JPH0613987A - 光ファイバ通信方式 - Google Patents
光ファイバ通信方式Info
- Publication number
- JPH0613987A JPH0613987A JP4166453A JP16645392A JPH0613987A JP H0613987 A JPH0613987 A JP H0613987A JP 4166453 A JP4166453 A JP 4166453A JP 16645392 A JP16645392 A JP 16645392A JP H0613987 A JPH0613987 A JP H0613987A
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- Japan
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- optical fiber
- signal
- light
- optical
- carrier component
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- Optical Communication System (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 光ファイバ通信において、誘導ブリルアン散
乱の影響を低減し、信号伝送上の誤り率を低下させるこ
とができ、光ファイバ増幅による長距離伝送を可能にす
る。 【構成】 誘導ブリルアン散乱によって伝送中に失われ
た信号光の搬送波成分を受信端において注入して補う。
受信端において、光カプラ１５で受信光の一部を分岐
し、この受信光の搬送波成分を残留搬送波検出回路１９
で検出し、これと同一の波長の光（無変調）を注入用光
源２０で発光させ、これを上記光カプラ１５に送って受
信光に合波させて、搬送波成分を注入する。
乱の影響を低減し、信号伝送上の誤り率を低下させるこ
とができ、光ファイバ増幅による長距離伝送を可能にす
る。 【構成】 誘導ブリルアン散乱によって伝送中に失われ
た信号光の搬送波成分を受信端において注入して補う。
受信端において、光カプラ１５で受信光の一部を分岐
し、この受信光の搬送波成分を残留搬送波検出回路１９
で検出し、これと同一の波長の光（無変調）を注入用光
源２０で発光させ、これを上記光カプラ１５に送って受
信光に合波させて、搬送波成分を注入する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、光ファイバを用いた
通信方式に関し、長距離伝送を可能とし、かつ符号誤り
率の低い高品位の光ファイバ通信が行えるようにしたも
のである。
通信方式に関し、長距離伝送を可能とし、かつ符号誤り
率の低い高品位の光ファイバ通信が行えるようにしたも
のである。
【０００２】
【従来の技術】光ファイバを用いた光通信方式は、従来
の有線通信方式に比べて、低損失、広帯域、長距離など
の特徴を持ち、わずかの期間で長足の進歩をとげた。近
年、さらに信号光を直接増幅する技術が実用化され、長
距離を無中継、無再生で伝送できる技術が進んだ。この
光を直接増幅する技術として、図２に示すような光ファ
イバ増幅器を使用することが一般的である。
の有線通信方式に比べて、低損失、広帯域、長距離など
の特徴を持ち、わずかの期間で長足の進歩をとげた。近
年、さらに信号光を直接増幅する技術が実用化され、長
距離を無中継、無再生で伝送できる技術が進んだ。この
光を直接増幅する技術として、図２に示すような光ファ
イバ増幅器を使用することが一般的である。
【０００３】図２に示す光ファイバ増幅器は、増幅媒体
として希土類元素の一種であるエルビウムをコアに添加
したエルビウムドープ光ファイバ１を用い、このエルビ
ウムドープ光ファイバ１の一端に光カプラ２を介して信
号光とポンプ用光源のレーザダイオード３からのポンプ
光とを入力し、エルビウムドープ光ファイバ１の他端か
ら光アイソレータ４を介して増幅された信号光を出力す
るものである。
として希土類元素の一種であるエルビウムをコアに添加
したエルビウムドープ光ファイバ１を用い、このエルビ
ウムドープ光ファイバ１の一端に光カプラ２を介して信
号光とポンプ用光源のレーザダイオード３からのポンプ
光とを入力し、エルビウムドープ光ファイバ１の他端か
ら光アイソレータ４を介して増幅された信号光を出力す
るものである。
【０００４】このような光ファイバ増幅器では、石英系
ガラスファイバの最低損失波長帯である１．５５μｍ帯
を容易に増幅でき、１．５５μｍ帯の信号光に対して、
ポンプ光として１．４８μｍ帯または０．９８μｍ帯の
光が用いられている。例えば１．４８μｍ帯のポンプ光
１００ｍＷを入力することで、１．５５μｍ帯の信号光
が４０ｄＢの増幅利得で増幅され、増幅光出力最大値は
約８０ｍＷとなる。
ガラスファイバの最低損失波長帯である１．５５μｍ帯
を容易に増幅でき、１．５５μｍ帯の信号光に対して、
ポンプ光として１．４８μｍ帯または０．９８μｍ帯の
光が用いられている。例えば１．４８μｍ帯のポンプ光
１００ｍＷを入力することで、１．５５μｍ帯の信号光
が４０ｄＢの増幅利得で増幅され、増幅光出力最大値は
約８０ｍＷとなる。
【０００５】このようにして増幅された信号光は、再び
光ファイバに入力され、伝送されてゆくわけであるが、
このような高レベルの信号光を光ファイバに入力する
と、非線形現象の１種である誘導ブリルアン散乱が発生
する。誘導ブリルアン散乱とは、入射光と光ファイバガ
ラス中の縦音響モードとが相互作用することにより、一
定周波数だけ周波数の低い光が発生して入射光と逆方向
に伝搬する現象である。
光ファイバに入力され、伝送されてゆくわけであるが、
このような高レベルの信号光を光ファイバに入力する
と、非線形現象の１種である誘導ブリルアン散乱が発生
する。誘導ブリルアン散乱とは、入射光と光ファイバガ
ラス中の縦音響モードとが相互作用することにより、一
定周波数だけ周波数の低い光が発生して入射光と逆方向
に伝搬する現象である。
【０００６】本発明者らの検討によれば、光ファイバの
種類にもよるが、数ｍＷ以上の連続光（ＣＷ）を光ファ
イバに入力すると、誘導ブリルアン散乱光が入射端に戻
り始め、入力パワーが数十ｍＷ以上になると大部分の光
が入射端に戻ってくることが判明している。しかし、変
調のかかった信号光を入射すると単一周波数の搬送波と
は異なり、誘導ブリルアン散乱光の強度はかなり低下す
る。これは、誘導ブリルアン散乱光が発生しうる周波数
帯域幅が数１０ＭＨｚと狭いため、変調をかけて広がっ
た周波数帯域に対しては、誘導ブリルアン散乱が生じな
いためである。
種類にもよるが、数ｍＷ以上の連続光（ＣＷ）を光ファ
イバに入力すると、誘導ブリルアン散乱光が入射端に戻
り始め、入力パワーが数十ｍＷ以上になると大部分の光
が入射端に戻ってくることが判明している。しかし、変
調のかかった信号光を入射すると単一周波数の搬送波と
は異なり、誘導ブリルアン散乱光の強度はかなり低下す
る。これは、誘導ブリルアン散乱光が発生しうる周波数
帯域幅が数１０ＭＨｚと狭いため、変調をかけて広がっ
た周波数帯域に対しては、誘導ブリルアン散乱が生じな
いためである。
【０００７】そのため、誘導ブリルアン散乱による影響
は、信号成分の変調方式によって大きく変化する。図３
は、振幅変調波の周波数スペクトルを示すものである
が、その中心の搬送波成分は、誘導ブリルアン散乱によ
って大きく影響され、その大部分が入射端に戻ることに
なるが、両側の側帯波成分はピークレベルが低く、帯域
も拡がっているので、その影響は小さくなる。したがっ
て、振幅変調方式の場合、変調度を１００％とした時に
は、光パワーの1/2が搬送波成分に、1/2が両側帯波成分
に振り分けられるので、誘導ブリルアン散乱に対する入
力光電力の閾値は３ｄＢ（２倍）増加することになる。
は、信号成分の変調方式によって大きく変化する。図３
は、振幅変調波の周波数スペクトルを示すものである
が、その中心の搬送波成分は、誘導ブリルアン散乱によ
って大きく影響され、その大部分が入射端に戻ることに
なるが、両側の側帯波成分はピークレベルが低く、帯域
も拡がっているので、その影響は小さくなる。したがっ
て、振幅変調方式の場合、変調度を１００％とした時に
は、光パワーの1/2が搬送波成分に、1/2が両側帯波成分
に振り分けられるので、誘導ブリルアン散乱に対する入
力光電力の閾値は３ｄＢ（２倍）増加することになる。
【０００８】また、図４は、２値で周波数変調をかけた
ときの周波数変調波の周波数スペクトルであるが、平均
光電力はそれぞれの周波数成分に分配されるので、誘導
ブリルアン散乱に対する入力光電力の閾値は３ｄＢ増加
する。さらに、位相変調方式では、信号伝送速度が高い
ときにはスペクトルが大きく拡がるので、閾値はさらに
増加する。
ときの周波数変調波の周波数スペクトルであるが、平均
光電力はそれぞれの周波数成分に分配されるので、誘導
ブリルアン散乱に対する入力光電力の閾値は３ｄＢ増加
する。さらに、位相変調方式では、信号伝送速度が高い
ときにはスペクトルが大きく拡がるので、閾値はさらに
増加する。
【０００９】ところで、現用の光ファイバ通信では、光
源のコヒーレンシィの点から半導体レーザや発光ダイオ
ードの発振をオン・オフする強度変調が主に用いられて
いる。この強度変調方式では、搬送波成分は、全光電力
の1/2の電力を有するため、やはり誘導ブリルアン散乱
に対する入力電力の閾値は、３ｄＢ増加することにな
る。したがって、十分に長い光ファイバ伝送路に数十ｍ
Ｗの強度変調した信号光を入力すると、その搬送波成分
は誘導ブリルアン散乱によって、大部分が入射端に戻っ
てきてしまい、図５に示すような側帯波成分が強調され
た信号が受信端に到達することになる。このような光信
号を受信すると、当然受信信号には歪が多く含まれ、原
信号（ベースバンド信号）の再生に支障を来すことにな
る。
源のコヒーレンシィの点から半導体レーザや発光ダイオ
ードの発振をオン・オフする強度変調が主に用いられて
いる。この強度変調方式では、搬送波成分は、全光電力
の1/2の電力を有するため、やはり誘導ブリルアン散乱
に対する入力電力の閾値は、３ｄＢ増加することにな
る。したがって、十分に長い光ファイバ伝送路に数十ｍ
Ｗの強度変調した信号光を入力すると、その搬送波成分
は誘導ブリルアン散乱によって、大部分が入射端に戻っ
てきてしまい、図５に示すような側帯波成分が強調され
た信号が受信端に到達することになる。このような光信
号を受信すると、当然受信信号には歪が多く含まれ、原
信号（ベースバンド信号）の再生に支障を来すことにな
る。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】よって、本発明におけ
る課題は、光ファイバ通信において上述の誘導ブリルア
ン散乱の影響を低減し、信号伝送上の誤り率を低下させ
ることができ、光ファイバ増幅による長距離伝送が可能
になる通信方式を得ることにある。
る課題は、光ファイバ通信において上述の誘導ブリルア
ン散乱の影響を低減し、信号伝送上の誤り率を低下させ
ることができ、光ファイバ増幅による長距離伝送が可能
になる通信方式を得ることにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】かかる課題は、誘導ブリ
ルアン散乱によって伝送中に失われた搬送波成分を受信
端において、注入して補うことで解決される。
ルアン散乱によって伝送中に失われた搬送波成分を受信
端において、注入して補うことで解決される。
【００１２】以下、本発明を詳しく説明する。図１は、
本発明の光ファイバ通信方式に好適に用いられる通信装
置の一例を示すもので、図中符号１０は、信号光の搬送
波成分を発光するレーザダイオードなどの光源である。
この光源１０からの光は外部変調器１１に送られ、信号
波によって振幅変調あるいは強度変調がかけられて、信
号光となる。この信号光は、エルビウム添加光ファイバ
などを用いた光ファイバ増幅器１２に送られ、ここで光
直接増幅される。光ファイバ増幅器１２としては、例え
ば図２に示した構造のものが用いられる。
本発明の光ファイバ通信方式に好適に用いられる通信装
置の一例を示すもので、図中符号１０は、信号光の搬送
波成分を発光するレーザダイオードなどの光源である。
この光源１０からの光は外部変調器１１に送られ、信号
波によって振幅変調あるいは強度変調がかけられて、信
号光となる。この信号光は、エルビウム添加光ファイバ
などを用いた光ファイバ増幅器１２に送られ、ここで光
直接増幅される。光ファイバ増幅器１２としては、例え
ば図２に示した構造のものが用いられる。
【００１３】かくして光増幅された信号光は、光ファイ
バ伝送系１３を経て、受信端１４に伝送される。受信端
１４は、光カプラ１５と光検出器１６と搬送波注入部１
７とから構成されている。すなわち、受信端１４に伝送
された信号光は、光カプラ１５の第１の入力端１５ａに
入力されて分岐され、第１の出力端１５ｂと第２の出力
端１５ｃとにそれぞれ出力される。第１の出力端１５ｂ
に出力された信号光はホトダイオードやアバランシェホ
トダイオードなどの光検出器１６に送られ、ここで復調
されて電気信号となり、適宜の電子回路に送られる。
バ伝送系１３を経て、受信端１４に伝送される。受信端
１４は、光カプラ１５と光検出器１６と搬送波注入部１
７とから構成されている。すなわち、受信端１４に伝送
された信号光は、光カプラ１５の第１の入力端１５ａに
入力されて分岐され、第１の出力端１５ｂと第２の出力
端１５ｃとにそれぞれ出力される。第１の出力端１５ｂ
に出力された信号光はホトダイオードやアバランシェホ
トダイオードなどの光検出器１６に送られ、ここで復調
されて電気信号となり、適宜の電子回路に送られる。
【００１４】一方、光カプラ１５の第２の出力端１５ｃ
に出力された光信号は、搬送波注入部１７のホトダイオ
ードなどの副光検出器１８に入力され、電気信号に変換
される。この電気信号は、残留搬送波検出回路１９に送
られ、伝送された光信号中に減衰して残っている残留搬
送波成分が検出される。一方、搬送波注入部１７のレー
ザダイオードなどの注入用光源２０の注入光源波長信号
が残留搬送波検出回路１９に送られ、ここで上記残留搬
送波成分と上記注入光源波長とのビートがとられ、この
ビート周波数がゼロとなるように、注入用光源２０の注
入光源波長が制御される。また、光ファイバ伝送系では
光ファイバ中を伝播する光の偏波面がランダムに変動す
るため、上述のビート検出ではそのビート検出出力強度
は常に変動することとなる。これを防ぐため、光ファイ
バ伝送系１３の受信端において偏波補償器２１が挿入さ
れ、残留搬送波検出回路１９からの信号でもって制御さ
れるようになっている。
に出力された光信号は、搬送波注入部１７のホトダイオ
ードなどの副光検出器１８に入力され、電気信号に変換
される。この電気信号は、残留搬送波検出回路１９に送
られ、伝送された光信号中に減衰して残っている残留搬
送波成分が検出される。一方、搬送波注入部１７のレー
ザダイオードなどの注入用光源２０の注入光源波長信号
が残留搬送波検出回路１９に送られ、ここで上記残留搬
送波成分と上記注入光源波長とのビートがとられ、この
ビート周波数がゼロとなるように、注入用光源２０の注
入光源波長が制御される。また、光ファイバ伝送系では
光ファイバ中を伝播する光の偏波面がランダムに変動す
るため、上述のビート検出ではそのビート検出出力強度
は常に変動することとなる。これを防ぐため、光ファイ
バ伝送系１３の受信端において偏波補償器２１が挿入さ
れ、残留搬送波検出回路１９からの信号でもって制御さ
れるようになっている。
【００１５】そして、このように上記残留搬送成分と同
一波長に制御された注入用光源２０からの注入光は、上
記光カプラ１５の第２の入力端１５ｄに入力される。こ
の動作により、光カプラ１５の第１の出力端１５ｂに出
力される信号光には、光ファイバ伝送系１３を伝送中に
失われた搬送波成分と同一波長の無変調の光が補われる
ことになり、送信時の信号光と同一の搬送波成分を有す
るものとなって、光検出器１６に入力されることにな
る。
一波長に制御された注入用光源２０からの注入光は、上
記光カプラ１５の第２の入力端１５ｄに入力される。こ
の動作により、光カプラ１５の第１の出力端１５ｂに出
力される信号光には、光ファイバ伝送系１３を伝送中に
失われた搬送波成分と同一波長の無変調の光が補われる
ことになり、送信時の信号光と同一の搬送波成分を有す
るものとなって、光検出器１６に入力されることにな
る。
【００１６】したがって、このような光通信方式によれ
ば、受信端１４で受信される信号光の周波数スペクトル
（信号波形）は、送信端で送信されたものとほぼ同一の
ものとなる。このため、誘導ブリルアン散乱の影響を受
けても、信号光の信号誤り率の増加などの不都合がなく
なる。
ば、受信端１４で受信される信号光の周波数スペクトル
（信号波形）は、送信端で送信されたものとほぼ同一の
ものとなる。このため、誘導ブリルアン散乱の影響を受
けても、信号光の信号誤り率の増加などの不都合がなく
なる。
【００１７】（実施例）図１に示すものと同様の装置を
用い、下記の諸元によって光通信を行った。 信号光波長 １．５５８μｍ ビットレート 約１５０Ｍビット 光増幅器出力 １２０ｍＷ 光ファイバ長 ２２０ｋｍ 光ファイバ損失 約０．２ｄＢ／ｋｍ 受信光電力 約−２６ｄＢｍ 注入搬送波電力 約−１０ｄＢｍ その結果、測定符号誤り率は１０-11 以下であった。比
較のため、搬送波注入部を有しない装置で同様の光通信
を行ったところ、測定符号誤り率は約１０-5であった。
用い、下記の諸元によって光通信を行った。 信号光波長 １．５５８μｍ ビットレート 約１５０Ｍビット 光増幅器出力 １２０ｍＷ 光ファイバ長 ２２０ｋｍ 光ファイバ損失 約０．２ｄＢ／ｋｍ 受信光電力 約−２６ｄＢｍ 注入搬送波電力 約−１０ｄＢｍ その結果、測定符号誤り率は１０-11 以下であった。比
較のため、搬送波注入部を有しない装置で同様の光通信
を行ったところ、測定符号誤り率は約１０-5であった。
【００１８】
【発明の効果】以上説明したように、この発明の光通信
方式によれば、搬送波成分が多く残留する振幅変調や強
度変調などの変調方式を用い、誘導ブリルアン散乱の影
響を大きく受ける信号光パワーレベルの高い光通信方式
において、その信号光の信号波形歪を大きく軽減するこ
とができ、符号誤り率の改善が可能となる。また、信号
光パワーレベルを高めることができるので、長距離伝送
が可能であるなどの効果が得られる。
方式によれば、搬送波成分が多く残留する振幅変調や強
度変調などの変調方式を用い、誘導ブリルアン散乱の影
響を大きく受ける信号光パワーレベルの高い光通信方式
において、その信号光の信号波形歪を大きく軽減するこ
とができ、符号誤り率の改善が可能となる。また、信号
光パワーレベルを高めることができるので、長距離伝送
が可能であるなどの効果が得られる。
【図１】 本発明の光通信方式に好適な通信装置の一例
を示すブロックダイヤグラムである。
を示すブロックダイヤグラムである。
【図２】 光ファイバ増幅装置の一例を示す概略構成図
である。
である。
【図３】 振幅変調方式の光信号の周波数スペクトルで
ある。
ある。
【図４】 周波数変調方式の光信号の周波数スペクトル
である。
である。
【図５】 光ファイバ伝送路を伝送されて誘導ブリルア
ン散乱の影響をうけ、搬送波成分が減衰した強度変調方
式の光信号の周波数スペクトルである。
ン散乱の影響をうけ、搬送波成分が減衰した強度変調方
式の光信号の周波数スペクトルである。
１０…光源、１１…外部変調器、１２…光ファイバ増幅
器、１３…光ファイバ伝送系、１４…受信端、１７…搬
送波注入部
器、１３…光ファイバ伝送系、１４…受信端、１７…搬
送波注入部
Claims (3)
- 【請求項１】 誘導ブリルアン散乱を生じる閾値以上の
光電力の光信号を光ファイバ伝送系に入力して光ファイ
バ通信を行うに際し、 光信号が光ファイバ伝送系を伝搬中に失った搬送波光成
分を受信端にて注入して補うことを特徴とする光ファイ
バ通信方式。 - 【請求項２】 光信号の変調方式が強度変調もしくは振
幅変幅であることを特徴とする請求項１記載の光ファイ
バ通信方式。 - 【請求項３】 光ファイバ伝送系に光ファイバ増幅器が
設けられていることを特徴とする請求項１記載の光ファ
イバ通信方式。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16645392A JP3162185B2 (ja) | 1992-06-24 | 1992-06-24 | 光ファイバ通信方式 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16645392A JP3162185B2 (ja) | 1992-06-24 | 1992-06-24 | 光ファイバ通信方式 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0613987A true JPH0613987A (ja) | 1994-01-21 |
| JP3162185B2 JP3162185B2 (ja) | 2001-04-25 |
Family
ID=15831689
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16645392A Expired - Fee Related JP3162185B2 (ja) | 1992-06-24 | 1992-06-24 | 光ファイバ通信方式 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3162185B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100353846B1 (ko) * | 2000-12-26 | 2002-09-28 | 한국전자통신연구원 | 모드 로킹 광섬유 레이저 공진 장치 |
-
1992
- 1992-06-24 JP JP16645392A patent/JP3162185B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100353846B1 (ko) * | 2000-12-26 | 2002-09-28 | 한국전자통신연구원 | 모드 로킹 광섬유 레이저 공진 장치 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3162185B2 (ja) | 2001-04-25 |
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Legal Events
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