整が容易になるという利点も
有する。この偏波保存ファイバ１０９ｂを出射したＰ波
は、コリメータレンズ１０５ｂにより平行光線とされる
。この平行光線は、直角プリズム２０１ｂを経てＰ波と
Ｓ波とを合成する手段としての偏光ビームスプリッタ１
０６ｂに入射する。

偏力偏光ビームスブリッタ１０６ａで反射した入力信号
光のＳ波成分（以下単に「Ｓ波」という）は、直角プリ
ズム２０１ａにて光路が直角に曲げられる。

その後、コリメートレンズ＋０５ｈを介して偏波保存フ
ァイバ１０９ａに入射する。この偏波保存ファイバ１０
９ａはＵ字形に屈曲しており、Ｓ波の進行方向を１８０
°転換させる。コリメータレンズ１０５ｆ’は、偏波保
存ファイバ（０９ａを出射したＳ波を平行光とするレン
ズである。平行光とされたＳ波は、アイソレータ１０７
ｃを通過し、コリメートレンズ１０５ｇに入射する。

このコリメートレンズ１０５ｇは、Ｓ波を集束させて増
幅素子１０８ｂに入射させたものである。増幅素子１０
８ｂは入射したＳ波を直接増幅して出射する。

コリメートレンズ＋０５ｈは、この出射したＳ波を平行
光とするレンズである。増幅され平行光とされたＳ波は
、アイソレータ１０７ｄを通過し偏光ビームスプリッタ
１０６ｂに入射する。

このように、偏光ビームスプリッタｔｏｅａにより分離
されたＰ波とＳ波は、それぞれ別の経路を伝わり、その
途中にある増幅素子ＬＯ８ａ、　１０８ｂにて増幅され
、偏光ビームスプリッタ１０６ｂに入射することとなる
。この偏光ビームスプリッタ１ｏａｂは入射したＰ波及
びＳ波を合成して出射する。出力レンズ１０４はこの出
射した合成波を出力光ファイバ１０２に結合するレンズ
である。

ここで、光がアイソレータを通過するとき、光の偏波方
向が４５＠傾くという性質がある。よって増幅素子１０
８ａ、　１０８ｂは、この偏波方向の旋回に対応し、前
記Ｐ波、Ｓ波をそれぞれＴＥ波として入射するようにそ
の配置が調整されている必要がある。

以上、説明したように上記光中継器は、入力された光信
号をＰ波とＳ波とに分離してそれぞれ個別に直接増幅し
、合成して出力するので入力された光信号の偏波方向と
は無関係に一定の増幅率が得られる。さらに、前記増幅
素子の前後に挿入したアイソレータの働きにより、増幅
素子より発生する自然放出光の一部が光フアイバ入射時
に反射して増幅素子に再び入射することを防止すること
ができる。従って、増幅素子が自己発振してしまうこと
がなく、さらに信号光が電気信号に変換されたときに自
然放出光が原因で生ずる雑音を低減することができる。

次に、第１図に示す実施例の実験システムについて説明
する。第４図は実施システムの諸元を示す図であって、
光送信機の発光波長は１．３μｍで、出力パワーは一１
ｄＢｍ、光ファイバ２，４．６゜８の長さはそれぞれ５
０　ｋｍ　、　５０　ｋｍ　、　５０　ｋ１１３５ｋｍ
であって総延長は１８５）ａｍ、光中継器３゜５．７の
増幅度はそれぞれ１５ｄＢ、　　１５ｄＢ。

１２ｄＢであって第３図示す光中継器と同一構成のもの
、光フイルタ９の帯域幅は３關である。

第５図は上記実験システムにおける誤り率特性である。

ここで、横軸は光受信機１０の受信パワー（ｄＢｍ）、
縦軸は受信パワーに対する伝送速度１．８ＧｂｌＬ／ｓ
における誤り率であり、（イ）は光中継器がない場合、
（ロ）は第４図に示す諸元によるシステム、すなわち光
フアイバ総延長が１８５ｋｍで光中継器が３台設置され
た場合の誤り率特性を示す。

第５図から明らかであるように、本実験システムにおけ
るパワーペナルティ−は約２．４ｄＢであり、光信号の
伝送中に光フアイバ１をゆらして偏波状態を変化させた
ときでも、第５図（ロ）の斜線部分が示すように、パワ
ーペナルティ−の変動量はわずかに０．４ｄＢであり、
極めて安定な中継伝送特性が得られている。

（発明の効果）以上、詳細に説明したように本発明によれば、増幅度が
入射する光信号の偏波方向に依存しない偏波無依存型光
中継器を用いて光中継伝送路を構成しているので、光伝
送路である光ファイバの揺れによる偏波状態の変化があ
っても安定な光中継伝送を維持することができる。

従って、光中継器の前に偏波コントローラを配置する必
要がないので、システムの構成が簡単となり、またシス
テムの操作も容易になる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例を示す構成図、第２図は従来の
光中継伝送実験システムの構成図、第３図は光中継器の
実施例の構成図、第４図は実験システムの諸元を示す図
、第５図は実験システムの誤り率特性を示す図である。１・・・光送信機、２，４，６．８・・・光ファイバ、
３．４，５．７・・・光中継器、９・・・光フィルタ、
１０・・・光受信機、１００・・・光中継器、１０１・
・・人力光ファイバ、１０２・・・出力光ファイバ、１
０３・・・入力レンズ、１０４・・・出力レンズ、１０
５ａ、　１０５ｂ。１０５ｅ、１０５ｄ、１０５ｅ、１０５「、１０５ｇ、
１０５ｈ−・・コリメートレンズ、ｌ０８ａ、１０６ｂ
・・・偏光ビームスプリッタ、１０７ａ、ｌ０７ｂ、１
０７ｃ、１０７ｄ−・・アイソレータ、１０８ａ。ｔｏａｂ・・・増幅素子、１０９ａ、１０９ｂ・・・偏
波保存ファイバ、２０１ａ、２０１ｂ・・・直角プリズ
ム。本発明の亥埼伊）第１図＋００−光中継器＋０１−人力光７アＡハ１１０２−出力光７アイノマ＋０３−入力レンズ１＋０４−出方　レンズ１＋　０５ａ、ｌ０５ｂ、ｌ０５ｃ、ｌ０５ｄ、ｌ０５ｅ
、ｌ０５ｆ、ｌ０５ｇ、１０５ｈ−コリノートレノスゝ
１０６０．１０６ｂ−イｆＩＩ尤し−ムス７′す・７グ
杖采の光中継１云迭賞吟システム第２図光中総語の実殆Ｉフ１）第３図宴、験ンズナムー島た第４図３３３０２７司」竺≦＠　　ン＼二　ワー（ｄａｍ）実験システムの誠り９Ｉ今・ト生

Claims

【特許請求の範囲】

増幅度が入射する光信号の偏波方向に依存しない光中継
器により光中継を行うことを特徴とする光中継伝送方式
。