JPH07235903A - ディジタル光伝送装置 - Google Patents
ディジタル光伝送装置Info
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- JPH07235903A JPH07235903A JP6026749A JP2674994A JPH07235903A JP H07235903 A JPH07235903 A JP H07235903A JP 6026749 A JP6026749 A JP 6026749A JP 2674994 A JP2674994 A JP 2674994A JP H07235903 A JPH07235903 A JP H07235903A
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- optical
- brillouin scattering
- stimulated brillouin
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 ディジタル光伝送装置において、誘導ブリル
アン散乱（ＳＢＳ）により生じた受信波形歪みに起因す
る符号誤り率特性劣化を低減し、長スパン・大容量伝送
を可能にする。 【構成】 光送信装置に、光ファイバの誘導ブリルアン
散乱により発生する後方散乱光の強度を検出する手段
と、後方散乱光の強度情報を送信信号に書き込む手段と
を備え、光受信装置に、受信信号に書き込まれている後
方散乱光の強度情報を読み出す手段と、読み出された後
方散乱光の強度情報をもとに、この後方散乱光の強度
（誘導ブリルアン散乱の強度）に対して符号誤り率が最
小となる識別閾値を識別回路に設定する手段とを備え
る。
アン散乱（ＳＢＳ）により生じた受信波形歪みに起因す
る符号誤り率特性劣化を低減し、長スパン・大容量伝送
を可能にする。 【構成】 光送信装置に、光ファイバの誘導ブリルアン
散乱により発生する後方散乱光の強度を検出する手段
と、後方散乱光の強度情報を送信信号に書き込む手段と
を備え、光受信装置に、受信信号に書き込まれている後
方散乱光の強度情報を読み出す手段と、読み出された後
方散乱光の強度情報をもとに、この後方散乱光の強度
（誘導ブリルアン散乱の強度）に対して符号誤り率が最
小となる識別閾値を識別回路に設定する手段とを備え
る。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、誘導ブリルアン散乱
（ＳＢＳ）により生じた受信波形歪みに起因する符号誤
り率特性劣化を低減し、長スパン・大容量伝送を可能に
したディジタル光伝送装置に関する。
（ＳＢＳ）により生じた受信波形歪みに起因する符号誤
り率特性劣化を低減し、長スパン・大容量伝送を可能に
したディジタル光伝送装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】無中継伝送距離を増大させるには、光送
信レベルの増大と、光受信レベルに対する高感度化が必
要である。光受信レベルについては、理論限界の数dB近
くまで高感度化が達成されている。一方、光送信レベル
については光ファイバ増幅器により比較的容易に高出力
化が可能になっている。
信レベルの増大と、光受信レベルに対する高感度化が必
要である。光受信レベルについては、理論限界の数dB近
くまで高感度化が達成されている。一方、光送信レベル
については光ファイバ増幅器により比較的容易に高出力
化が可能になっている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかし、通常の光ファ
イバを用いた光伝送系では光ファイバへの入力レベルが
所定の閾値（以下「ＳＢＳ閾値」という。）を越える
と、誘導ブリルアン散乱による後方散乱光が急激に増加
するとともに、光ファイバ伝送後の光出力レベルの飽和
が始まる。このような現象が伝送特性（符号誤り率特
性）に影響を与え、受信感度を著しく劣化させる要因に
なっている。
イバを用いた光伝送系では光ファイバへの入力レベルが
所定の閾値（以下「ＳＢＳ閾値」という。）を越える
と、誘導ブリルアン散乱による後方散乱光が急激に増加
するとともに、光ファイバ伝送後の光出力レベルの飽和
が始まる。このような現象が伝送特性（符号誤り率特
性）に影響を与え、受信感度を著しく劣化させる要因に
なっている。
【０００４】ここで、光ファイバ入力レベルと、誘導ブ
リルアン散乱による後方散乱光の強度および光ファイバ
伝送後の光出力レベルとの関係を図５に示す。なお、光
ファイバへの入力光は、ＣＰＦＳＫ（位相連続周波数シ
フトキーイング）で変調し、2.5Ｇbit/s の伝送速度を
有する16ビット固定パターンのものを用いた。図に示す
ように、光ファイバ入力レベルが＋12dBｍを越えると、
誘導ブリルアン散乱による後方散乱光の強度が急激に増
加し、また光出力レベルの飽和が始まる。
リルアン散乱による後方散乱光の強度および光ファイバ
伝送後の光出力レベルとの関係を図５に示す。なお、光
ファイバへの入力光は、ＣＰＦＳＫ（位相連続周波数シ
フトキーイング）で変調し、2.5Ｇbit/s の伝送速度を
有する16ビット固定パターンのものを用いた。図に示す
ように、光ファイバ入力レベルが＋12dBｍを越えると、
誘導ブリルアン散乱による後方散乱光の強度が急激に増
加し、また光出力レベルの飽和が始まる。
【０００５】次に、上記の入力光（16ビット固定パター
ン）を例に、誘導ブリルアン散乱により生じた受信波形
歪みに起因する符号誤り率特性の劣化について説明す
る。図６は、各ビットごとの符号誤り率（ＢＥＲ）およ
び波形歪みの測定系を示す。図において、パルスパター
ン発生器６１の出力信号がＣＰＦＳＫ光変調回路６２で
変調され、その光信号が光ブースタアンプ６３で増幅さ
れて単一モード光ファイバ６４に入力される。単一モー
ド光ファイバ６４を伝送された光信号は、ヘテロダイン
光受信回路６５で電気信号に変換され、さらに復調およ
び識別された後に、１：16ＤＥＭＵＸ回路６６で各ビッ
トごとの信号に分離される。また、サンプリングオシロ
スコープ６７は波形歪みを測定する。１：16ＤＥＭＵＸ
回路６６の各出力は、誤りが発生していなければ常に符
号“１”あるいは“０”に対応した所定の電圧を示すの
で、各出力の変化を符号誤り検出器６８が計数して各ビ
ットごとの符号誤り率を測定する構成になっている。
ン）を例に、誘導ブリルアン散乱により生じた受信波形
歪みに起因する符号誤り率特性の劣化について説明す
る。図６は、各ビットごとの符号誤り率（ＢＥＲ）およ
び波形歪みの測定系を示す。図において、パルスパター
ン発生器６１の出力信号がＣＰＦＳＫ光変調回路６２で
変調され、その光信号が光ブースタアンプ６３で増幅さ
れて単一モード光ファイバ６４に入力される。単一モー
ド光ファイバ６４を伝送された光信号は、ヘテロダイン
光受信回路６５で電気信号に変換され、さらに復調およ
び識別された後に、１：16ＤＥＭＵＸ回路６６で各ビッ
トごとの信号に分離される。また、サンプリングオシロ
スコープ６７は波形歪みを測定する。１：16ＤＥＭＵＸ
回路６６の各出力は、誤りが発生していなければ常に符
号“１”あるいは“０”に対応した所定の電圧を示すの
で、各出力の変化を符号誤り検出器６８が計数して各ビ
ットごとの符号誤り率を測定する構成になっている。
【０００６】ここで、各ビットごとの符号誤り率（ＢＥ
Ｒ）分布を図７に示す。は光ファイバ入力レベルＰin
＝＋10dBｍの場合であり、これはＳＢＳ閾値以下のレベ
ルである。はＰin＝＋17.2dBｍの場合であり、これは
ＳＢＳ閾値よりはるかに高いレベルである。黒マークお
よび白マークは、符号“１”および“０”を表す。ま
た、16ビット固定パターン全体での符号誤り率が一定と
なるように、各受信レベルＰreを調整した。なお、に
ついては後述する。
Ｒ）分布を図７に示す。は光ファイバ入力レベルＰin
＝＋10dBｍの場合であり、これはＳＢＳ閾値以下のレベ
ルである。はＰin＝＋17.2dBｍの場合であり、これは
ＳＢＳ閾値よりはるかに高いレベルである。黒マークお
よび白マークは、符号“１”および“０”を表す。ま
た、16ビット固定パターン全体での符号誤り率が一定と
なるように、各受信レベルＰreを調整した。なお、に
ついては後述する。
【０００７】Ｐin＝＋10dBｍの場合には、符号“１”あ
るいは“０”のいずれにも10-7程度の符号誤り率を示す
ビット（１：No.1,No.11、０：No.5,No.10,No.13,No.1
6) が存在する（受信レベルＰre＝−43.0dBｍ，識別閾
値Ｖth＝−0.440 Ｖ）。一方、Ｐin＝＋17.2dBｍの場合
には、符号“０”の特定ビット(No.10) の符号誤り率が
10-6と大きく（受信レベルＰre＝−37.0dBｍ，識別閾値
Ｖth＝−0.440 Ｖ）、全体の符号誤り率特性劣化の原因
になっている。
るいは“０”のいずれにも10-7程度の符号誤り率を示す
ビット（１：No.1,No.11、０：No.5,No.10,No.13,No.1
6) が存在する（受信レベルＰre＝−43.0dBｍ，識別閾
値Ｖth＝−0.440 Ｖ）。一方、Ｐin＝＋17.2dBｍの場合
には、符号“０”の特定ビット(No.10) の符号誤り率が
10-6と大きく（受信レベルＰre＝−37.0dBｍ，識別閾値
Ｖth＝−0.440 Ｖ）、全体の符号誤り率特性劣化の原因
になっている。
【０００８】ここで、符号“０”および“１”の代表的
なビットとして、No.10 およびNo.1についての光ファイ
バ入力レベルと復調波形振幅（平均と分散）の関係を図
８に示す。 No.10（“０”）の方が、ＳＢＳ閾値を越え
る光ファイバ入力レベルの上昇とともに復調波形振幅が
急激に減少し、図７に示したようにこのビットの符号誤
り率が大きく劣化することがわかる。
なビットとして、No.10 およびNo.1についての光ファイ
バ入力レベルと復調波形振幅（平均と分散）の関係を図
８に示す。 No.10（“０”）の方が、ＳＢＳ閾値を越え
る光ファイバ入力レベルの上昇とともに復調波形振幅が
急激に減少し、図７に示したようにこのビットの符号誤
り率が大きく劣化することがわかる。
【０００９】このように特定ビットの復調波形振幅が大
きく歪んで符号誤り率特性を著しく劣化させるので、従
来のディジタル光伝送装置では、光送信レベルを誘導ブ
リルアン散乱の影響のないレベルまで低下させる必要が
あった。これが伝送距離を制限する要因にもなってい
た。
きく歪んで符号誤り率特性を著しく劣化させるので、従
来のディジタル光伝送装置では、光送信レベルを誘導ブ
リルアン散乱の影響のないレベルまで低下させる必要が
あった。これが伝送距離を制限する要因にもなってい
た。
【００１０】なお、３つ以上の識別閾値をもち、それぞ
れの識別判定結果からマークをスペースと誤っている
か、スペースをマークと誤っているかを判断し、識別閾
値を制御する方法がある（特願昭59-53300号）。しか
し、この方法では、ビットごとに識別判定と識別閾値制
御を行うので、構成上不可欠なＤ／Ａ変換器その他の規
模の大きな集積回路に高速動作が要求される。したがっ
て、ギガビット以上の伝送速度に対応させるのは極めて
困難であった。
れの識別判定結果からマークをスペースと誤っている
か、スペースをマークと誤っているかを判断し、識別閾
値を制御する方法がある（特願昭59-53300号）。しか
し、この方法では、ビットごとに識別判定と識別閾値制
御を行うので、構成上不可欠なＤ／Ａ変換器その他の規
模の大きな集積回路に高速動作が要求される。したがっ
て、ギガビット以上の伝送速度に対応させるのは極めて
困難であった。
【００１１】本発明は、光送信レベルをある程度大きく
しても、誘導ブリルアン散乱に基づく符号誤り率特性劣
化を低減することができるディジタル光伝送装置を提供
することを目的とする。
しても、誘導ブリルアン散乱に基づく符号誤り率特性劣
化を低減することができるディジタル光伝送装置を提供
することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】本発明は、光受信装置の
識別回路の識別閾値として、光ファイバで発生する誘導
ブリルアン散乱の強度に対して符号誤り率が最小となる
識別閾値を設定する手段を備える。
識別回路の識別閾値として、光ファイバで発生する誘導
ブリルアン散乱の強度に対して符号誤り率が最小となる
識別閾値を設定する手段を備える。
【００１３】また、光送信装置に、光ファイバの誘導ブ
リルアン散乱により発生する後方散乱光の強度を検出す
る手段と、後方散乱光の強度情報を送信信号に書き込む
手段とを備え、光受信装置に、受信信号に書き込まれて
いる後方散乱光の強度情報を読み出す手段と、読み出さ
れた後方散乱光の強度情報をもとに、この後方散乱光の
強度に対して符号誤り率が最小となる識別閾値を識別回
路に設定する手段とを備える。
リルアン散乱により発生する後方散乱光の強度を検出す
る手段と、後方散乱光の強度情報を送信信号に書き込む
手段とを備え、光受信装置に、受信信号に書き込まれて
いる後方散乱光の強度情報を読み出す手段と、読み出さ
れた後方散乱光の強度情報をもとに、この後方散乱光の
強度に対して符号誤り率が最小となる識別閾値を識別回
路に設定する手段とを備える。
【００１４】また、光受信装置に、光ファイバの入力光
と、誘導ブリルアン散乱により発生するストークス光お
よび反ストークス光との間に生ずるビート成分の強度を
検出する手段と、受信光の強度とビート成分の強度の比
から誘導ブリルアン散乱の強度を検出する手段と、誘導
ブリルアン散乱の強度に対して符号誤り率が最小となる
識別閾値を識別回路に設定する手段とを備える。
と、誘導ブリルアン散乱により発生するストークス光お
よび反ストークス光との間に生ずるビート成分の強度を
検出する手段と、受信光の強度とビート成分の強度の比
から誘導ブリルアン散乱の強度を検出する手段と、誘導
ブリルアン散乱の強度に対して符号誤り率が最小となる
識別閾値を識別回路に設定する手段とを備える。
【００１５】
【作用】本発明は、誘導ブリルアン散乱の強度を検出
し、それに基づいて光受信装置の識別回路の識別閾値と
して符号誤り率を最小とする値に制御する。これによ
り、誘導ブリルアン散乱により生じた受信波形歪みに起
因する符号誤り率特性劣化を低減することができる。な
お、誘導ブリルアン散乱の強度は、光送信装置側で後方
散乱光の強度から検出して光受信装置側に転送するか、
光受信装置側で光ファイバの入力光とストークス光およ
び反ストークス光との間に生ずるビート成分の強度から
検出することができる。
し、それに基づいて光受信装置の識別回路の識別閾値と
して符号誤り率を最小とする値に制御する。これによ
り、誘導ブリルアン散乱により生じた受信波形歪みに起
因する符号誤り率特性劣化を低減することができる。な
お、誘導ブリルアン散乱の強度は、光送信装置側で後方
散乱光の強度から検出して光受信装置側に転送するか、
光受信装置側で光ファイバの入力光とストークス光およ
び反ストークス光との間に生ずるビート成分の強度から
検出することができる。
【００１６】ここで、識別閾値の制御により符号誤り率
特性が改善されることについて説明する。図９は、光受
信レベルと符号誤り率（ＢＥＲ）との関係を示す。な
お、光ファイバへの入力光は、ＣＰＦＳＫで変調し、
2.5Ｇbit/s の伝送速度を有する16ビット固定パターン
のものを用いた。は、光ファイバ入力レベルＰin＝＋
10dBｍ、識別閾値Ｖth＝−0.440 Ｖ（Ｐin＝＋10dBｍ時
の最適識別閾値）の符号誤り率特性（トータル）であ
る。は、Ｐin＝＋17.2dBｍ、Ｖth＝−0.440 Ｖの符号
誤り率特性（トータル）である。は、Ｐin＝＋17.2dB
ｍ、Ｖth＝−0.495 Ｖ（Ｐin＝＋17.2dBｍ時の最適識別
閾値）の符号誤り率特性（トータル）である。なお、
の場合の各ビットごとの符号誤り率（ＢＥＲ）分布を図
７に示す。
特性が改善されることについて説明する。図９は、光受
信レベルと符号誤り率（ＢＥＲ）との関係を示す。な
お、光ファイバへの入力光は、ＣＰＦＳＫで変調し、
2.5Ｇbit/s の伝送速度を有する16ビット固定パターン
のものを用いた。は、光ファイバ入力レベルＰin＝＋
10dBｍ、識別閾値Ｖth＝−0.440 Ｖ（Ｐin＝＋10dBｍ時
の最適識別閾値）の符号誤り率特性（トータル）であ
る。は、Ｐin＝＋17.2dBｍ、Ｖth＝−0.440 Ｖの符号
誤り率特性（トータル）である。は、Ｐin＝＋17.2dB
ｍ、Ｖth＝−0.495 Ｖ（Ｐin＝＋17.2dBｍ時の最適識別
閾値）の符号誤り率特性（トータル）である。なお、
の場合の各ビットごとの符号誤り率（ＢＥＲ）分布を図
７に示す。
【００１７】の場合には、誘導ブリルアン散乱の影響
で符号誤り率が大幅に劣化し、フロアが生じているのが
わかる。これに対して、のように識別閾値を調整して
Ｖth＝−0.495 Ｖとするとフロアがなく、符号誤り率が
１×10-9で 5.5dBの受信感度が改善されていることがわ
かる。また、図７に示すように、符号“０”のビット
（No.10 その他）で符号誤り率が大幅に改善され、符号
“１”および“０”のそれぞれの最悪符号誤り率はほぼ
同等になっている。
で符号誤り率が大幅に劣化し、フロアが生じているのが
わかる。これに対して、のように識別閾値を調整して
Ｖth＝−0.495 Ｖとするとフロアがなく、符号誤り率が
１×10-9で 5.5dBの受信感度が改善されていることがわ
かる。また、図７に示すように、符号“０”のビット
（No.10 その他）で符号誤り率が大幅に改善され、符号
“１”および“０”のそれぞれの最悪符号誤り率はほぼ
同等になっている。
【００１８】
【実施例】図１は、本発明のディジタル光伝送装置の第
１実施例の構成を示す（請求項２）。
１実施例の構成を示す（請求項２）。
【００１９】図において、光送信装置は、セクションオ
ーバヘッド処理回路１１、光変調回路１２ａ、光ブース
タアンプ１３ａ、光方向性結合器１４、光／電気変換器
（Ｏ／Ｅ）１５およびＡ／Ｄ変換器１６により構成され
る。光受信装置は、光／電気変換器（Ｏ／Ｅ）２１ａ、
復調整形回路２２ａ、タイミング抽出回路２３ａ、識別
回路２４ａ、セクションオーバヘッド処理回路２５、デ
ィジタル信号処理回路（ＤＳＰ）２６ａおよびＤ／Ａ変
換器２７ａにより構成される。
ーバヘッド処理回路１１、光変調回路１２ａ、光ブース
タアンプ１３ａ、光方向性結合器１４、光／電気変換器
（Ｏ／Ｅ）１５およびＡ／Ｄ変換器１６により構成され
る。光受信装置は、光／電気変換器（Ｏ／Ｅ）２１ａ、
復調整形回路２２ａ、タイミング抽出回路２３ａ、識別
回路２４ａ、セクションオーバヘッド処理回路２５、デ
ィジタル信号処理回路（ＤＳＰ）２６ａおよびＤ／Ａ変
換器２７ａにより構成される。
【００２０】パルスパターン発生器６１の出力信号は、
光送信装置のセクションオーバヘッド処理回路１１を介
して光変調回路１２ａに入力され、そこで変調された光
信号が光ブースタアンプ１３ａで増幅され、光方向性結
合器１４を介して単一モード光ファイバ６４に送出され
る。一方、単一モード光ファイバ６４の誘導ブリルアン
散乱に応じた後方散乱光は、光方向性結合器１４から光
／電気変換器１５に入力されて電気信号に変換され、そ
の強度情報がＡ／Ｄ変換器１６を介してセクションオー
バヘッド処理回路１１に与えられる。セクションオーバ
ヘッド処理回路１１は、この誘導ブリルアン散乱の強度
情報を送信信号に書き込む。なお、誘導ブリルアン散乱
に応じた後方散乱光の強度変動、特にバースト的変動は
十数ｋHz以下であり（ Takushima and Okoshi, "Instab
ilities of Light Intensity inan Optical Fiber in t
he Presence of Stimulated Brillouin Scattering",OF
C'92)、また光ファイバ増幅器の出力の経年変動もこれ
よりはるかに遅いので、Ａ／Ｄ変換器１６等の応答速度
による問題は生じない。
光送信装置のセクションオーバヘッド処理回路１１を介
して光変調回路１２ａに入力され、そこで変調された光
信号が光ブースタアンプ１３ａで増幅され、光方向性結
合器１４を介して単一モード光ファイバ６４に送出され
る。一方、単一モード光ファイバ６４の誘導ブリルアン
散乱に応じた後方散乱光は、光方向性結合器１４から光
／電気変換器１５に入力されて電気信号に変換され、そ
の強度情報がＡ／Ｄ変換器１６を介してセクションオー
バヘッド処理回路１１に与えられる。セクションオーバ
ヘッド処理回路１１は、この誘導ブリルアン散乱の強度
情報を送信信号に書き込む。なお、誘導ブリルアン散乱
に応じた後方散乱光の強度変動、特にバースト的変動は
十数ｋHz以下であり（ Takushima and Okoshi, "Instab
ilities of Light Intensity inan Optical Fiber in t
he Presence of Stimulated Brillouin Scattering",OF
C'92)、また光ファイバ増幅器の出力の経年変動もこれ
よりはるかに遅いので、Ａ／Ｄ変換器１６等の応答速度
による問題は生じない。
【００２１】単一モード光ファイバ６４を伝送された光
信号は、光受信装置の光／電気変換器２１ａで電気信号
に変換され、復調整形回路２２ａで復調および整形され
た後に、タイミング抽出回路２３ａで抽出されたタイミ
ングを基準に識別回路２４ａで識別される。その識別信
号は、セクションオーバヘッド処理回路２５を介して符
号誤り検出器６８に送出される。また、セクションオー
バヘッド処理回路２５は、この識別信号から光送信装置
側で書き込まれた誘導ブリルアン散乱の強度情報を読み
出してディジタル信号処理回路２６ａに与える。ディジ
タル信号処理回路２６ａは、その強度情報に対応する識
別回路２４ａの最適識別閾値を決定し、Ｄ／Ａ変換器２
７ａを介して識別回路２４ａに与える。
信号は、光受信装置の光／電気変換器２１ａで電気信号
に変換され、復調整形回路２２ａで復調および整形され
た後に、タイミング抽出回路２３ａで抽出されたタイミ
ングを基準に識別回路２４ａで識別される。その識別信
号は、セクションオーバヘッド処理回路２５を介して符
号誤り検出器６８に送出される。また、セクションオー
バヘッド処理回路２５は、この識別信号から光送信装置
側で書き込まれた誘導ブリルアン散乱の強度情報を読み
出してディジタル信号処理回路２６ａに与える。ディジ
タル信号処理回路２６ａは、その強度情報に対応する識
別回路２４ａの最適識別閾値を決定し、Ｄ／Ａ変換器２
７ａを介して識別回路２４ａに与える。
【００２２】ディジタル信号処理回路２６ａにおける処
理では、誘導ブリルアン散乱の強度情報と識別回路２４
ａの最適識別閾値との関係をメモリに保持しておき、サ
ービス時にこのメモリを参照して識別閾値制御を行う。
なお、ディジタル信号処理回路２６ａでは、予めこの系
の試験時に光送信装置の光送信レベルを段階的に変化さ
せて誘導ブリルアン散乱に応じた後方散乱光の強度を変
化させ、各強度情報ごとに識別閾値をスイープし、符号
誤り検出器６８の検出結果から符号誤り率が最小となる
最適識別閾値を測定しておく。したがって、本実施例の
構成によれば、光送信装置の光送信レベルの経年変動が
起こった場合でも、誘導ブリルアン散乱の強度（後方散
乱光の強度）の変化から、常に最適識別閾値を設定して
符号誤り率を最小とすることができる。
理では、誘導ブリルアン散乱の強度情報と識別回路２４
ａの最適識別閾値との関係をメモリに保持しておき、サ
ービス時にこのメモリを参照して識別閾値制御を行う。
なお、ディジタル信号処理回路２６ａでは、予めこの系
の試験時に光送信装置の光送信レベルを段階的に変化さ
せて誘導ブリルアン散乱に応じた後方散乱光の強度を変
化させ、各強度情報ごとに識別閾値をスイープし、符号
誤り検出器６８の検出結果から符号誤り率が最小となる
最適識別閾値を測定しておく。したがって、本実施例の
構成によれば、光送信装置の光送信レベルの経年変動が
起こった場合でも、誘導ブリルアン散乱の強度（後方散
乱光の強度）の変化から、常に最適識別閾値を設定して
符号誤り率を最小とすることができる。
【００２３】ここで、光送信装置から光受信装置への誘
導ブリルアン散乱の強度情報の転送方法について説明す
る。シンクロナスディジタルハイアラーキ（ＳＤＨ）方
式は、ＣＣＩＴＴ（現ＩＴＵ）で国際規格が定められ
（Ｇ.709）、図２に示すように伝送信号はＳＴＭ−Ｎフ
レーム（2.48832 Ｇbit/s ではＮ＝16）の構成をとる。
この最初のＮ×９バイトは、セクションオーバヘッド
（ＳＯＨ）と呼ばれる各種の監視信号や制御信号を送る
部分である。次に続くＮ×261 バイトは、ペイロードと
呼ばれるサービス信号を送る部分である。以下、９行目
までの各セクションオーバヘッドおよびペイロードを繰
り返し、１フレームを構成している。なお、１行目のセ
クションオーバヘッド（Ｎ×９バイト）を除くフレーム
内のビットは、原始多項式（１×Ｘ6×Ｘ7）で表される
スクランブルが掛けられている。誘導ブリルアン散乱の
強度情報（後方散乱光の強度情報）は、光送信装置のセ
クションオーバヘッド処理回路１１でセクションオーバ
ヘッドの一部に書き込まれ、光受信装置のセクションオ
ーバヘッド処理回路２５で読み出される方式により、送
受信間の転送が行われる。
導ブリルアン散乱の強度情報の転送方法について説明す
る。シンクロナスディジタルハイアラーキ（ＳＤＨ）方
式は、ＣＣＩＴＴ（現ＩＴＵ）で国際規格が定められ
（Ｇ.709）、図２に示すように伝送信号はＳＴＭ−Ｎフ
レーム（2.48832 Ｇbit/s ではＮ＝16）の構成をとる。
この最初のＮ×９バイトは、セクションオーバヘッド
（ＳＯＨ）と呼ばれる各種の監視信号や制御信号を送る
部分である。次に続くＮ×261 バイトは、ペイロードと
呼ばれるサービス信号を送る部分である。以下、９行目
までの各セクションオーバヘッドおよびペイロードを繰
り返し、１フレームを構成している。なお、１行目のセ
クションオーバヘッド（Ｎ×９バイト）を除くフレーム
内のビットは、原始多項式（１×Ｘ6×Ｘ7）で表される
スクランブルが掛けられている。誘導ブリルアン散乱の
強度情報（後方散乱光の強度情報）は、光送信装置のセ
クションオーバヘッド処理回路１１でセクションオーバ
ヘッドの一部に書き込まれ、光受信装置のセクションオ
ーバヘッド処理回路２５で読み出される方式により、送
受信間の転送が行われる。
【００２４】ところで、誘導ブリルアン散乱の発生時に
は、光ファイバ入力光に対して約11ＧHz程度周波数シフ
トしたストークス光および反ストークス光が光ファイバ
出力光に含まれ、入力光との間にビートが生じる。この
ビートにより、受信信号の光／電気変換後のスペクトラ
ムにおいて、図３(2) に示すように11ＧHz付近でスペク
トルが観測される。なお、図３(1) は光ファイバ入力レ
ベルＰin＝＋12dBｍで誘導ブリルアン散乱が発生しない
場合であり、図３(2) は光ファイバ入力レベルＰin＝＋
17dBｍで誘導ブリルアン散乱が発生する場合である。
は、光ファイバ入力光に対して約11ＧHz程度周波数シフ
トしたストークス光および反ストークス光が光ファイバ
出力光に含まれ、入力光との間にビートが生じる。この
ビートにより、受信信号の光／電気変換後のスペクトラ
ムにおいて、図３(2) に示すように11ＧHz付近でスペク
トルが観測される。なお、図３(1) は光ファイバ入力レ
ベルＰin＝＋12dBｍで誘導ブリルアン散乱が発生しない
場合であり、図３(2) は光ファイバ入力レベルＰin＝＋
17dBｍで誘導ブリルアン散乱が発生する場合である。
【００２５】したがって、この11ＧHz付近のビート成分
を観測し、全体のパワーとの比をとることにより、受信
装置側でも誘導ブリルアン散乱の強度を検出することが
できる。この場合には、第１実施例のように、光送信装
置側で後方散乱光の強度から誘導ブリルアン散乱の強度
を検出し、その強度情報を光受信装置側へ転送する必要
がなくなる。以下、第２実施例として説明する。
を観測し、全体のパワーとの比をとることにより、受信
装置側でも誘導ブリルアン散乱の強度を検出することが
できる。この場合には、第１実施例のように、光送信装
置側で後方散乱光の強度から誘導ブリルアン散乱の強度
を検出し、その強度情報を光受信装置側へ転送する必要
がなくなる。以下、第２実施例として説明する。
【００２６】図４は、本発明のディジタル光伝送装置の
第２実施例の構成を示す（請求項３）。図において、光
送信装置は、光変調回路１２ｂおよび光ブースタアンプ
１３ｂにより構成される。光受信装置は、光／電気変換
器（Ｏ／Ｅ）２１ｂ、復調整形回路２２ｂ、タイミング
抽出回路２３ｂ、識別回路２４ｂ、バンドパスフィルタ
（ＢＰＦ）２８、パワー検出器２９，３０、除算器３
１、Ａ／Ｄ変換器３２、ディジタル信号処理回路（ＤＳ
Ｐ）２６ｂおよびＤ／Ａ変換器２７ｂにより構成され
る。
第２実施例の構成を示す（請求項３）。図において、光
送信装置は、光変調回路１２ｂおよび光ブースタアンプ
１３ｂにより構成される。光受信装置は、光／電気変換
器（Ｏ／Ｅ）２１ｂ、復調整形回路２２ｂ、タイミング
抽出回路２３ｂ、識別回路２４ｂ、バンドパスフィルタ
（ＢＰＦ）２８、パワー検出器２９，３０、除算器３
１、Ａ／Ｄ変換器３２、ディジタル信号処理回路（ＤＳ
Ｐ）２６ｂおよびＤ／Ａ変換器２７ｂにより構成され
る。
【００２７】パルスパターン発生器６１の出力信号は、
光送信装置の光変調回路１２ｂに入力され、そこで変調
された光信号が光ブースタアンプ１３ｂで増幅されて単
一モード光ファイバ６４に送出される。
光送信装置の光変調回路１２ｂに入力され、そこで変調
された光信号が光ブースタアンプ１３ｂで増幅されて単
一モード光ファイバ６４に送出される。
【００２８】単一モード光ファイバ６４を伝送された光
信号は、光受信装置の光／電気変換器２１ｂで電気信号
に変換され、復調整形回路２２ｂで復調および整形され
た後に、タイミング抽出回路２３ｂで抽出されたタイミ
ングを基準に識別回路２４ｂで識別され、符号誤り検出
器６８に送出される。一方、バンドパスフィルタ２８で
受信信号から11ＧHz付近のビート成分を抽出し、パワー
検出器２９でその強度を検出する。また、パワー検出器
３０で受信信号全体の強度を検出し、除算器３１で両者
の比をとる。ここで、パワー検出器２９，３０の時定数
は、誘導ブリルアン散乱による強度変動周期より短く、
スクランブルの周期（ＳＤＨ伝送方式では７段であり、
周期は（２7−１)／Ｂ、Ｂ：ビットレート）よりも長い
値に設定する。これにより、光ファイバの損失変動等を
キャンセルし、誘導ブリルアン散乱に起因するビート成
分の強度変動のみを検出することができる。
信号は、光受信装置の光／電気変換器２１ｂで電気信号
に変換され、復調整形回路２２ｂで復調および整形され
た後に、タイミング抽出回路２３ｂで抽出されたタイミ
ングを基準に識別回路２４ｂで識別され、符号誤り検出
器６８に送出される。一方、バンドパスフィルタ２８で
受信信号から11ＧHz付近のビート成分を抽出し、パワー
検出器２９でその強度を検出する。また、パワー検出器
３０で受信信号全体の強度を検出し、除算器３１で両者
の比をとる。ここで、パワー検出器２９，３０の時定数
は、誘導ブリルアン散乱による強度変動周期より短く、
スクランブルの周期（ＳＤＨ伝送方式では７段であり、
周期は（２7−１)／Ｂ、Ｂ：ビットレート）よりも長い
値に設定する。これにより、光ファイバの損失変動等を
キャンセルし、誘導ブリルアン散乱に起因するビート成
分の強度変動のみを検出することができる。
【００２９】除算器３１の出力は、Ａ／Ｄ変換器３２を
介してディジタル信号処理回路２６ｂに与えられる。デ
ィジタル信号処理回路２６ｂは、誘導ブリルアン散乱に
起因するビート成分の強度に対応する識別回路２４ｂの
最適識別閾値を決定し、Ｄ／Ａ変換器２７ｂを介して識
別回路２４ｂに与える。なお、ディジタル信号処理回路
２６ｂにおける識別閾値制御については第１実施例と同
様である。
介してディジタル信号処理回路２６ｂに与えられる。デ
ィジタル信号処理回路２６ｂは、誘導ブリルアン散乱に
起因するビート成分の強度に対応する識別回路２４ｂの
最適識別閾値を決定し、Ｄ／Ａ変換器２７ｂを介して識
別回路２４ｂに与える。なお、ディジタル信号処理回路
２６ｂにおける識別閾値制御については第１実施例と同
様である。
【００３０】なお、第１実施例および第２実施例の説明
では、強度変調−直接検波方式を例に説明したが、コヒ
ーレントホモダイン方式あるいはコヒーレントヘテロダ
イン方式、その他の光伝送方式にも本発明の適用が可能
である。
では、強度変調−直接検波方式を例に説明したが、コヒ
ーレントホモダイン方式あるいはコヒーレントヘテロダ
イン方式、その他の光伝送方式にも本発明の適用が可能
である。
【００３１】
【発明の効果】以上説明したように、本発明のディジタ
ル光伝送装置は、誘導ブリルアン散乱の強度に基づいて
符号誤り率を最小とする識別閾値を識別回路に設定する
ことにより、誘導ブリルアン散乱により生じる受信波形
歪みに起因する符号誤り率特性劣化を低減することがで
きる。これにより、光送信レベルを高めに設定すること
が可能となり、長スパン・大容量伝送を実現することが
できる。
ル光伝送装置は、誘導ブリルアン散乱の強度に基づいて
符号誤り率を最小とする識別閾値を識別回路に設定する
ことにより、誘導ブリルアン散乱により生じる受信波形
歪みに起因する符号誤り率特性劣化を低減することがで
きる。これにより、光送信レベルを高めに設定すること
が可能となり、長スパン・大容量伝送を実現することが
できる。
【００３２】誘導ブリルアン散乱の強度は、光送信装置
側で後方散乱光の強度から容易に検出することができ
る。また、光受信装置側で光ファイバの入力光とストー
クス光および反ストークス光との間に生ずるビート成分
の強度から容易に検出することができる。
側で後方散乱光の強度から容易に検出することができ
る。また、光受信装置側で光ファイバの入力光とストー
クス光および反ストークス光との間に生ずるビート成分
の強度から容易に検出することができる。
【００３３】また、本発明のディジタル光伝送装置で
は、光ファイバの誘導ブリルアン散乱の強度から対応す
る最適な識別閾値を直接得ることができるので、伝送速
度によらず、ギガビット以上の伝送速度にも十分に対応
することができる。
は、光ファイバの誘導ブリルアン散乱の強度から対応す
る最適な識別閾値を直接得ることができるので、伝送速
度によらず、ギガビット以上の伝送速度にも十分に対応
することができる。
【図１】本発明のディジタル光伝送装置の第１実施例の
構成を示すブロック図。
構成を示すブロック図。
【図２】ＳＴＭ−Ｎのフレーム構成を示す図。
【図３】誘導ブリルアン散乱の発生の有無に応じた受信
信号スペクトルを示す図。
信号スペクトルを示す図。
【図４】本発明のディジタル光伝送装置の第２実施例の
構成を示すブロック図。
構成を示すブロック図。
【図５】光ファイバ入力レベルと、誘導ブリルアン散乱
による後方散乱光の強度および光ファイバ伝送後の光出
力レベルとの関係を示す図。
による後方散乱光の強度および光ファイバ伝送後の光出
力レベルとの関係を示す図。
【図６】各ビットごとの符号誤り率（ＢＥＲ）および波
形歪みの測定系を示すブロック図。
形歪みの測定系を示すブロック図。
【図７】各ビットごとの符号誤り率（ＢＥＲ）分布を示
す図。
す図。
【図８】代表的ビットにおける光ファイバ入力レベルと
復調波形振幅の関係を示す図。
復調波形振幅の関係を示す図。
【図９】光受信レベルと符号誤り率（ＢＥＲ）との関係
を示す図。
を示す図。
１１，２５ セクションオーバヘッド処理回路 １２ 光変調回路 １３ 光ブースタアンプ １４ 光方向性結合器 １５，２１ 光／電気変換器（Ｏ／Ｅ） １６，３２ Ａ／Ｄ変換器 ２２ 復調整形回路 ２３ タイミング抽出回路 ２４ 識別回路 ２６ ディジタル信号処理回路（ＤＳＰ） ２７ Ｄ／Ａ変換器 ２８ バンドパスフィルタ（ＢＰＦ） ２９，３０ パワー検出器 ３１ 除算器 ６１ パルスパターン発生器 ６２ ＣＰＦＳＫ光変調回路 ６３ 光ブースタアンプ ６４ 単一モード光ファイバ ６５ ヘテロダイン光受信回路 ６６ １：16ＤＥＭＵＸ回路 ６７ サンプリングオシロスコープ ６８ 符号誤り検出器
Claims (3)
- 【請求項１】 光送信装置と光受信装置とが光ファイバ
を介して接続されたディジタル光伝送装置において、 前記光受信装置の識別回路の識別閾値として、前記光フ
ァイバで発生する誘導ブリルアン散乱の強度に対して符
号誤り率が最小となる識別閾値を設定する手段を備えた
ことを特徴とするディジタル光伝送装置。 - 【請求項２】 光送信装置と光受信装置とが光ファイバ
を介して接続されたディジタル光伝送装置において、 前記光送信装置には、 前記光ファイバの誘導ブリルアン散乱により発生する後
方散乱光の強度を検出する手段と、 前記後方散乱光の強度情報を送信信号に書き込む手段と
を備え、 前記光受信装置には、 受信信号に書き込まれている後方散乱光の強度情報を読
み出す手段と、 読み出された後方散乱光の強度情報をもとに、この後方
散乱光の強度に対して符号誤り率が最小となる識別閾値
を識別回路に設定する手段とを備えたことを特徴とする
ディジタル光伝送装置。 - 【請求項３】 光送信装置と光受信装置とが光ファイバ
を介して接続されたディジタル光伝送装置において、 前記光受信装置には、 受信光の強度を検出する手段と、 前記光ファイバの入力光と、誘導ブリルアン散乱により
発生するストークス光および反ストークス光との間に生
ずるビート成分の強度を検出する手段と、 前記受信光の強度と前記ビート成分の強度の比から誘導
ブリルアン散乱の強度を検出する手段と、 前記誘導ブリルアン散乱の強度に対して符号誤り率が最
小となる識別閾値を識別回路に設定する手段とを備えた
ことを特徴とするディジタル光伝送装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP02674994A JP3304011B2 (ja) | 1994-02-24 | 1994-02-24 | ディジタル光伝送装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP02674994A JP3304011B2 (ja) | 1994-02-24 | 1994-02-24 | ディジタル光伝送装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07235903A true JPH07235903A (ja) | 1995-09-05 |
| JP3304011B2 JP3304011B2 (ja) | 2002-07-22 |
Family
ID=12201948
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP02674994A Expired - Fee Related JP3304011B2 (ja) | 1994-02-24 | 1994-02-24 | ディジタル光伝送装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3304011B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005033584A (ja) * | 2003-07-07 | 2005-02-03 | Nec Corp | 誘導ブリルアン散乱抑圧装置及びこれを用いた光ファイバ伝送システム |
| CN114978353A (zh) * | 2022-05-31 | 2022-08-30 | 桂林电子科技大学 | 基于后向散射强度的水下光通信自适应调制方法 |
-
1994
- 1994-02-24 JP JP02674994A patent/JP3304011B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005033584A (ja) * | 2003-07-07 | 2005-02-03 | Nec Corp | 誘導ブリルアン散乱抑圧装置及びこれを用いた光ファイバ伝送システム |
| JP4654570B2 (ja) * | 2003-07-07 | 2011-03-23 | 日本電気株式会社 | 誘導ブリルアン散乱抑圧装置及びこれを用いた光ファイバ伝送システム |
| CN114978353A (zh) * | 2022-05-31 | 2022-08-30 | 桂林电子科技大学 | 基于后向散射强度的水下光通信自适应调制方法 |
| CN114978353B (zh) * | 2022-05-31 | 2023-10-24 | 桂林电子科技大学 | 基于后向散射强度的水下光通信自适应调制方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3304011B2 (ja) | 2002-07-22 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |