JPH06350175A - 増幅された光伝送システム内の偏光依存ホールバーニングを低減するために回転波長板を使用する技法 - Google Patents
増幅された光伝送システム内の偏光依存ホールバーニングを低減するために回転波長板を使用する技法Info
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- JPH06350175A JPH06350175A JP6090407A JP9040794A JPH06350175A JP H06350175 A JPH06350175 A JP H06350175A JP 6090407 A JP6090407 A JP 6090407A JP 9040794 A JP9040794 A JP 9040794A JP H06350175 A JPH06350175 A JP H06350175A
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- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
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- 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
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Abstract
(57)【要約】
【目的】本件発明は、伝送システム内に発射される光信
号のＳＯＰを回転させ、これによって偏光依存ホールバ
ーニング（“ＰＤＨＢ”）を最小化するために回転波長
板装置を利用することによって長い光伝送システム内の
信号の劣化及びフェーディングを低減させることを目的
とする。 【構成】本件発明においては、信号のノイズ及び分散特
性を劣化させることなく、発射された光信号の偏光の程
度を低減させる。波長板の回転の速度は発射された信号
のＳＯＰが特定のＳＯＰに伝送システム内に採用される
任意の光増幅器を異方性的に飽和させ、ＰＤＨＢを発生
させるのに十分なほど長く留まらないことが保証される
ように選択される。
号のＳＯＰを回転させ、これによって偏光依存ホールバ
ーニング（“ＰＤＨＢ”）を最小化するために回転波長
板装置を利用することによって長い光伝送システム内の
信号の劣化及びフェーディングを低減させることを目的
とする。 【構成】本件発明においては、信号のノイズ及び分散特
性を劣化させることなく、発射された光信号の偏光の程
度を低減させる。波長板の回転の速度は発射された信号
のＳＯＰが特定のＳＯＰに伝送システム内に採用される
任意の光増幅器を異方性的に飽和させ、ＰＤＨＢを発生
させるのに十分なほど長く留まらないことが保証される
ように選択される。
Description
【０００１】
【発明の背景】非常に長い光ファイバ伝送路、例えば、
光増幅器リピータを使用する海底或は大陸間地球光波伝
送システム内に使用されるこのような伝送路は、伝送路
を構成する光ファイバの長さの関数として増加する様々
な障害物（impairment）に起因して性能の低下を受け
る。典型的には、このような長い光伝送システムにおい
ては、これら障害物は時間と共に変動し、伝送路の信号
対雑音比（“ＳＮＲ”）にランダムな変動を与える原因
となる。このランダムな変動は信号フェーディング（si
gnal fading ）として知られている現象に寄与する。信
号フェーディングは光ファイバ経路を介して伝送される
デジタル信号に対してビットエラー率（“ＢＥＲ”）を
増加させる。このような伝送システム内のデジタル信号
のＳＮＲが許容できないほど小さくなり、結果として、
望ましくないほど高いＢＥＲを与える場合に信号フェー
ドが発生したと言われる。実験的な証拠は伝送路に沿っ
ての光ファイバ自体及び／或は他の光素子（例えば、リ
ピータ、増幅器等）によって誘導される偏光依存効果が
信号フェーディング及びＳＮＲ変動に寄与することを示
す。より詳細には、これら効果の一つは、現在、偏光依
存ホールバーニング（polarization dependent hole-bu
rning 、“ＰＤＨＢ”）として識別されているが、これ
は光増幅器の分布の反転ダイナミクスに関連する。ホー
ルバーニングの議論については、D.W.Douglas （ダグラ
ス）、R.A.Haas（ハス）、W.F.Krupke（クラプケ）、及
びM.J.Weber （ウエバ）によってIEEE Journal of Quan
tum Electronics 、Ｖｏｌ．ＱＥ−１９、Ｎｏ．１１、
１９８３年１１月号に掲載の論文『ネオジウムガラスレ
ーザ内のスペクトル及び偏光ホールバーニング（Spectr
al and Polarization Hole Burning in Neodymium Glas
s Lasers）』において提供されている。
光増幅器リピータを使用する海底或は大陸間地球光波伝
送システム内に使用されるこのような伝送路は、伝送路
を構成する光ファイバの長さの関数として増加する様々
な障害物（impairment）に起因して性能の低下を受け
る。典型的には、このような長い光伝送システムにおい
ては、これら障害物は時間と共に変動し、伝送路の信号
対雑音比（“ＳＮＲ”）にランダムな変動を与える原因
となる。このランダムな変動は信号フェーディング（si
gnal fading ）として知られている現象に寄与する。信
号フェーディングは光ファイバ経路を介して伝送される
デジタル信号に対してビットエラー率（“ＢＥＲ”）を
増加させる。このような伝送システム内のデジタル信号
のＳＮＲが許容できないほど小さくなり、結果として、
望ましくないほど高いＢＥＲを与える場合に信号フェー
ドが発生したと言われる。実験的な証拠は伝送路に沿っ
ての光ファイバ自体及び／或は他の光素子（例えば、リ
ピータ、増幅器等）によって誘導される偏光依存効果が
信号フェーディング及びＳＮＲ変動に寄与することを示
す。より詳細には、これら効果の一つは、現在、偏光依
存ホールバーニング（polarization dependent hole-bu
rning 、“ＰＤＨＢ”）として識別されているが、これ
は光増幅器の分布の反転ダイナミクスに関連する。ホー
ルバーニングの議論については、D.W.Douglas （ダグラ
ス）、R.A.Haas（ハス）、W.F.Krupke（クラプケ）、及
びM.J.Weber （ウエバ）によってIEEE Journal of Quan
tum Electronics 、Ｖｏｌ．ＱＥ−１９、Ｎｏ．１１、
１９８３年１１月号に掲載の論文『ネオジウムガラスレ
ーザ内のスペクトル及び偏光ホールバーニング（Spectr
al and Polarization Hole Burning in Neodymium Glas
s Lasers）』において提供されている。
【０００２】ＰＤＨＢは長距離伝送システム内の光増幅
器の利得を伝送システムによって運ばれる主光信号（pr
imary optical signal）のそれと平行の偏光の状態（st
ateof polarization 、“ＳＯＰ”）を持つ任意の光に
対して低下させる。但し、これら増幅器によって提供さ
れる利得は、主信号のそれと垂直のＳＯＰを持つ光信号
の場合は比較的影響されずにとどまる。単純に述べる
と、主光信号は主光信号のＳＯＰに依存する増幅器の異
方性飽和（anisotropic saturation）を生成する。この
異方性飽和は増幅器内の分布の反転のレベルを低減さ
せ、結果として、主光信号と同一のＳＯＰを持つ光信号
に対する利得を低下させる。この結果として、増幅器は
主信号のそれと垂直のＳＯＰを持つノイズを優先的に促
進することとなる。この促進されたノイズは伝送システ
ムのＳＮＲを低下させ、ＢＥＲを増加させる。
器の利得を伝送システムによって運ばれる主光信号（pr
imary optical signal）のそれと平行の偏光の状態（st
ateof polarization 、“ＳＯＰ”）を持つ任意の光に
対して低下させる。但し、これら増幅器によって提供さ
れる利得は、主信号のそれと垂直のＳＯＰを持つ光信号
の場合は比較的影響されずにとどまる。単純に述べる
と、主光信号は主光信号のＳＯＰに依存する増幅器の異
方性飽和（anisotropic saturation）を生成する。この
異方性飽和は増幅器内の分布の反転のレベルを低減さ
せ、結果として、主光信号と同一のＳＯＰを持つ光信号
に対する利得を低下させる。この結果として、増幅器は
主信号のそれと垂直のＳＯＰを持つノイズを優先的に促
進することとなる。この促進されたノイズは伝送システ
ムのＳＮＲを低下させ、ＢＥＲを増加させる。
【０００３】信号フェーディングを低減するための従来
の方法には、経路の遠方端の所で受信された信号の品質
の関数としてある与えられた光経路内に注入される信号
のＳＯＰを能動的に調節するシステムの使用が含まれ
る。但し、このようなシステム内に使用される動的偏光
コントローラ及び極端に長いフィードバック経路は全体
としての複雑さ及びコストを増加させ、信頼性を低減さ
せる。もう一つの方法は、光ファイバ経路を通じて情報
を伝送するために無偏光光源を採用する。無偏光光源は
その光パワーをファイバ内の二つの直角に方位する平面
上に等しく共有するために、有害な偏光依存効果が最小
にされるべきである。不幸にして、無偏光光源は乏しい
ノイズ及び分散特性を示す広いバンド幅を持つ信号を生
成し、このために、非常に長い伝送路を通じての使用が
できなくなる。これらの信号フェーディングを解決する
ために以前に試みられた方法は、実用的でないことが証
明されており、また、特にＰＤＨＢの問題を解決するこ
とに失敗している。
の方法には、経路の遠方端の所で受信された信号の品質
の関数としてある与えられた光経路内に注入される信号
のＳＯＰを能動的に調節するシステムの使用が含まれ
る。但し、このようなシステム内に使用される動的偏光
コントローラ及び極端に長いフィードバック経路は全体
としての複雑さ及びコストを増加させ、信頼性を低減さ
せる。もう一つの方法は、光ファイバ経路を通じて情報
を伝送するために無偏光光源を採用する。無偏光光源は
その光パワーをファイバ内の二つの直角に方位する平面
上に等しく共有するために、有害な偏光依存効果が最小
にされるべきである。不幸にして、無偏光光源は乏しい
ノイズ及び分散特性を示す広いバンド幅を持つ信号を生
成し、このために、非常に長い伝送路を通じての使用が
できなくなる。これらの信号フェーディングを解決する
ために以前に試みられた方法は、実用的でないことが証
明されており、また、特にＰＤＨＢの問題を解決するこ
とに失敗している。
【０００４】
【本件発明の概要】本件発明は、伝送システム内に発射
される光信号のＳＯＰを回転させるために回転波長板装
置を利用することによって、ＰＤＨＢを最小化すること
を通じて、長い光伝送システム内の信号の劣化及びフェ
ーディングを低減させる。これは、信号のノイズ及び分
散特性を劣化させることなく、発射された光信号の偏光
の程度を低減させる。波長板の回転の速度は発射された
信号のＳＯＰが特定のＳＯＰに伝送システム内に採用さ
れる任意の光増幅器を異方性的に飽和させ、ＰＤＨＢを
発生させるのに十分なほど長く留まらないことが保証さ
れるように選択される。
される光信号のＳＯＰを回転させるために回転波長板装
置を利用することによって、ＰＤＨＢを最小化すること
を通じて、長い光伝送システム内の信号の劣化及びフェ
ーディングを低減させる。これは、信号のノイズ及び分
散特性を劣化させることなく、発射された光信号の偏光
の程度を低減させる。波長板の回転の速度は発射された
信号のＳＯＰが特定のＳＯＰに伝送システム内に採用さ
れる任意の光増幅器を異方性的に飽和させ、ＰＤＨＢを
発生させるのに十分なほど長く留まらないことが保証さ
れるように選択される。
【０００５】
【詳細な記述】図１は本発明の実施を容易にする一例と
しての構成の略ブロック図を示す。示されるように、こ
の構成はレーザ送信機１０１、回転波長板アセンブリ１
２、波長板コントローラ１０３、非常に長い単一モード
光ファイバ１０４、及び光増幅器１０５を含む。レーザ
送信機１０１は線型的に偏光された符号化された光信号
を生成するが、これは、回転波長板アセンブリ１０２を
通過した後に、遠隔受信機に伝送されるために単一モー
ド光ファイバ１０４内に発射される。光ファイバ１０５
は単一モード光ファイバ１０４上を伝わる符号化された
光信号に対するリピータ増幅器として機能する。
しての構成の略ブロック図を示す。示されるように、こ
の構成はレーザ送信機１０１、回転波長板アセンブリ１
２、波長板コントローラ１０３、非常に長い単一モード
光ファイバ１０４、及び光増幅器１０５を含む。レーザ
送信機１０１は線型的に偏光された符号化された光信号
を生成するが、これは、回転波長板アセンブリ１０２を
通過した後に、遠隔受信機に伝送されるために単一モー
ド光ファイバ１０４内に発射される。光ファイバ１０５
は単一モード光ファイバ１０４上を伝わる符号化された
光信号に対するリピータ増幅器として機能する。
【０００６】回転波長板アセンブリ１０２は波長板コン
トローラ１０３から受信される制御信号に応答して回転
する１／２波長波長板を含む。機械的及び電気光学的に
回転可能な波長板アセンブリの両方が当分野において周
知である。また、これも当分野において周知のごとく、
１／２波長波長板をθ°／秒にて回転すると、この波長
板を通過する線型的に偏光された光信号も２θ°／秒の
速度にて回転する。
トローラ１０３から受信される制御信号に応答して回転
する１／２波長波長板を含む。機械的及び電気光学的に
回転可能な波長板アセンブリの両方が当分野において周
知である。また、これも当分野において周知のごとく、
１／２波長波長板をθ°／秒にて回転すると、この波長
板を通過する線型的に偏光された光信号も２θ°／秒の
速度にて回転する。
【０００７】エルビウムドープトファイバ増幅器（長距
離光ファイバ伝送システム内でリピータとして典型的に
採用されるタイプの増幅器）はＰＤＨＢによって分布の
反転のレベル（population inversion levels ）が低減
するまでに固定されたＳＯＰを持つ光信号に約１から２
ｍｓ露出されなければならない。この分布の反転の低減
が起こるまでの最小露出時間は増幅器の飽和時間（“ｔ
s ”）と呼ばれる。このような増幅器を通って伝わる信
号のＳＯＰが１／ｔs よりも大きな周波数にて発振され
た場合は、ＰＤＨＢ−誘導異方性飽和は回避される。
離光ファイバ伝送システム内でリピータとして典型的に
採用されるタイプの増幅器）はＰＤＨＢによって分布の
反転のレベル（population inversion levels ）が低減
するまでに固定されたＳＯＰを持つ光信号に約１から２
ｍｓ露出されなければならない。この分布の反転の低減
が起こるまでの最小露出時間は増幅器の飽和時間（“ｔ
s ”）と呼ばれる。このような増幅器を通って伝わる信
号のＳＯＰが１／ｔs よりも大きな周波数にて発振され
た場合は、ＰＤＨＢ−誘導異方性飽和は回避される。
【０００８】光増幅器１０５が１ｍｓの飽和時間を持つ
ものと想定すると、単一モード光ファイバ１０４に沿っ
て伝わる信号に対する最小ＳＯＰ変調周波数は１ｋＨｚ
となる。但し、偏光発振の速度がＰＤＨＢ誘導異方性飽
和を回避するために要求される最小周波数を十分に超え
る所に置かれることを確保するために、制御信号が少な
くとも１０ｋＨのＳＯＰ回転速度を結果として与えるよ
うに回転波長板アセンブリ１０２に加えられる。これを
達成するために、制御信号は１／２波長波長板を５ｋＨ
或はそれ以上の速度にて回転させるように決定される。
ものと想定すると、単一モード光ファイバ１０４に沿っ
て伝わる信号に対する最小ＳＯＰ変調周波数は１ｋＨｚ
となる。但し、偏光発振の速度がＰＤＨＢ誘導異方性飽
和を回避するために要求される最小周波数を十分に超え
る所に置かれることを確保するために、制御信号が少な
くとも１０ｋＨのＳＯＰ回転速度を結果として与えるよ
うに回転波長板アセンブリ１０２に加えられる。これを
達成するために、制御信号は１／２波長波長板を５ｋＨ
或はそれ以上の速度にて回転させるように決定される。
【０００９】上に説明の特定の実施例は単に本発明の原
理を図解するためのものであり、当業者においては本発
明の範囲及び精神から逸脱することなく様々な修正を行
なうことが可能で、本発明は特許請求の範囲によっての
み限定されることが理解できるものである。一つの修正
としては、一つ以上の波長板を持つ回転アセンブリ、及
び／或は１／４波長波長板を採用する回転アセンブリを
使用する方法が考えられる。
理を図解するためのものであり、当業者においては本発
明の範囲及び精神から逸脱することなく様々な修正を行
なうことが可能で、本発明は特許請求の範囲によっての
み限定されることが理解できるものである。一つの修正
としては、一つ以上の波長板を持つ回転アセンブリ、及
び／或は１／４波長波長板を採用する回転アセンブリを
使用する方法が考えられる。
【図１】本発明の実現を容易にする回転波長板アセンブ
リを含む第一の例としての構成の略ブロック図である。
リを含む第一の例としての構成の略ブロック図である。
１０２ 回転波長板アセンブリ １０３ 波長板コントローラ １０４ 単一モード光ファイバ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ニール エス．バーガノ アメリカ合衆国 07738 ニュージャーシ ィ，リンクロフト，ハーヴェイ アヴェニ ュー 11 (72)発明者 ヴィンセント ジョン マザーズィック アメリカ合衆国 07726 ニュージャーシ ィ，マナラパン，マノア ドライヴ 18 (72)発明者 ポール フランシス ワイソッキ アメリカ合衆国 07076 ニュージャーシ ィ，スコッチ プレインズ，カントリー クラブ レーン 157
Claims (8)
- 【請求項１】 光ファイバ増幅器を採用する光伝送シス
テム内の偏光依存ホールバーニングの影響を低減するた
めの装置であって、この装置が、 光波長板アセンブリ、 偏光された光信号を生成するための手段、 該偏光された光信号をこれが該光波長板アセンブリを通
過するように発射するための手段、 該偏光された光信号の偏光の状態の変調を誘導するため
に該光波長板アセンブリを回転するための手段、及び該
変調された偏光された光信号を該光伝送システム内に発
射するための手段を含み、 該変調が１／ｔs に等しいかこれより大きな周波数にて
行なわれ、ここで、ｔs は該伝送システム内の任意の光
増幅器によって示される最小飽和時間であることを特徴
とする装置。 - 【請求項２】 請求項１に記載の装置において、該光波
長板アセンブリが回転可能な１／２波長波長板を含むこ
とを特徴とする装置。 - 【請求項３】 請求項１に記載の装置において、該波長
板アセンブリが回転可能な１／４波長波長板を含むこと
を特徴とする装置。 - 【請求項４】 請求項１に記載の装置において、該光波
長板アセンブリが機械的に回転可能な波長板を含むこと
を特徴とする装置。 - 【請求項５】 請求項１に記載の装置において、該光波
長板アセンブリが電子光学回転波長板を含むことを特徴
とする装置。 - 【請求項６】 光ファイバ増幅器を採用する光伝送シス
テム内の偏光依存ホールバーニングの効果を低減するた
めの方法であって、この方法が、 偏光された光信号を生成する段階、 該偏光された光信号をこれが光波長板アセンブリを通過
するように発射する段階、 該光波長板アセンブリを該偏光された光信号の偏光の状
態の変調が誘導されるように回転する段階、及び該変調
された偏光された光信号を該光伝送システム内に発射す
る段階を含み、 該変調が１／ｔs に等しいかこれ以上の周波数にて遂行
され、ここで、ｔs が該光伝送システム内の任意の光増
幅器によって示される最小飽和時間であることを特徴と
する方法。 - 【請求項７】 請求項６に記載の方法において、該光波
長板アセンブリを回転させる段階が少なくとも一つの光
波長板を機械的に回転する段階を含むことを特徴とする
方法。 - 【請求項８】 請求項６に記載の装置において、該光波
長板アセンブリを回転させる段階が少なくとも一つの光
波長板を電子光学的に回転する段階を含むことを特徴と
する方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US056214 | 1993-04-30 | ||
| US08/056,214 US5309535A (en) | 1993-04-30 | 1993-04-30 | Apparatus and method utilizing a rotating waveplate for reducing polarization dependent hole-burning in an amplified optical transmission system |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06350175A true JPH06350175A (ja) | 1994-12-22 |
Family
ID=22002938
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6090407A Withdrawn JPH06350175A (ja) | 1993-04-30 | 1994-04-28 | 増幅された光伝送システム内の偏光依存ホールバーニングを低減するために回転波長板を使用する技法 |
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