JPH04335619A

JPH04335619A - 光ソリトン伝送方法

Info

Publication number: JPH04335619A
Application number: JP3107616A
Authority: JP
Inventors: Hirokazu Kubota; 寛和久保田; Masataka Nakazawa; 正隆中沢
Original assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Current assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Priority date: 1991-05-13
Filing date: 1991-05-13
Publication date: 1992-11-24
Anticipated expiration: 2013-11-18
Also published as: JP2825109B2

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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、光ソリトンの伝送方法
に係り、特に光ソリトン伝送路中の光伝送損失による光
ソリトンパルスの周波数変調を補償することにより、長
距離、超高速大容量光通信を経済的に行うことができる
光ソリトン伝送方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】大容量の光通信を行なう場合には、通信
に用いる光パルスのパルス幅を狭くして伝送容量をアッ
プする必要があるが、通常のシリカ（石英）系単一モー
ド光ファイバは、１．３２μｍの波長帯域付近に零分散
領域が存在する群速度分散特性と光損失波長特性を有す
るために、線形的な光パルスを用いると光ファイバ中に
存在する群速度分散の効果により前記光パルスのパルス
幅が広がり、その広がりの度合いはパルス幅が狭いほど
顕著となる。現状の技術では、伝送容量をこれ以上アッ
プすることが難しく光通信の大容量化には限界がある。

【０００３】光パルスの伝送容量をアップするには、群
速度分散の効果による波形の広がりや高次分散による波
形ひずみを克服しなければならないが、Ｈａｓｅｇａｗ
ａとＴａｐｐｅｒｔは、１９７３年に光ファイバ中での
群速度分散と自己位相変調効果とを釣り合わせることに
より光ソリトン伝送が可能になることを理論的に示した
（参考文献１：Ａ．Ｈａｓｅｇａｗａ　ａｎｄ　Ｆ．Ｔ
ａｐｐｅｒｔ，Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．２３（
１９７３）　１４２．）。

【０００４】光ファイバの異常分散波長域において形成
される光ソリトンは、群速度分散による広がりと非線形
光学効果（光カー効果）による圧縮が釣り合うことによ
り、光ファイバによる伝送損失（光損失）がない場合に
は、この光ファイバ中を波形を変えずに伝搬するという
特徴がある。このため、光ソリトンを用いた伝送方法は
、長距離、大容量の光通信を実現するうえで非常に有望
視されている方法である。

【０００５】しかしながら、実用化されている光ファイ
バには、わずかな光損失（波長１．５５μｍ帯で０．２
２ｄＢ／ｋｍ、１ｋｍ先で約５％光が弱まる）が存在す
るために、光ソリトンといえども光パルスの振幅が減少
し、それにつれてパルス幅の広がりを生じ、波形が変化
することとなる。

【０００６】従来、この光損失による光ソリトンの波形
の変化を補償するために、誘導ラマン散乱を用いて光伝
送路中に分布定数的に増幅作用を持たせ、等価的に無損
失の光伝送路を作り、光ソリトンを伝搬させる方法が既
に提案されている（参考文献２：Ａ．Ｈａｓｅｇａｗａ
，Ａｐｐｌ．Ｏｐｔ．２３，Ｐ．３３０２　（１９８４
）．　　参考文献３：Ｌ．Ｆ．Ｍｏｌｌｅｎａｕｅｒ，
Ｊ．Ｐ．Ｇｏｒｄｏｎ，ａｎｄ　Ｍ．Ｎ．Ｉｓｌａｍ，
ＩＥＥＥ　Ｊ．Ｑｕａｎｔｕｍ　Ｅｌｅｃｔｒｏｎ．Ｑ
Ｅ２２，ｐ．１５７　（１９８６）．）。

【０００７】この方法は、理想的な光ソリトン伝送路を
提供することができるため、特に長距離の伝搬に適して
いる光伝送方法である。

【０００８】また、光伝送路には増幅作用を持たせず、
この光伝送路中に、ある間隔をおいて光増幅器を挿入し
、集中定数的に光ファイバの損失を補償する方法により
長距離にわたって光ソリトンを伝搬させる方法が提案さ
れている（参考文献４：久保田、中沢、鈴木，特願平１
−６８６１９号公報、参考文献５：Ｈ．Ｋｕｂｏｔａ　
ａｎｄＭ．Ｎａｋａｚａｗａ，ＩＥＥＥ　Ｊ．Ｑｕａｎ
ｔｕｍ　Ｅｌｅｃｔｒｏｎ．ＱＥ２６，ｐ．６９２　（
１９９０）．）。

【０００９】この方法は、増幅作用を持つ領域を局在化
でき、また構成が簡単であるために、実現性が極めて高
い光伝送方法である。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記の誘導
ラマン散乱を用いる光ソリトン伝送方法は、理想的な光
ソリトン伝送路を提供することができるため長距離の光
ソリトンパルスの伝搬に適しているものの、システム全
体の構成が複雑になることと、さらに、光伝送路全体に
わたって一様な増幅利得を持たせることが困難であるこ
とから、任意の場所において無損失の光ソリトン伝送路
を得ることができないという欠点があった。また、誘導
ラマン散乱の利得が比較的小さいことも欠点となる。

【００１１】また、光増幅器を用いる光ソリトン伝送方
法は、増幅作用を持つ領域を局在化でき、システム全体
の構成が簡単になるために実現性が極めて高いものの、
高強度の光ソリトンの非線形パルスとしての波形の変化
を積極的に利用しているために光ファイバの光損失によ
り光ソリトンパルスの強度が減少することから、光伝送
路の中継距離に制限があり、該光伝送路中の光増幅器の
間隔を５０ｋｍ程度までしか採ることが出来ず、光増幅
器の設置間隔をさらに延長することが極めて困難であっ
た。

【００１２】本発明は、上記事情に鑑みてなされたもの
であって、従来では光ソリトンパルスの強度の低下を補
償する点にのみ着目していたものを、周波数変調（位相
変化）を補償する点にも着目し、単一モード光ファイバ
と逆の符号の群速度分散を有する光分散補償器を用いて
光ソリトン伝送路中の光伝送損失による光ソリトンパル
スの周波数変調を補償することにより、光ソリトンの伝
送距離もしくは光ソリトン伝送における光中継増幅器の
設置間隔を延長し、長距離、超高速大容量光通信を経済
的に行うことができる光ソリトン伝送方法を提供するこ
とにある。

【００１３】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明は次の様な光ソリトン伝送方法を採用した。

【００１４】すなわち、本発明の請求項１記載の光ソリ
トン伝送方法としては、単一モード光ファイバの負の群
速度分散の波長領域で形成される光ソリトンを用いる光
ソリトン伝送方法において、光ソリトン伝送用光ファイ
バに光伝送損失がある場合に、前記単一モード光ファイ
バと逆の符号の群速度分散を有する光分散補償器を用い
て、前記光伝送損失による光ソリトンパルスの周波数変
調を補償することに特徴がある。

【００１５】また、請求項２記載の光ソリトン伝送方法
としては、請求項１記載の光ソリトン伝送方法において
、前記光分散補償器により周波数変調を補償した後の光
ソリトンパルスを光増幅器を用いて増幅し、該光ソリト
ンパルスの受光感度を改善することに特徴がある。

【００１６】また、請求項３記載の光ソリトン伝送方法
としては、単一モード光ファイバの負の群速度分散の波
長領域で形成される光ソリトンを用いる光ソリトン伝送
方法において、光ソリトン伝送用光ファイバに光伝送損
失がある場合に、前記単一モード光ファイバと逆の符号
の群速度分散を有する光分散補償手段と、光増幅手段と
を具備する光中継器を１段以上用いて、前記光伝送損失
による光ソリトンパルスの周波数変調を補償するととも
に該光ソリトンパルスを増幅し、該光ソリトンパルスの
強度を回復させることに特徴がある。

【００１７】

【作用】本発明の請求項１記載の光ソリトン伝送方法で
は、伝搬の初めの部分では光ソリトンの効果を利用し、
さらに、伝送用光ファイバの光伝送損失により光ソリト
ンパルスの強度が減少した後は線形的なパルスとして伝
搬させる。そして、光ソリトン伝送中にその線形的な部
分で生じた群速度分散による光ソリトンパルスの周波数
変調及びパルス幅の広がりを、前記単一モード光ファイ
バと逆の符号の群速度分散を有する光分散補償器を用い
て補償することにより、伝搬中の光ソリトンパルスのパ
ルス幅の広がりを許容して該光ソリトンパルスの無中継
伝送可能な距離（光信号を電気信号に戻すことなく伝送
できる距離）を延長し、光ソリトン伝送における光中継
増幅器の設置間隔を延長する。

【００１８】また、請求項２記載の光ソリトン伝送方法
では、請求項１記載の光ソリトン伝送方法において、前
記光分散補償器により周波数変調を補償した後の光ソリ
トンパルスを光増幅器を用いて増幅することにより、該
光ソリトンパルスの受光感度を改善し、該光ソリトンパ
ルスの無中継伝送可能な距離を更に延長し、光ソリトン
伝送における光中継増幅器の設置間隔を延長する。

【００１９】また、請求項３記載の光ソリトン伝送方法
では、前記単一モード光ファイバと逆の符号の群速度分
散を有する光分散補償手段と、光増幅手段とを具備する
光中継器を１段以上用いて、前記光伝送損失による光ソ
リトンパルスの周波数変調を補償するとともに該光ソリ
トンパルスを増幅することにより、該光ソリトンパルス
の強度を回復させ、該光ソリトンパルスの無中継伝送可
能な距離を更に延長し、長距離の多中継光ソリトン伝送
を可能にする。

【００２０】

【実施例】以下、本発明の各実施態様について図を参照
して説明する。

【００２１】図１は、本発明の請求項１記載の光ソリト
ン伝送方法の一実施例である光ソリトン伝送システムＳ
の構成を示す概略図であり、図２（ａ）〜（ｃ）は、図
１中の光伝送路のＡ〜Ｃの各部分における光ソリトンパ
ルスの波形の概略を示す図である。

【００２２】図１において、１は光ソリトン発生器、２
は光ソリトン伝送用光ファイバ（光ファイバ）、３は光
分散補償器、４は受光器である。

【００２３】光ソリトン発生器１は、１．５５μｍの波
長帯域の光ソリトンパルスを発生させるもので、例えば
、モード同期Ｆセンタレーザと偏波保持単一モードファ
イバとから構成されるソリトンレーザが好適に用いられ
る。

【００２４】光ファイバ２は、例えば、１．３２μｍの
波長帯域付近に零分散領域が存在する群速度分散特性と
光損失波長特性を有するシリカ系単一モード光ファイバ
である。

【００２５】光分散補償器３は、前記光ファイバ２と逆
の符号の群速度分散を有し、光ソリトン伝送中にその線
形的な部分で生じた群速度分散による光ソリトンパルス
の周波数変調及びパルス幅の広がりを補償するものであ
る。

【００２６】この光分散補償器３としては、例えば、使
用される光ソリトンパルスの波長帯域が１．５μｍの場
合では零分散波長を１．５μｍよりも長波長側にずらし
たシリカ系の分散シフトファイバ（正の群速度分散を有
する）、ＧＴ干渉計、ファブリ・ペロー共振器、または
、ニオブ酸リチウム（ＬｉＮｂＯ３）やルチル型二酸化
チタン（ＴｉＯ２；別名「チタニア」）、二酸化テルル
（ＴｅＯ２）等の結晶、あるいはそれらを用いた光ファ
イバや光導波路等が好適に用いられる。

【００２７】受光器４は、光分散補償器３により補償さ
れた光ソリトンパルスを受光しこれを電気信号に変換す
るもので、例えば、アバランシェホトダイオード（ＡＰ
Ｄ）等が好適に用いられる。

【００２８】次に、この光ソリトン伝送システムＳの動
作について説明する。

【００２９】まず、電気信号を光ソリトン発生器１によ
り光ソリトンパルスに変換し、該光ソリトンパルスを光
ファイバ２中に入射し該光ファイバ２中を伝搬させる。

【００３０】光ソリトンパルスは、光ファイバ２に入射
した当初は高強度かつ狭小な波形を示している（図２（
ａ））が、該光ファイバ２中を伝搬する間に該光ファイ
バ２の光損失により強度が減少しかつ非線形性が弱まり
、また、光ファイバ２の有する負の群速度分散によりパ
ルス幅が広がるとともに、周波数変調（チャーピング）
を有するようになる（図２（ｂ））。

【００３１】この状態では、隣接する光ソリトンパルス
同士が互いに重なり合うようになるために、個々の信号
を検出することが不可能になる。

【００３２】これらの変形した光ソリトンパルスは、光
分散補償器３を通過することによりパルス幅が回復され
周波数変調も補償される（図２（ｃ））。この光ソリト
ンパルスは、強度こそ低下（本例では１／１００以下）
しているものの、波形は入射当初と同一（相似形）であ
る。これより、互いに重なり合っていた光ソリトンパル
スは明瞭に分離され、再び信号を検出することが可能に
なる。

【００３３】パルス幅が回復した光ソリトンパルスは、
受光器４により再び電気信号に変換され、信号として取
り出される。

【００３４】図３は、上記実施例の光ソリトン伝送シス
テムＳにおける光ソリトンパルスの分散補償の効果を確
認するために、計算機を用いてシミュレーシュン解析を
行った結果の一例を示すものである。

【００３５】この図では、光分散補償器の分散補償量（
ｐｓ／ｎｍ）をパラメーターとした場合の光ソリトンパ
ルスの波形の変化の様子を示している。

【００３６】ここでは、光ソリトンパルスの半値幅τＦ
ＷＨＭを１０ｐｓ、波長を１．５５μｍ、光ファイバの
長さを１００ｋｍ、光伝送損失を０．２４ｄＢ／ｋｍ、
群速度分散を−２．０ｐｓ／ｋｍ／ｎｍと仮定した。

【００３７】また、図中の破線は、参考のために、入力
する無歪の光ソリトンパルスの波形を示したものである
。上述したとおり伝搬の前後でパルス強度が１００倍以
上異なるために縮小して示してある。

【００３８】この結果から、分散補償しない光パルス（
分散補償量が０ｐｓ／ｎｍの場合）ではパルス幅が広が
り波高も低くなっているが、分散補償量を増大させるに
したがってパルス幅が狭小になり、分散補償量が１６０
ｐｓ／ｎｍでは入力光ソリトンパルスとほぼ同一形状の
波形にまで回復していることがわかる。また、分散補償
量を１８０ｐｓ／ｎｍ以上とした場合では逆に波形が崩
れてしまっており、分散補償量がある値を越えると分散
補償ができなくなることがわかる。

【００３９】図４は、本発明の効果を確認するために行
った計算機によるシミュレーシュン解析の結果の他の一
例を示すものであって、光ソリトンパルスのパルス幅と
分散補償量との関係を示す図である。

【００４０】図中、横軸は分散補償量（ｐｓ／ｎｍ）、
縦軸はパルス幅（ｐｓ）である。

【００４１】ここでは、光ソリトンパルスの半値幅τＦ
ＷＨＭを１０ｐｓ、波長を１．５５μｍ、光ファイバの
光伝送損失を０．２４ｄＢ／ｋｍ、群速度分散を−２．
０ｐｓ／ｋｍ／ｎｍとし、光ファイバの長さ（Ｚ）につ
いては、６０、８０、１００ｋｍの３種類の場合を仮定
した。

【００４２】この結果から、光ファイバの長さ（伝送距
離）が異なる場合でも、分散補償量を調整することによ
りパルス幅が変化した光ソリトンパルスを入力光ソリト
ンパルスとほぼ同一のパルス幅にまで回復できることが
わかる。

【００４３】図５は、光ソリトンパルス対を光ファイバ
中に入射し伝搬させた場合の本発明の効果確認のための
シミュレーシュン解析の結果を示す図であって、図２に
相当するものである。

【００４４】ここでは、光ソリトンパルス対のパルス間
隔を５０ｐｓとし、各パルスの半値幅τＦＷＨＭを１０
ｐｓ、波長を１．５５μｍ、光ファイバの長さを１００
ｋｍ、光伝送損失を０．２４ｄＢ／ｋｍ、群速度分散を
−２．０ｐｓ／ｋｍ／ｎｍと仮定した。

【００４５】この結果から、分散補償しない場合では、
光パルス同士が互いに重なり合い個々の信号を検出する
ことが不可能であるが、分散補償量が１６０ｐｓ／ｎｍ
では光ソリトンパルス対がきれいに分離されて個々の信
号を明瞭に識別することが可能となる。また、分散補償
量を１８０ｐｓ／ｎｍ以上に増加させると波形が崩れて
しまい分散補償ができなくなることがわかる。

【００４６】以上説明したように、この実施例の光ソリ
トン伝送システムＳによれば、光ファイバ２と逆の符号
の群速度分散を有する光分散補償器３を用いて、光伝送
損失による光ソリトンパルスの周波数変調を補償するこ
ととしたので、光ソリトンパルスが伝送中にその線形的
な部分で生じた群速度分散による光ソリトンパルスの周
波数変調及びパルス幅の広がりを補償し、伝搬中の光ソ
リトンパルスのパルス幅の広がりを許容して該光ソリト
ンパルスの無中継伝送可能な距離を延長することができ
る。したがって、光ファイバーの長さは１００ｋｍ以上
とすることが可能になる。

【００４７】また、この光ソリトン伝送システムＳでは
、光ソリトンパルスは線形なパルスと比べて高強度であ
るために伝搬後の信号対雑音比（Ｓ／Ｎ比）が優れてお
り、また、同じＳ／Ｎ比をとればより長距離にわたって
伝搬させることができる。さらに、部分的にでもソリト
ンの効果を保持している間は、波形の変化・周波数変調
（チャーピング）の発生量ともに線形なパルスに比べて
少ないため（理想的な光ソリトンでは波形は変化せず、
また、周波数変調の発生もない）、同じ距離伝搬した後
において必要となる光分散補償量は線形なパルスを用い
る伝搬に比べて少なくてよい。

【００４８】また、この光ソリトン伝送システムＳと集
中定数的な光増幅器とを組み合わせることもでき、この
組合せを用いた多中継光ソリトン伝送においては、光増
幅器の設置間隔を延長することができ、かつ、本方法を
用いない場合に比べて無中継伝送できる距離を延長する
ことが可能となる。この場合、光増幅器としては、半導
体レーザ増幅器、エルビウム（Ｅｒ）ドープ光ファイバ
増幅器等が好適である。

【００４９】この様に、光ソリトンの伝送距離を延長す
ることができ、長距離、超高速大容量光通信を経済的に
行うことができる光ソリトン伝送方法を提供することが
可能になる。

【００５０】図６は、本発明の請求項３記載の光ソリト
ン伝送方法の一実施例である多中継光ソリトン伝送シス
テムＭの構成を示す概略図である。

【００５１】この多中継光ソリトン伝送システムＭは、
光ファイバ２の後に光中継器５を接続し、この光中継器
５を用いて、光伝送損失による光ソリトンパルスの周波
数変調を補償するとともに光強度を増幅するという一連
の動作を複数段（Ｎ１段からＮｎ段まで）繰り返すこと
としたものである。

【００５２】この多中継光ソリトン伝送システムＭにお
いては、光ソリトン発生器１、光ファイバ２、受光器４
は前記光ソリトン伝送システムＳの構成要素と全く同一
であるからこれらの構成要素については説明を省略する
こととし、前記構成要素と異なる光中継器５についての
み説明する。

【００５３】光中継器５は、光分散補償手段６と、光増
幅手段７とを具備するものである。

【００５４】光分散補償手段６は、前記光ファイバ２と
逆の符号の群速度分散を有し、光ソリトン伝送中にその
線形的な部分で生じた群速度分散による光ソリトンパル
スの周波数変調及びパルス幅の広がりを補償するもので
ある。

【００５５】この光分散補償手段６としては、前記実施
例の光分散補償器３と同様に、例えば、使用される光ソ
リトンパルスの波長帯域が１．５μｍの場合では零分散
波長を１．５μｍよりも長波長側にずらしたシリカ系の
分散シフトファイバ（正の群速度分散を有する）、ＧＴ
干渉計、ファブリ・ペロー共振器、または、ニオブ酸リ
チウム（ＬｉＮｂＯ３）やルチル型二酸化チタン（Ｔｉ
Ｏ２；別名「チタニア」）、二酸化テルル（ＴｅＯ２）
等の結晶、あるいはそれらを用いた光ファイバや光導波
路等が好適に用いられる。

【００５６】光増幅手段７は、光ファイバ２の光伝送損
失により強度が減少した光ソリトンパルスの光強度を増
幅するもので、例えば、１．５μｍの波長帯域のパルス
では、半導体レーザ増幅器、エルビウム（Ｅｒ）ドープ
光ファイバ増幅器等が好適に用いられる。

【００５７】前記光増幅手段７は、高度の機能が要求さ
れない場合には光増幅器の種類を限定する必要はないが
、特に、限界を追及する様な場合においては、受光感度
を改善するために受光器４の前に設ける光増幅器として
は、プリアンプ型のものが好ましく、また、大きな光ソ
リトンパルスを得るために光ファイバ２の前に設ける光
増幅器としては、メインアンプ型のものが好ましい。

【００５８】次に、この多中継光ソリトン伝送システム
Ｍの動作について説明する。

【００５９】光ソリトン発生器１により初段（Ｎ１）の
光ファイバ２中に入射された光ソリトンパルスは、光中
継器５の光分散補償手段５によりパルス幅が回復され周
波数変調も補償され、光増幅手段６により光強度が増幅
され、光ファイバ２の光損失により減少した光ソリトン
パルスの強度を回復する。

【００６０】強度を回復した光ソリトンパルスは、その
後、２段目（Ｎ２）の光ファイバ２に入射し、前記と同
様に光中継器５の光分散補償手段５によりパルス幅が回
復され周波数変調も補償され、光増幅手段６により光強
度が増幅され、減少した光ソリトンパルスの強度を回復
する。

【００６１】以下、各段の光中継器５により光分散補償
と光増幅が繰り返し行われ、最終段（Ｎｎ）の光ファイ
バ２に入射した後は、前記と同様にパルス幅が回復され
て周波数変調も補償され、また光強度も回復され、受光
器４により再び電気信号に変換され、信号として取り出
される。

【００６２】図７は、上記実施例の多中継光ソリトン伝
送システムＭにおける光ソリトンパルスの光分散補償及
び光増幅の効果を確認するために、計算機を用いてシミ
ュレーシュン解析を行った結果の一例を示すものである
。

【００６３】図７では、入力に光ソリトンパルス対を用
い、図６の各段の光中継器５の出力側におけるパルスの
波形の変化の様子を示している。

【００６４】ここでは、各光ソリトンパルスの半値幅τ
ＦＷＨＭを１０ｐｓ、波長を１．５５μｍ、パルス間隔
を５０ｐｓ、また、各光ファイバの長さを１００ｋｍ、
各々の光伝送損失を０．２４ｄＢ／ｋｍ、群速度分散を
−２．０ｐｓ／ｋｍ／ｎｍ、分散補償量を１６０ｐｓ／
ｎｍと仮定した。この分散補償量は図３の最適値と同一
である。

【００６５】また、図８は、比較のために図７と同一条
件の光ソリトンパルス対を用い、従来の方法により多中
継伝送したパルスの波形を図７と同様の方法により示し
たものである。ただし、各光ファイバの長さは２５ｋｍ
である。

【００６６】この結果から、従来の方法では伝送距離が
短く波形も著しく省化しているのに対して、本実施例の
方法では、光ソリトンパルス対がきれいに分離されて個
々の信号を明瞭に識別することが可能となり、全体とし
て２０００ｋｍ以上にわたって高情報伝送速度（高ビッ
トレート）できれいな光ソリトンパルス対を伝搬させる
ことが可能であることがわかる。

【００６７】また、各々の光ファイバの距離（光増幅器
の設置間隔）は、本方法を用いることにより２倍以上と
なり（本例では４倍）、少ない光増幅器数で長距離の伝
送が可能な経済的な光ソリトン通信が可能である。

【００６８】以上説明したように、この実施例の多中継
光ソリトン伝送システムＭによれば、光ファイバ２と逆
の符号の群速度分散を有する光分散補償手段６と、光増
幅手段７とを具備する光中継器５を複数段用いて、光伝
送損失による光ソリトンパルスの周波数変調を補償する
とともに該光ソリトンパルスを増幅し、減少した光ソリ
トンパルスの強度を回復することとしたので、この光ソ
リトンパルスの無中継伝送可能な距離を更に延長するこ
とができ、光ソリトン伝送における光中継器５の設置間
隔を延長することができ、したがって、２０００ｋｍ以
上にわたって高情報伝送速度（高ビットレート）で多中
継光ソリトン伝送をすることが可能になる。

【００６９】この様に、光ソリトン伝送における光増幅
器の設置間隔を延長することができ、長距離、超高速大
容量光通信を経済的に行うことができる光ソリトン伝送
方法を提供することが可能になる。

【００７０】なお、多中継光ソリトン伝送システムＭに
おいては、光分散補償器を挿入する位置は（１）光ファ
イバの出力端、（２）光増幅器の出力端のいずれでもよ
く、いずれにおいても全く同一の効果を示すことができ
る。

【００７１】また、光分散補償器は独立した機器である
必要はなく、例えば、光増幅器に分散特性を持たせ光分
散補償器を兼ねる構成としてもよい。

【００７２】なお、上記実施例のすべての場合において
は、入力する光ソリトンパルスの振幅を通常の場合１．
５倍程度にとり、伝送距離を延長する前記参考文献４，
５の方法を併用している。

【００７３】また、光ソリトン発生器もしくは光中継器
からの出力光ソリトンパルスの強度を振幅Ａ＝１とする
ことも振幅Ａ＞１とすること（上記文献４，５）も可能
であり、振幅Ａ＞１の場合にはさらなる中継距離の延長
効果が期待できる。

【００７４】

【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明の請
求項１記載の光ソリトン伝送方法によれば、単一モード
光ファイバの負の群速度分散の波長領域で形成される光
ソリトンを用いる光ソリトン伝送方法において、光ソリ
トン伝送用光ファイバに光伝送損失がある場合に、前記
単一モード光ファイバと逆の符号の群速度分散を有する
光分散補償器を用いて、前記光伝送損失による光ソリト
ンパルスの周波数変調を補償することとしたので、この
光ソリトンパルスが伝送中にその線形的な部分で生じた
群速度分散による光ソリトンパルスの周波数変調及びパ
ルス幅の広がりを補償し、伝搬中の光ソリトンパルスの
パルス幅の広がりを許容して該光ソリトンパルスの無中
継伝送可能な距離を延長することができる。

【００７５】したがって、長距離、超高速大容量光通信
を経済的に行うことができる光ソリトン伝送方法を提供
することが可能になる。

【００７６】また、請求項２記載の光ソリトン伝送方法
によれば、請求項１記載の光ソリトン伝送方法において
、前記光分散補償器により周波数変調を補償した後の光
ソリトンパルスを光増幅器を用いて増幅することとした
ので、前記光ソリトンパルスの受光感度を改善すること
ができ、該光ソリトンパルスの無中継伝送可能な距離を
更に延長することができる。

【００７７】したがって、光ソリトン伝送における光増
幅器の設置間隔を延長することができ、長距離、超高速
大容量光通信を経済的に行うことができる光ソリトン伝
送方法を提供することが可能になる。

【００７８】また、請求項３記載の光ソリトン伝送方法
によれば、単一モード光ファイバの負の群速度分散の波
長領域で形成される光ソリトンを用いる光ソリトン伝送
方法において、光ソリトン伝送用光ファイバに光伝送損
失がある場合に、前記単一モード光ファイバと逆の符号
の群速度分散を有する光分散補償手段と、光増幅手段と
を具備する光中継器を１段以上用いて、前記光伝送損失
による光ソリトンパルスの周波数変調を補償するととも
に該光ソリトンパルスを増幅し、該光ソリトンパルスの
強度を回復させることとしたので、該光ソリトンパルス
の強度を回復させることができ、該光ソリトンパルスの
無中継伝送可能な距離を更に延長することができ、高情
報伝送速度（高ビットレート）で多中継光ソリトン伝送
をすることが可能になる。

【００７９】したがって、光ソリトン伝送における光中
継器の設置間隔を延長することができ、長距離、超高速
大容量光通信を多中継で経済的に行うことができる光ソ
リトン伝送方法を提供することが可能になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の請求項１記載の光ソリトン伝送方法の
一実施例の光ソリトン伝送システムＳの構成を示す概略
図である。

【図２】図１中の光伝送路のＡ〜Ｃの各部分における光
ソリトンパルスの波形の概略を示す図である。

【図３】本発明の一実施例の光ソリトン伝送システムＳ
の分散補償量と光ソリトンパルス波形との関係を示す図
である。

【図４】本発明の一実施例の光ソリトン伝送システムＳ
の光ソリトンパルスのパルス幅と分散補償量との関係を
示す図である。

【図５】本発明の一実施例の光ソリトン伝送システムＳ
の分散補償量と光ソリトンパルス対の波形との関係を示
す図である。

【図６】本発明の請求項３記載の光ソリトン伝送方法の
一実施例の多中継光ソリトン伝送システムＭの構成を示
す概略図である。

【図７】本発明の一実施例の多中継光ソリトン伝送シス
テムＭの各段の光増幅器の出力側におけるパルスの波形
の変化の様子を示す図である。

【図８】従来の多中継光ソリトン伝送システムの各段の
光増幅器の出力側におけるパルスの波形の変化の様子を
示す図である。

【符号の説明】

Ｓ　　光ソリトン伝送システム１　　光ソリトン発生器２　　光ソリトン伝送用光ファイバ（光ファイバ）３　
　光分散補償器４　　受光器Ｍ　　多中継光ソリトン伝送システム５　　光中継器６　　光分散補償手段７　　光増幅手段Ｎ１〜Ｎｎ　　段

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】　　単一モード光ファイバの負の群速度分
散の波長領域で形成される光ソリトンを用いる光ソリト
ン伝送方法において、光ソリトン伝送用光ファイバに光
伝送損失がある場合に、前記単一モード光ファイバと逆
の符号の群速度分散を有する光分散補償器を用いて、前
記光伝送損失による光ソリトンパルスの周波数変調を補
償することを特徴とする光ソリトン伝送方法。
【請求項２】　　請求項１記載の光ソリトン伝送方法に
おいて、前記光分散補償器により周波数変調を補償した
後の光ソリトンパルスを光増幅器を用いて増幅すること
を特徴とする光ソリトン伝送方法。
【請求項３】　　単一モード光ファイバの負の群速度分
散の波長領域で形成される光ソリトンを用いる光ソリト
ン伝送方法において、光ソリトン伝送用光ファイバに光
伝送損失がある場合に、前記単一モード光ファイバと逆
の符号の群速度分散を有する光分散補償手段と、光増幅
手段とを具備する光中継器を１段以上用いて、前記光伝
送損失による光ソリトンパルスの周波数変調を補償する
とともに該光ソリトンパルスを増幅することを特徴とす
る光ソリトン伝送方法。