JPH06275898A - 偏光依存性低減化光送信装置 - Google Patents
偏光依存性低減化光送信装置Info
- Publication number
- JPH06275898A JPH06275898A JP5082463A JP8246393A JPH06275898A JP H06275898 A JPH06275898 A JP H06275898A JP 5082463 A JP5082463 A JP 5082463A JP 8246393 A JP8246393 A JP 8246393A JP H06275898 A JPH06275898 A JP H06275898A
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- JP
- Japan
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- polarization
- optical
- optical fiber
- optical signal
- transmission
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Abstract
(57)【要約】
【目的】端局装置の送信信号の偏光状態を制御すること
により光増幅中継システムにおける光ファイバ増幅中継
器の増幅利得の入力信号の偏波依存性の低減をはかり、
安定な光信号伝送特性を得るための実用性の高い偏光依
存性低減化光送信装置を提供する。 【構成】偏光依存性光損失を小さくした光部品を使用し
た光ファイバ増幅器と偏波分散を小さくした光ファイバ
によって構成される光増幅中継伝送システムの伝送端局
として使用される光送信装置において、直線偏波の光信
号を発生する光源手段と、当該光源手段から出力される
光信号を直線偏波を維持して変調する変調手段と、当該
変調手段により変調された光信号の偏光状態を直交状態
まで周期的に変化させる偏光変調手段とを具備すること
により、光増幅中継系の偏光依存性を低減化することを
特徴とする構成を有している。
により光増幅中継システムにおける光ファイバ増幅中継
器の増幅利得の入力信号の偏波依存性の低減をはかり、
安定な光信号伝送特性を得るための実用性の高い偏光依
存性低減化光送信装置を提供する。 【構成】偏光依存性光損失を小さくした光部品を使用し
た光ファイバ増幅器と偏波分散を小さくした光ファイバ
によって構成される光増幅中継伝送システムの伝送端局
として使用される光送信装置において、直線偏波の光信
号を発生する光源手段と、当該光源手段から出力される
光信号を直線偏波を維持して変調する変調手段と、当該
変調手段により変調された光信号の偏光状態を直交状態
まで周期的に変化させる偏光変調手段とを具備すること
により、光増幅中継系の偏光依存性を低減化することを
特徴とする構成を有している。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、光ファイバ増幅器を光
中継器として含む光ファイバ伝送路と光送信受信端局と
で構成される光増幅中継系における光信号の送信装置に
関する。
中継器として含む光ファイバ伝送路と光送信受信端局と
で構成される光増幅中継系における光信号の送信装置に
関する。
【０００２】
【従来の技術】一般に光増幅中継伝送システムを伝搬す
る光信号の偏波状態は楕円偏波であり、楕円偏波の長軸
方向と短軸方向が存在する。一方、光ファイバ増幅器を
利得飽和状態で動作させると上記のように信号偏光の長
軸方向とそれに直交する短軸方向のパワーが異なると、
それに応じて利得飽和状態が偏光方向で変化し利得が同
一でなくなる。この結果、光増幅器への入力偏波状態に
よって、増幅信号パワーおよび雑音パワーが変化する。
（Optical Fiber Communication Conference, OFC'93 "
Observation of new polarization dependent effect i
n long haul optically amplified system", M.G.Taylo
r, Feb.1993 参照) 現在開発を進めている光増幅中継伝
送システムでは、光増幅器には偏光依存性光損失を極め
て小さくした光部品を使用し、また伝送用光ファイバの
偏波分散を極めて小さくすることにより伝送路の偏光依
存性を低減している。一方、光ファイバ増幅器は利得飽
和領域で使用し、光ファイバ伝送路に一定間隔挿入し、
光ファイバによる光信号の伝送損失を自動的に補う方式
を採用している。
る光信号の偏波状態は楕円偏波であり、楕円偏波の長軸
方向と短軸方向が存在する。一方、光ファイバ増幅器を
利得飽和状態で動作させると上記のように信号偏光の長
軸方向とそれに直交する短軸方向のパワーが異なると、
それに応じて利得飽和状態が偏光方向で変化し利得が同
一でなくなる。この結果、光増幅器への入力偏波状態に
よって、増幅信号パワーおよび雑音パワーが変化する。
（Optical Fiber Communication Conference, OFC'93 "
Observation of new polarization dependent effect i
n long haul optically amplified system", M.G.Taylo
r, Feb.1993 参照) 現在開発を進めている光増幅中継伝
送システムでは、光増幅器には偏光依存性光損失を極め
て小さくした光部品を使用し、また伝送用光ファイバの
偏波分散を極めて小さくすることにより伝送路の偏光依
存性を低減している。一方、光ファイバ増幅器は利得飽
和領域で使用し、光ファイバ伝送路に一定間隔挿入し、
光ファイバによる光信号の伝送損失を自動的に補う方式
を採用している。
【０００３】通常、光ファイバ伝送路内の偏光状態は温
度等の外部環境の変化により時間的に変動するため、光
ファイバ中継器の入力信号の偏波状態が常時変化してい
る。したがって、伝送路の偏光依存性を低減しているに
もかかわらず、光ファイバ増幅器が前記のような特性を
有していると増幅された光信号パワーと雑音パワーが入
力偏波状態により変わるため、伝送後の光信号パワー対
累積雑音パワー比（Ｓ／Ｎ比）が変動し、光信号の受信
特性が変化する。この現象はシステムに含まれる増幅中
継器の数が増えるに従い顕著になり、Ｓ／Ｎ変動が増加
するためＳ／Ｎの最悪値の劣化がある。光増幅中継器を
用いた長距離伝送システムにおいて、光増幅器の入力偏
波がすべて直線偏波となるような最悪状態では、偏光依
存性を考慮しないで設計されたＳ／Ｎに対し、Ｓ／Ｎマ
ージンに食い込むようなはるかに小さいＳ／Ｎ値となる
可能性がある。このような場合、システムが要求する伝
送品質を保つことができなくなり、通信システム実現上
の主要な制限要因となりうる。
度等の外部環境の変化により時間的に変動するため、光
ファイバ中継器の入力信号の偏波状態が常時変化してい
る。したがって、伝送路の偏光依存性を低減しているに
もかかわらず、光ファイバ増幅器が前記のような特性を
有していると増幅された光信号パワーと雑音パワーが入
力偏波状態により変わるため、伝送後の光信号パワー対
累積雑音パワー比（Ｓ／Ｎ比）が変動し、光信号の受信
特性が変化する。この現象はシステムに含まれる増幅中
継器の数が増えるに従い顕著になり、Ｓ／Ｎ変動が増加
するためＳ／Ｎの最悪値の劣化がある。光増幅中継器を
用いた長距離伝送システムにおいて、光増幅器の入力偏
波がすべて直線偏波となるような最悪状態では、偏光依
存性を考慮しないで設計されたＳ／Ｎに対し、Ｓ／Ｎマ
ージンに食い込むようなはるかに小さいＳ／Ｎ値となる
可能性がある。このような場合、システムが要求する伝
送品質を保つことができなくなり、通信システム実現上
の主要な制限要因となりうる。
【０００４】このような光ファイバ増幅器の入力信号の
偏波依存性による影響を軽減する方法として、図４に示
す偏波変調回路を光源出力に挿入することにより信号の
偏波をスクランブルすることにより、光増幅器の各偏光
成分を均一に活性化し、増幅利得を偏光軸に対し等しく
する方法が発表されている（Optical Fiber Communicat
ion Conference, OFC'93 "Observation of new polariz
ation dependent effect in long haul optically ampl
ified system", M.G.Taylor, Feb.1993)。すなわち図４
において、任意偏波の光源１を光ファイバ２で導いた
後、３ｄＢファイバカップラ３で分岐し、一方を音響光
学変調器４で周波数変調し、両者を１／２波長板と１／
４波長板で構成された偏波制御器５で直線偏波とし、さ
らに精密に両方の光パワーを等しくかつ位相が同じにな
るように調整されて（図示せず）、偏光合成器６で合成
している。この結果、偏波合成器出力は、直線偏光から
円偏光を介し再び直線偏光とする音響光学変調器４の周
波数変調で偏波変調された出力が得られる。
偏波依存性による影響を軽減する方法として、図４に示
す偏波変調回路を光源出力に挿入することにより信号の
偏波をスクランブルすることにより、光増幅器の各偏光
成分を均一に活性化し、増幅利得を偏光軸に対し等しく
する方法が発表されている（Optical Fiber Communicat
ion Conference, OFC'93 "Observation of new polariz
ation dependent effect in long haul optically ampl
ified system", M.G.Taylor, Feb.1993)。すなわち図４
において、任意偏波の光源１を光ファイバ２で導いた
後、３ｄＢファイバカップラ３で分岐し、一方を音響光
学変調器４で周波数変調し、両者を１／２波長板と１／
４波長板で構成された偏波制御器５で直線偏波とし、さ
らに精密に両方の光パワーを等しくかつ位相が同じにな
るように調整されて（図示せず）、偏光合成器６で合成
している。この結果、偏波合成器出力は、直線偏光から
円偏光を介し再び直線偏光とする音響光学変調器４の周
波数変調で偏波変調された出力が得られる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】光源を外部変調した
後、前記の偏波変調回路による偏波変調を用いる場合、
偏光合成器６で変調信号を合成する際、精密に両光変調
された偏光合成器入力光信号の変調信号の位相と光パワ
ーを等しくそろえる必要がある。しかし、この位相と光
パワーをそろえる回路を製作することは、極めて困難で
ある。特に、高速光送信装置においては、光パルスの時
間長が短くなり、位相を合わせることはいっそう困難に
なる。
後、前記の偏波変調回路による偏波変調を用いる場合、
偏光合成器６で変調信号を合成する際、精密に両光変調
された偏光合成器入力光信号の変調信号の位相と光パワ
ーを等しくそろえる必要がある。しかし、この位相と光
パワーをそろえる回路を製作することは、極めて困難で
ある。特に、高速光送信装置においては、光パルスの時
間長が短くなり、位相を合わせることはいっそう困難に
なる。
【０００６】ここにおいて、本発明は、端局装置の送信
信号の偏光状態を制御することにより光増幅中継システ
ムにおける光ファイバ増幅中継器の増幅利得の入力信号
の偏波依存性の低減をはかり、安定な光信号伝送特性を
得るための実用性の高い光送信装置を提供せんとするも
のである。
信号の偏光状態を制御することにより光増幅中継システ
ムにおける光ファイバ増幅中継器の増幅利得の入力信号
の偏波依存性の低減をはかり、安定な光信号伝送特性を
得るための実用性の高い光送信装置を提供せんとするも
のである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】前記課題の解決のため
に、本発明による偏光依存性低減化光送信装置は、偏光
依存性光損失を小さくした光部品を使用した光ファイバ
増幅器と偏波分散を小さくした光ファイバによって構成
される光増幅中継伝送システムの伝送端局として使用さ
れる光送信装置において、直線偏波の光信号を発生する
光源手段と、当該光源手段から出力される光信号を直線
偏波を維持して変調する変調手段と、当該変調手段によ
り変調された光信号の偏光状態を直交状態まで周期的に
変化させる偏光変調手段とを具備することにより光増幅
中継系の偏光依存性を低減化することを特徴とする構成
を有している。本発明の偏光依存性低減化光送信装置に
おいて、偏光状態の変化させる周期が、前記光ファイバ
増幅器の蛍光寿命時間より短いことを特徴とするように
構成することができる。
に、本発明による偏光依存性低減化光送信装置は、偏光
依存性光損失を小さくした光部品を使用した光ファイバ
増幅器と偏波分散を小さくした光ファイバによって構成
される光増幅中継伝送システムの伝送端局として使用さ
れる光送信装置において、直線偏波の光信号を発生する
光源手段と、当該光源手段から出力される光信号を直線
偏波を維持して変調する変調手段と、当該変調手段によ
り変調された光信号の偏光状態を直交状態まで周期的に
変化させる偏光変調手段とを具備することにより光増幅
中継系の偏光依存性を低減化することを特徴とする構成
を有している。本発明の偏光依存性低減化光送信装置に
おいて、偏光状態の変化させる周期が、前記光ファイバ
増幅器の蛍光寿命時間より短いことを特徴とするように
構成することができる。
【０００８】
【作用】前記の構成を用いた本発明による偏光依存性低
減化光送信装置は、光信号の偏光状態を直交状態まで周
期的に変化させる偏光変調手段を有しているため、光フ
ァイバ増幅器の入力偏波が時間的に直交状態まで変化す
ることになり、光増幅器の各偏光成分が活性化され増幅
器の偏光軸に関して均一な利得が得られる。このため、
光ファイバ伝送路の偏光状態が外部環境変化によって変
動しても、光増幅器出力において常に一定な増幅光信号
パワーと雑音パワーが得られる。したがって、光増幅シ
ステムの受信出力においても信号対雑音比（Ｓ／Ｎ）が
一定となり、安定した受信信号特性が得られる。
減化光送信装置は、光信号の偏光状態を直交状態まで周
期的に変化させる偏光変調手段を有しているため、光フ
ァイバ増幅器の入力偏波が時間的に直交状態まで変化す
ることになり、光増幅器の各偏光成分が活性化され増幅
器の偏光軸に関して均一な利得が得られる。このため、
光ファイバ伝送路の偏光状態が外部環境変化によって変
動しても、光増幅器出力において常に一定な増幅光信号
パワーと雑音パワーが得られる。したがって、光増幅シ
ステムの受信出力においても信号対雑音比（Ｓ／Ｎ）が
一定となり、安定した受信信号特性が得られる。
【０００９】
【実施例】本発明の実施例を図面につき説明する。図１
は、光増幅中継システムにおける本実施例を示す構成図
である。７は伝送用光ファイバ、８は光ファイバ増幅中
継器、Ａは送信端局における偏光依存性低減化光送信装
置、Ｂは受信端局における光受信装置を示す。Ｓ１は光
送信装置Ａからの光信号出力、Ｓ２は伝送用光ファイバ
７と光ファイバ増幅器８により増幅中継伝送され、光受
信装置へ入力される光信号である。光送信装置Ａにおい
て、９は直線偏波で出力する送信光源、１０は送信光源
９を偏光状態を維持して光データ信号に変換する外部変
調器であり、１１は光信号の偏光状態を直交状態まで１
ミリ秒の周期でに変化させる偏光変調手段となる偏光変
調器である。送信光源９、外部変調器１０、偏光変調器
１１は偏光保存光ファイバ（偏光面保存光ファイバ）１
２で結合し、直線偏光が保たれるようにしている。
は、光増幅中継システムにおける本実施例を示す構成図
である。７は伝送用光ファイバ、８は光ファイバ増幅中
継器、Ａは送信端局における偏光依存性低減化光送信装
置、Ｂは受信端局における光受信装置を示す。Ｓ１は光
送信装置Ａからの光信号出力、Ｓ２は伝送用光ファイバ
７と光ファイバ増幅器８により増幅中継伝送され、光受
信装置へ入力される光信号である。光送信装置Ａにおい
て、９は直線偏波で出力する送信光源、１０は送信光源
９を偏光状態を維持して光データ信号に変換する外部変
調器であり、１１は光信号の偏光状態を直交状態まで１
ミリ秒の周期でに変化させる偏光変調手段となる偏光変
調器である。送信光源９、外部変調器１０、偏光変調器
１１は偏光保存光ファイバ（偏光面保存光ファイバ）１
２で結合し、直線偏光が保たれるようにしている。
【００１０】図２は、偏光変調器１１の構成例を説明す
る図である。偏光変調器１１は、例えば電気光学定数の
大きなＬｉＮｂＯ3 のＸ方向にカットした結晶基板１５
に、Tiを拡散して、Ｚ軸方向に光が伝搬するように光導
波路１３を形成し、電極１４を取付けたものである。変
調器入力光ＰｉｎのＸ、Ｙ方向の偏光成分をＥｘ、Ｅｙ
とすると、出力光ＰｏｕｔのＸ，Ｙ成分Ｅ’ｘ，Ｅ’ｙ
は、電極に１６の印加電圧Ｖを与えたとき次のようにな
る。
る図である。偏光変調器１１は、例えば電気光学定数の
大きなＬｉＮｂＯ3 のＸ方向にカットした結晶基板１５
に、Tiを拡散して、Ｚ軸方向に光が伝搬するように光導
波路１３を形成し、電極１４を取付けたものである。変
調器入力光ＰｉｎのＸ、Ｙ方向の偏光成分をＥｘ、Ｅｙ
とすると、出力光ＰｏｕｔのＸ，Ｙ成分Ｅ’ｘ，Ｅ’ｙ
は、電極に１６の印加電圧Ｖを与えたとき次のようにな
る。
【００１１】
【数１】
【００１２】ここで、
【数２】ｋ＝α・Ｖ
【００１３】αは、材料定数と電極構造によって決まる
定数である。印加電圧１６の電圧が０Ｖのとき、Ｙ方向
に偏光した光が入力した場合、出力光のＸ方向，Ｙ方向
の光パワーは印加電圧に対し図３のように変化する。し
たがって、印加電圧１６を振幅Ｖｏで周期的に変化させ
ることにより、偏光変調器出力がＸ偏光，Ｙ偏光の間で
変化する。上記偏光変調された信号を光ファイバで伝送
した後、光ファイバ増幅器に入力すると、光ファイバ伝
送中に信号の偏光状態が変化しても光ファイバ増幅器の
Ｘ，Ｙ偏光方向における平均光パワーは一定である。
定数である。印加電圧１６の電圧が０Ｖのとき、Ｙ方向
に偏光した光が入力した場合、出力光のＸ方向，Ｙ方向
の光パワーは印加電圧に対し図３のように変化する。し
たがって、印加電圧１６を振幅Ｖｏで周期的に変化させ
ることにより、偏光変調器出力がＸ偏光，Ｙ偏光の間で
変化する。上記偏光変調された信号を光ファイバで伝送
した後、光ファイバ増幅器に入力すると、光ファイバ伝
送中に信号の偏光状態が変化しても光ファイバ増幅器の
Ｘ，Ｙ偏光方向における平均光パワーは一定である。
【００１４】偏光変調器１１の印加電圧１６の周期は、
実施例では１ミリ秒とした。この周期は、光増幅中継シ
ステムに使用する光ファイバ増幅器の特性により任意に
定めることが出来る。なおエルビウムを添加した光ファ
イバ増幅器では、蛍光寿命時間が、１０ミリ秒程度であ
るため、それより速い周期で送信信号の偏光を変調すれ
ば増幅器の利得は偏光方向に対しより効果的に安定す
る。
実施例では１ミリ秒とした。この周期は、光増幅中継シ
ステムに使用する光ファイバ増幅器の特性により任意に
定めることが出来る。なおエルビウムを添加した光ファ
イバ増幅器では、蛍光寿命時間が、１０ミリ秒程度であ
るため、それより速い周期で送信信号の偏光を変調すれ
ば増幅器の利得は偏光方向に対しより効果的に安定す
る。
【００１５】すなわち、本発明による送信装置を構成す
ることにより、光ファイバ増幅器を飽和領域で使用する
増幅利得に偏光依存性を持つ光増幅中継器による中継伝
送システムにおいて受信光信号のＳ／Ｎを安定に保つこ
とが可能になる。
ることにより、光ファイバ増幅器を飽和領域で使用する
増幅利得に偏光依存性を持つ光増幅中継器による中継伝
送システムにおいて受信光信号のＳ／Ｎを安定に保つこ
とが可能になる。
【００１６】
【発明の効果】本発明は、以上に示したように構成され
るので、高い製作精度を要求されない簡単な構成で、光
源の光信号の偏光状態が変化しても出力信号のＳ／Ｎは
一定となり、安定な伝送品質の信号が得られる光増幅中
継伝送システムを達成することができる。
るので、高い製作精度を要求されない簡単な構成で、光
源の光信号の偏光状態が変化しても出力信号のＳ／Ｎは
一定となり、安定な伝送品質の信号が得られる光増幅中
継伝送システムを達成することができる。
【図１】本発明の実施例を示すブロック図である。
【図２】本発明の光送信装置を構成する偏波変調器の具
体例を説明するための斜視図である。
体例を説明するための斜視図である。
【図３】図２の偏光変調器の偏光変調特性を説明する特
性図である。
性図である。
【図４】従来の偏光変調方法の構成を示すブロック図で
ある。
ある。
Ａ 光送信装置 Ｂ 光受信装置 Ｓ１ 光信号出力 Ｓ２ 光受信信号 Ｐin 偏波変調器入力 Ｐout 偏波変調器出力 １ 光源 ２ 光ファイバ ３ ３ｄＢファイバカップラ ４ 音響光学変調器 ５ 偏波制御器 ６ 偏光合成器 ７ 伝送用光ファイバ ８ 光ファイバ増幅中継器 ９ 送信光源 １０ 外部変調器 １１ 偏光変調器 １２ 偏光保存光ファイバ １３ 光導波路 １４ 電極 １５ 結晶基板 １６ 印加電圧
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０４Ｂ 10/18 10/04 10/06 // Ｇ０２Ｂ 27/28 Ｚ 9120−2Ｋ (72)発明者 川澤 俊夫 東京都新宿区西新宿二丁目３番２号 国際 電信電話株式会社内 (72)発明者 秋葉 重幸 東京都新宿区西新宿二丁目３番２号 国際 電信電話株式会社内
Claims (2)
- 【請求項１】 偏光依存性光損失を小さくした光部品を
使用した光ファイバ増幅器と偏波分散を小さくした光フ
ァイバによって構成される光増幅中継伝送システムの伝
送端局として使用される光送信装置において、 直線偏波の光信号を発生する光源手段と、 当該光源手段から出力される光信号を直線偏波を維持し
て変調する変調手段と、 当該変調手段により変調された光信号の偏光状態を直交
状態まで周期的に変化させる偏光変調手段とを具備する
ことにより、前記光増幅中継伝送システムの偏光依存性
を低減化することを特徴とする偏光依存性低減化光送信
装置。 - 【請求項２】 前記偏光状態を変調する周期が、前記光
ファイバ増幅器を構成する増幅光ファイバの蛍光寿命時
間より短いことを特徴とする請求項１に記載の偏光依存
性低減化光送信装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5082463A JPH06275898A (ja) | 1993-03-18 | 1993-03-18 | 偏光依存性低減化光送信装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5082463A JPH06275898A (ja) | 1993-03-18 | 1993-03-18 | 偏光依存性低減化光送信装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06275898A true JPH06275898A (ja) | 1994-09-30 |
Family
ID=13775209
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5082463A Pending JPH06275898A (ja) | 1993-03-18 | 1993-03-18 | 偏光依存性低減化光送信装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06275898A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6847743B2 (en) | 2001-08-22 | 2005-01-25 | Nec Corporation | Polarization scrambler unit and multi-repeater transmission system incorporating the same |
| CN110771267A (zh) * | 2017-05-31 | 2020-02-07 | 欧司朗有限责任公司 | 定位于预给定区域中的通信终端与通信对方站之间的无线数据传输 |
-
1993
- 1993-03-18 JP JP5082463A patent/JPH06275898A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6847743B2 (en) | 2001-08-22 | 2005-01-25 | Nec Corporation | Polarization scrambler unit and multi-repeater transmission system incorporating the same |
| CN110771267A (zh) * | 2017-05-31 | 2020-02-07 | 欧司朗有限责任公司 | 定位于预给定区域中的通信终端与通信对方站之间的无线数据传输 |
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