JPH05227103A - 光通信方法 - Google Patents
光通信方法Info
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- JPH05227103A JPH05227103A JP3298636A JP29863691A JPH05227103A JP H05227103 A JPH05227103 A JP H05227103A JP 3298636 A JP3298636 A JP 3298636A JP 29863691 A JP29863691 A JP 29863691A JP H05227103 A JPH05227103 A JP H05227103A
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- JP
- Japan
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- signal light
- optical fiber
- optical
- signal
- transmission
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- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04B—TRANSMISSION
- H04B10/00—Transmission systems employing electromagnetic waves other than radio-waves, e.g. infrared, visible or ultraviolet light, or employing corpuscular radiation, e.g. quantum communication
- H04B10/25—Arrangements specific to fibre transmission
- H04B10/2507—Arrangements specific to fibre transmission for the reduction or elimination of distortion or dispersion
- H04B10/2513—Arrangements specific to fibre transmission for the reduction or elimination of distortion or dispersion due to chromatic dispersion
- H04B10/25133—Arrangements specific to fibre transmission for the reduction or elimination of distortion or dispersion due to chromatic dispersion including a lumped electrical or optical dispersion compensator
-
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- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04B—TRANSMISSION
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- H04B10/25—Arrangements specific to fibre transmission
- H04B10/2507—Arrangements specific to fibre transmission for the reduction or elimination of distortion or dispersion
- H04B10/2513—Arrangements specific to fibre transmission for the reduction or elimination of distortion or dispersion due to chromatic dispersion
- H04B10/2525—Arrangements specific to fibre transmission for the reduction or elimination of distortion or dispersion due to chromatic dispersion using dispersion-compensating fibres
- H04B10/25253—Arrangements specific to fibre transmission for the reduction or elimination of distortion or dispersion due to chromatic dispersion using dispersion-compensating fibres with dispersion management, i.e. using a combination of different kind of fibres in the transmission system
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04B—TRANSMISSION
- H04B2210/00—Indexing scheme relating to optical transmission systems
- H04B2210/25—Distortion or dispersion compensation
- H04B2210/252—Distortion or dispersion compensation after the transmission line, i.e. post-compensation
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- Physics & Mathematics (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
- Signal Processing (AREA)
- Optical Communication System (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 長距離コヒーレント光通信方式におけるファ
イバ内非線形光学効果による波形歪を抑圧する。 【構成】 送信部における変調指数を光ファイバを伝送
していない状態で最良の受信感度を実現する値に対し増
大又は減少させる。あるいは、受信部の遅延検波回路に
おける遅延量を光ファイバを伝送していない状態で最良
の受信感度を実現する値に対し増大または減少する。
イバ内非線形光学効果による波形歪を抑圧する。 【構成】 送信部における変調指数を光ファイバを伝送
していない状態で最良の受信感度を実現する値に対し増
大又は減少させる。あるいは、受信部の遅延検波回路に
おける遅延量を光ファイバを伝送していない状態で最良
の受信感度を実現する値に対し増大または減少する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、光増幅中継器を用いた
長距離コヒーレント光通信方式において問題となる、フ
ァイバ内非線形歪の影響を抑圧する方法を提供するもの
である。
長距離コヒーレント光通信方式において問題となる、フ
ァイバ内非線形歪の影響を抑圧する方法を提供するもの
である。
【０００２】
【従来の技術】光ファイバ増幅器は数１０００ｋｍに及
ぶ長距離多段中継伝送光通信システムの可能性をもたら
すとともに、コヒーレント光通信がこの様な長距離伝送
系において有利な方式であるといわれている。この理由
はコヒーレント方式は、高い受信感度を有すると共に、
伝送路の波長分散の影響を受信器のＩＦ帯域で簡単に補
償することができる利点を有しているためである。
ぶ長距離多段中継伝送光通信システムの可能性をもたら
すとともに、コヒーレント光通信がこの様な長距離伝送
系において有利な方式であるといわれている。この理由
はコヒーレント方式は、高い受信感度を有すると共に、
伝送路の波長分散の影響を受信器のＩＦ帯域で簡単に補
償することができる利点を有しているためである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、光中継
器の出力パワーが大きくなるとファイバ内で非線形光学
効果による歪が発生し、伝送距離が制限される場合があ
る。この現象は特に以下に示すように、ファイバの分散
値が高い場合において顕著となる。伝送路に高い波長分
散が存在すると、ＦＳＫ変調光の様な包絡線一定の信号
光であっても、伝送中に振幅歪が発生する。この振幅歪
は、ファイバのＫｅｒｒ効果を介して信号光の位相歪に
変換される。これにより、伝送後の信号光の位相変化量
（周波数偏移量）は送信側で予め設定した値からずれる
ため、受信感度が劣化してしまう。この現象は、中継器
の出力パワーを大きくすると増大するため、中継間隔を
長距離化する上で大きな障害となっている。
器の出力パワーが大きくなるとファイバ内で非線形光学
効果による歪が発生し、伝送距離が制限される場合があ
る。この現象は特に以下に示すように、ファイバの分散
値が高い場合において顕著となる。伝送路に高い波長分
散が存在すると、ＦＳＫ変調光の様な包絡線一定の信号
光であっても、伝送中に振幅歪が発生する。この振幅歪
は、ファイバのＫｅｒｒ効果を介して信号光の位相歪に
変換される。これにより、伝送後の信号光の位相変化量
（周波数偏移量）は送信側で予め設定した値からずれる
ため、受信感度が劣化してしまう。この現象は、中継器
の出力パワーを大きくすると増大するため、中継間隔を
長距離化する上で大きな障害となっている。
【０００４】本発明の目的は、このような問題を解決
し、受信感度劣化を大幅に低減することができる光通信
方法を提供することにある。
し、受信感度劣化を大幅に低減することができる光通信
方法を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】第１の発明は、光周波数
偏移変調方式を用いたＦＳＫコヒーレント光通信方式に
おいて、信号光波長が伝送路である光ファイバの分散値
が正（負）の領域に在る場合、送信部における変調指数
（周波数偏移量／ビットレート）を前記光ファイバを伝
送していない状態で最良の受信感度を実現する値よりも
小さな（大きな）値とすることにより、前記光ファイバ
内で発生する非線形歪による受信感度劣化を抑圧するこ
とを特徴とする。
偏移変調方式を用いたＦＳＫコヒーレント光通信方式に
おいて、信号光波長が伝送路である光ファイバの分散値
が正（負）の領域に在る場合、送信部における変調指数
（周波数偏移量／ビットレート）を前記光ファイバを伝
送していない状態で最良の受信感度を実現する値よりも
小さな（大きな）値とすることにより、前記光ファイバ
内で発生する非線形歪による受信感度劣化を抑圧するこ
とを特徴とする。
【０００６】第２の発明は、光周波数偏移変調遅延検波
方式を用いたＦＳＫコヒーレント光通信方式において、
信号光波長が伝送路である光ファイバの分散値が正
（負）の領域に在る場合、受信部の遅延検波回路におけ
る遅延量を前記光ファイバを伝送していない状態で最良
の受信感度を実現する値よりも小さな（大きな）値とす
ることにより、前記光ファイバ内で発生する非線形歪に
よる受信感度劣化を抑圧することを特徴とする。
方式を用いたＦＳＫコヒーレント光通信方式において、
信号光波長が伝送路である光ファイバの分散値が正
（負）の領域に在る場合、受信部の遅延検波回路におけ
る遅延量を前記光ファイバを伝送していない状態で最良
の受信感度を実現する値よりも小さな（大きな）値とす
ることにより、前記光ファイバ内で発生する非線形歪に
よる受信感度劣化を抑圧することを特徴とする。
【０００７】
【作用】以下ではファイバ内波長分散とＫｅｒｒ効果に
よる受信感度劣化が、本発明により低減される原理につ
いて説明する。伝送路の分散が信号光波長領域において
正の場合、光周波数が低いほど（波長が長いほど）伝送
時間に遅延が生じる。この遅延にともなって、ＦＳＫ変
調信号光は、各ビットの切り換わり点において振幅歪が
生じる。この様子を模式的に示したものが図２である。
図２（ａ）は伝送前の信号光包絡線であり、図２（ｂ）
が伝送後分散の影響によって歪んだ信号光包絡線であ
る。この図では伝送路の分散を正とし、ＦＳＫ変調光の
スペース側の周波数ｆ１が、マーク側の周波数ｆ２より
高い場合を想定している。図２（ｂ）を見ると、ｆ１か
らｆ２にビットが切り換わった直後に振幅が減少し、ｆ
２からｆ１にビットが切り換わった直後に振幅が増大し
ていることが分かる。この振幅変動がＫｅｒｒ効果によ
って信号光位相を変動させる。この位相の回転方向は光
のパワーに比例しているので、ｆ１からｆ２へ切り換わ
った直後に遅れ、ｆ２からｆ１に切り換わった直後に進
む（山本他“光増幅中継伝送における自然放出光の自己
位相変調によるＡＭ変換雑音の解析”１９９１年電子情
報通信学会秋季全国大会ＳＢ−８−４）。この様子を示
したのが図２（ｃ），（ｄ）である。即ち、図２（ｃ）
は伝送前の信号光位相を、図２（ｄ）は伝送後の信号光
位相を示している。伝送前の位相変化は図２（ｃ）の様
に直線的な特性を示すが、伝送後は図２（ｄ）の様にビ
ットの切り換わりで非線形な振舞を起こす。この図の場
合、伝送後の位相変化量が伝送前の位相変化量より大き
くなっていることがわかる。一方、分散値が負の場合、
図３に示されるように、伝送後の位相変化量は、伝送前
に比べて減少する。復調回路に遅延検波器の様な位相検
出回路を使用する場合、この位相変化量のずれによって
復調波形が劣化してしまう。
よる受信感度劣化が、本発明により低減される原理につ
いて説明する。伝送路の分散が信号光波長領域において
正の場合、光周波数が低いほど（波長が長いほど）伝送
時間に遅延が生じる。この遅延にともなって、ＦＳＫ変
調信号光は、各ビットの切り換わり点において振幅歪が
生じる。この様子を模式的に示したものが図２である。
図２（ａ）は伝送前の信号光包絡線であり、図２（ｂ）
が伝送後分散の影響によって歪んだ信号光包絡線であ
る。この図では伝送路の分散を正とし、ＦＳＫ変調光の
スペース側の周波数ｆ１が、マーク側の周波数ｆ２より
高い場合を想定している。図２（ｂ）を見ると、ｆ１か
らｆ２にビットが切り換わった直後に振幅が減少し、ｆ
２からｆ１にビットが切り換わった直後に振幅が増大し
ていることが分かる。この振幅変動がＫｅｒｒ効果によ
って信号光位相を変動させる。この位相の回転方向は光
のパワーに比例しているので、ｆ１からｆ２へ切り換わ
った直後に遅れ、ｆ２からｆ１に切り換わった直後に進
む（山本他“光増幅中継伝送における自然放出光の自己
位相変調によるＡＭ変換雑音の解析”１９９１年電子情
報通信学会秋季全国大会ＳＢ−８−４）。この様子を示
したのが図２（ｃ），（ｄ）である。即ち、図２（ｃ）
は伝送前の信号光位相を、図２（ｄ）は伝送後の信号光
位相を示している。伝送前の位相変化は図２（ｃ）の様
に直線的な特性を示すが、伝送後は図２（ｄ）の様にビ
ットの切り換わりで非線形な振舞を起こす。この図の場
合、伝送後の位相変化量が伝送前の位相変化量より大き
くなっていることがわかる。一方、分散値が負の場合、
図３に示されるように、伝送後の位相変化量は、伝送前
に比べて減少する。復調回路に遅延検波器の様な位相検
出回路を使用する場合、この位相変化量のずれによって
復調波形が劣化してしまう。
【０００８】第１の発明による光通信方法は、この位相
変化量の増大あるいは減少を見越して、送信側で周波数
偏移量を予め低く又は大きくしておくことによって波形
歪を最小限に抑えるものである。図２（ｅ）及び図３
（ｅ）は、この方法を用いた場合の伝送後の位相変化を
示したものである。即ち、変調指数を調整した時の伝送
後の信号光位相を示している。１ビット内での位相変化
量はほぼ伝送前と一致していることが分かる。
変化量の増大あるいは減少を見越して、送信側で周波数
偏移量を予め低く又は大きくしておくことによって波形
歪を最小限に抑えるものである。図２（ｅ）及び図３
（ｅ）は、この方法を用いた場合の伝送後の位相変化を
示したものである。即ち、変調指数を調整した時の伝送
後の信号光位相を示している。１ビット内での位相変化
量はほぼ伝送前と一致していることが分かる。
【０００９】第２の発明による光通信方法は、増大した
位相変化量に対して最適となる復調回路を用いるもので
ある。遅延検波回路は遅延時間を減少させることによっ
て、周波数偏移量の大きなＦＳＫ変調信号を復調できる
性質を有している。この性質を利用して、上記の位相変
化量の増大、即ち周波数偏移量の増大にあわせて遅延時
間を減少させることによって波形歪を抑えることができ
る。
位相変化量に対して最適となる復調回路を用いるもので
ある。遅延検波回路は遅延時間を減少させることによっ
て、周波数偏移量の大きなＦＳＫ変調信号を復調できる
性質を有している。この性質を利用して、上記の位相変
化量の増大、即ち周波数偏移量の増大にあわせて遅延時
間を減少させることによって波形歪を抑えることができ
る。
【００１０】
【実施例】まず第１の発明の光通信方法について説明す
る。図１は、本実施例を適用する伝送距離８００ｋｍの
２．５Ｇｂ／ｓ ＣＰＦＳＫ光ヘテロダイン検波伝送系
を示す。送信器１から出射された信号光は１００ｋｍ毎
に設置された７台の光増幅中継器２を経た後、受信器３
で受信される。各光増幅中継器２の光出力パワーの平均
は＋８ｄＢｍである。伝送路の光ファイバの分散値は、
信号光波長１．５５ミクロン帯において１７ｐｓ／ｎｍ
／ｋｍである。受信器３には偏波制御器（ＰＣ）４が設
置されており、ＩＦ信号が最大となるようにコントロー
ラ１１によって信号光の偏波が制御される。局部発振光
源（Ｌｏ）５から出射された光と信号光は合波された
後、フロントエンド（Ｏ／Ｅ）６でヘテロダイン検波さ
れる。フロントエンド６から出力されるＩＦ信号の中心
出射は５ＧＨｚに設定されており、この信号は分散等化
器（ＥＱＬ）７によって波長分散による歪が除去され
る。周波数弁別器１０はＩＦ信号が５ＧＨｚに安定化さ
れるように局部発振光源５の周波数を制御する。遅延検
波回路８は信号光の変調指数が０．８（周波数偏移量２
ＧＨｚ）で最大の復調振幅が得られる様に遅延時間が設
定されている。遅延検波回路８の出力は遮断周波数２．
５ＧＨｚのベースバンドフィルタ（ＬＰＦ）９に入力さ
れ、雑音が除去される。
る。図１は、本実施例を適用する伝送距離８００ｋｍの
２．５Ｇｂ／ｓ ＣＰＦＳＫ光ヘテロダイン検波伝送系
を示す。送信器１から出射された信号光は１００ｋｍ毎
に設置された７台の光増幅中継器２を経た後、受信器３
で受信される。各光増幅中継器２の光出力パワーの平均
は＋８ｄＢｍである。伝送路の光ファイバの分散値は、
信号光波長１．５５ミクロン帯において１７ｐｓ／ｎｍ
／ｋｍである。受信器３には偏波制御器（ＰＣ）４が設
置されており、ＩＦ信号が最大となるようにコントロー
ラ１１によって信号光の偏波が制御される。局部発振光
源（Ｌｏ）５から出射された光と信号光は合波された
後、フロントエンド（Ｏ／Ｅ）６でヘテロダイン検波さ
れる。フロントエンド６から出力されるＩＦ信号の中心
出射は５ＧＨｚに設定されており、この信号は分散等化
器（ＥＱＬ）７によって波長分散による歪が除去され
る。周波数弁別器１０はＩＦ信号が５ＧＨｚに安定化さ
れるように局部発振光源５の周波数を制御する。遅延検
波回路８は信号光の変調指数が０．８（周波数偏移量２
ＧＨｚ）で最大の復調振幅が得られる様に遅延時間が設
定されている。遅延検波回路８の出力は遮断周波数２．
５ＧＨｚのベースバンドフィルタ（ＬＰＦ）９に入力さ
れ、雑音が除去される。
【００１１】図４に８００ｋｍの伝送路に信号光を通さ
ない時と通した時の受信感度劣化の変調指数依存性を測
定した結果を示す。これを見ると、伝送中は変調指数を
０．６４に設定することによって、２．４ｄＢの受信感
度劣化を０．４ｄＢまで抑圧できることが分かる。
ない時と通した時の受信感度劣化の変調指数依存性を測
定した結果を示す。これを見ると、伝送中は変調指数を
０．６４に設定することによって、２．４ｄＢの受信感
度劣化を０．４ｄＢまで抑圧できることが分かる。
【００１２】次に第２の発明の一実施例について説明す
る。この実施例は、第２の発明の光通信方法を図１のシ
ステムに適用した例である。信号光の変調指数は０．８
に設定されている。図５に、遅延検波回路の遅延時間に
対する受信感度劣化の依存性を示す。この図を見ると、
伝送前は遅延時間が０．２５ｎｓで受信感度は最良とな
る。遅延時間を固定したままで伝送を行うと２．５ｄＢ
の感度劣化が生じた。そこで遅延時間を０．２ｎｓまで
短くすると受信感度劣化は０．５ｄＢまで低減すること
ができた。但し遅延時間の短縮にともなってＩＦ中心周
波数は６．２５ＧＨｚに変更した。
る。この実施例は、第２の発明の光通信方法を図１のシ
ステムに適用した例である。信号光の変調指数は０．８
に設定されている。図５に、遅延検波回路の遅延時間に
対する受信感度劣化の依存性を示す。この図を見ると、
伝送前は遅延時間が０．２５ｎｓで受信感度は最良とな
る。遅延時間を固定したままで伝送を行うと２．５ｄＢ
の感度劣化が生じた。そこで遅延時間を０．２ｎｓまで
短くすると受信感度劣化は０．５ｄＢまで低減すること
ができた。但し遅延時間の短縮にともなってＩＦ中心周
波数は６．２５ＧＨｚに変更した。
【００１３】以上の様に本発明を用いることにより、フ
ァイバ内の分散と非線形光学効果による受信感度劣化を
大幅に低減することができる。
ァイバ内の分散と非線形光学効果による受信感度劣化を
大幅に低減することができる。
【００１４】上記の実施例ではファイバの分散を正とし
たが、負分散の場合は変調指数を増大させるか又は遅延
時間を大きくすることによって感度劣化を低減すること
ができる。
たが、負分散の場合は変調指数を増大させるか又は遅延
時間を大きくすることによって感度劣化を低減すること
ができる。
【図１】本発明が適用される伝送系を示す図である。
【図２】本発明の動作原理を説明する図である。
【図３】本発明の動作原理を説明する図である。
【図４】第１の発明の実施例の効果を示す図である。
【図５】第２の発明の実施例の効果を示す図である。
１ 送信器 ２ 光増幅中継器 ３ 受信器 ４ 偏波制御器 ５ 局部発振光源 ６ フロントエンド ７ 分散等化器 ８ 遅延検波回路 ９ ベースバンドフィルタ １０ 周波数弁別器 １１ コントローラ
Claims (2)
- 【請求項１】光周波数偏移変調方式を用いたＦＳＫコヒ
ーレント光通信方式において、信号光波長が伝送路であ
る光ファイバの分散値が正（負）の領域に在る場合、送
信部における変調指数を前記光ファイバを伝送していな
い状態で最良の受信感度を実現する値よりも小さな（大
きな）値とすることにより、前記光ファイバ内で発生す
る非線形歪による受信感度劣化を抑圧することを特徴と
する光通信方法。 - 【請求項２】光周波数偏移変調遅延検波方式を用いたＦ
ＳＫコヒーレント光通信方式において、信号光波長が伝
送路である光ファイバの分散値が正（負）の領域に在る
場合、受信部の遅延検波回路における遅延量を前記光フ
ァイバを伝送していない状態で最良の受信感度を実現す
る値よりも小さな（大きな）値とすることにより、前記
光ファイバ内で発生する非線形歪による受信感度劣化を
抑圧することを特徴とする光通信方法。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3298636A JPH05227103A (ja) | 1991-11-14 | 1991-11-14 | 光通信方法 |
| DE69224964T DE69224964T2 (de) | 1991-11-14 | 1992-11-12 | Verfahren für die Nachrichtenübertragung optischer Signale |
| EP92310316A EP0542535B1 (en) | 1991-11-14 | 1992-11-12 | Method of optical signal communication |
| US08/328,401 US5442476A (en) | 1991-11-11 | 1994-10-24 | Optical communication method |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3298636A JPH05227103A (ja) | 1991-11-14 | 1991-11-14 | 光通信方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05227103A true JPH05227103A (ja) | 1993-09-03 |
Family
ID=17862307
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3298636A Pending JPH05227103A (ja) | 1991-11-11 | 1991-11-14 | 光通信方法 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5442476A (ja) |
| EP (1) | EP0542535B1 (ja) |
| JP (1) | JPH05227103A (ja) |
| DE (1) | DE69224964T2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| DE3824577A1 (de) * | 1988-07-19 | 1990-01-25 | Olaf Unbehaun | Laermschutzvorrichtung fuer eisenbahngleise |
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| SE501070C2 (sv) * | 1993-03-26 | 1994-11-07 | Ericsson Telefon Ab L M | System och förfarande för dispersionskompensering i fiberoptiska höghastighetssystem |
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| US6266379B1 (en) | 1997-06-20 | 2001-07-24 | Massachusetts Institute Of Technology | Digital transmitter with equalization |
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| US7362972B2 (en) * | 2003-09-29 | 2008-04-22 | Jds Uniphase Inc. | Laser transmitter capable of transmitting line data and supervisory information at a plurality of data rates |
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