JPH0738497A - Optical soliton repeater - Google Patents

Optical soliton repeater

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JPH0738497A
JPH0738497A JP5183078A JP18307893A JPH0738497A JP H0738497 A JPH0738497 A JP H0738497A JP 5183078 A JP5183078 A JP 5183078A JP 18307893 A JP18307893 A JP 18307893A JP H0738497 A JPH0738497 A JP H0738497A
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JP
Japan
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optical
soliton
pulse
repeater
modulator
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Application number
JP5183078A
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Japanese (ja)
Inventor
Hirokazu Kubota
寛和 久保田
Masataka Nakazawa
正隆 中沢
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Nippon Telegraph and Telephone Corp
Original Assignee
Nippon Telegraph and Telephone Corp
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Abstract

PURPOSE:To extend a relay interval by providing an optical intensity modulator to either of an incident side or a radiation side of an optical amplifier and a clock signal extract section to the optical intensity modulator. CONSTITUTION:N-stages and R-stages of repeaters 8 are provided in an optical soliton transmission line, and each repeater uses an optical filter 4 and an optical modulator 5 to apply control to an optical soliton pulse whose strength is recovered by an optical amplifier 3 without conversion of the light. In this case, a clock extract section 6 extracts a clock signal from an arrived optical soliton pulse train and makes the phase and modulation frequency of the optical modulator 5 coincident with the frequency and phase of the optical soliton pulse train based on the clock signal to execute intensity modulation synchronously with the optical soliton signal. After the optical amplification is applied to the optical soliton pulse the same as that of the 1st stage, the optical soliton pulse is made incident in the R-th stage of the repeater 8. Thus, the noise in the transmission line is eliminated.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、光ソリトン伝送路中の
光ソリトンパルスの雑音を除去することにより、中継間
隔を延長し、長距離、超大容量の光通信を経済的に実現
することができ、しかも保守管理が容易である光ソリト
ン伝送路の中継装置に関するものである。
INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention can extend the repeater interval by eliminating the noise of the optical soliton pulse in the optical soliton transmission line, and can economically realize the long distance and ultra large capacity optical communication. The present invention relates to a repeater for an optical soliton transmission line that can be easily maintained.

【0002】[0002]

【従来の技術】光通信において通信の容量を増加させる
ためには、光パルスのパルス幅及びパルス間隔を狭くし
て単位時間当りの光パルスの伝送密度を上げる必要があ
る。ところが、パルス幅を狭くすると、それに反比例し
て光パルスの周波数スペクトルが広がり、光ファイバー
中を伝搬する光はその周波数(すなわち、波長)によっ
て伝搬速度が異なる(群速度分散という)ため、光ファ
イバーを伝搬するにしたがって、光パルスの波形は広が
っていく。即ち、通常の光パルスを用いた光通信では、
光ファイバー中に存在する群速度分散の効果により前記
光パルスのパルス幅が広がり、その広がりの度合いはパ
ルス幅が狭いほど顕著となる。したがって、現状の技術
では、伝送容量をこれ以上上げることが難しく光通信の
大容量化には限界がある。
2. Description of the Related Art In order to increase communication capacity in optical communication, it is necessary to narrow the pulse width and pulse interval of optical pulses to increase the transmission density of optical pulses per unit time. However, when the pulse width is narrowed, the frequency spectrum of the optical pulse spreads in inverse proportion to it, and the light propagating in the optical fiber has a different propagation speed depending on its frequency (that is, wavelength) (called group velocity dispersion). As it does, the waveform of the optical pulse spreads. That is, in the optical communication using a normal optical pulse,
Due to the effect of group velocity dispersion existing in the optical fiber, the pulse width of the optical pulse broadens, and the extent of the broadening becomes more remarkable as the pulse width becomes narrower. Therefore, with the current technology, it is difficult to further increase the transmission capacity, and there is a limit to increase the capacity of optical communication.

【0003】現在用いられている石英を主成分とする光
ファイバーの群速度分散では、波長がおよそ1.3μm
(構造を工夫した光ファイバーでは、およそ1.5μ
m)よりも長波長の波長帯域において、長波長の光ほど
伝搬速度が遅くなる異常分散特性がある。一方、高強度
の光パルスが光ファイバー中を伝搬すると、非線形光学
効果の一つである自己位相変調効果により、光パルスの
前側では波長が長波長側に、後ろ側では短波長側にそれ
ぞれシフトする。この光ファイバー中において異常分散
と自己位相変調効果が同時に起る場合、光パルスの前側
が遅れ後ろ側が進むためにパルス幅が圧縮され、この圧
縮の効果と群速度分散による広がりの効果とが釣り合っ
たところで光パルスは安定になる。これが光ソリトンで
ある。
In the group velocity dispersion of the currently used optical fiber mainly composed of quartz, the wavelength is about 1.3 μm.
(Approximately 1.5μ for an optical fiber with a devised structure.
In the wavelength band of longer wavelength than m), there is an anomalous dispersion characteristic in which the propagation speed becomes slower as the wavelength of light becomes longer. On the other hand, when a high-intensity optical pulse propagates in an optical fiber, the wavelength shifts to the long wavelength side in the front side of the optical pulse and to the short wavelength side in the rear side due to the self-phase modulation effect, which is one of the nonlinear optical effects. . When anomalous dispersion and self-phase modulation effect occur at the same time in this optical fiber, the pulse width is compressed because the front side of the optical pulse is delayed and the rear side proceeds, and the effect of this compression and the effect of spreading due to group velocity dispersion are balanced. By the way, the light pulse becomes stable. This is an optical soliton.

【0004】また、実用化されている光ファイバーに
は、ごくわずかではあるが光損失があるため、光ファイ
バー中を伝搬する光の強度は伝搬とともに減衰する。光
の減衰量は波長によって異るため、長距離の光通信を行
う場合には、光の強度の減衰が最も小さい波長帯域(最
低損失波長域)である1.55μm帯域付近を使用する
ことが好ましい。この波長1.55μm帯での光損失
は、1km当り0.2dB(約5%)である。この1.
55μm帯域は前述のように異常分散領域であり、光ソ
リトンはこの異常分散領域の最低損失波長域で形成され
るため、長距離の光通信にも有効である(文献1:A.Ha
segawa:Appl.Opt.23,p.3302(1984))。このように、光
ソリトンには、群速度分散による広がりと非線形光学効
果(光カー効果)による圧縮が釣り合うことにより、光
ファイバー中を波形を変えずに伝搬するという特徴があ
る。したがって、光ソリトンを用いた伝送方法は長距
離、大容量の光通信を実現させる上で有望な方法であ
り、数多くの実験が行われ、研究されている。
Further, since the practically used optical fiber has a slight optical loss, the intensity of the light propagating in the optical fiber is attenuated as it propagates. Since the amount of light attenuation varies depending on the wavelength, in the case of performing long-distance optical communication, it is preferable to use the wavelength band (minimum loss wavelength region) near the 1.55 μm band where the attenuation of light intensity is the smallest. preferable. The optical loss in this wavelength band of 1.55 μm is 0.2 dB (about 5%) per 1 km. This 1.
The 55 μm band is the anomalous dispersion region as described above, and the optical soliton is formed in the lowest loss wavelength region of this anomalous dispersion region, so it is also effective for long-distance optical communication (Reference 1: A.Ha.
segawa: Appl.Opt.23, p.3302 (1984)). As described above, the optical soliton is characterized by propagating in the optical fiber without changing the waveform by balancing the spread due to the group velocity dispersion and the compression due to the nonlinear optical effect (optical Kerr effect). Therefore, the transmission method using the optical soliton is a promising method for realizing long-distance, large-capacity optical communication, and many experiments have been conducted and studied.

【0005】光損失によって生じる光ソリトンパルスの
強度の低下を補うために、最近では、光ソリトン伝送用
に開発されたエルビウム添加光ファイバー増幅器(ED
FA)が用いられている(文献2:M.Nakazawa et.al.:
Electron.Lett,Vol.25,p.199(Feb.1989))。なお、1.
5μm帯付近で用いられる光増幅器としては、上述した
EDFA以外に半導体レーザーを用いたものなどが研究
されている。このような光増幅器を用いた光ソリトン伝
送方法はダイナミックソリトン伝送法と呼ばれている。
このEDFAにより光増幅を行うダイナミックソリトン
伝送法を光伝送路に適用すれば、10Gbit/sの伝送容
量で、数千kmから一万kmの距離の通信が可能である
(文献3:M.Nakazawa et.al.:IEEE J.Quantum Electro
n.Vol.26,p.2095(1990))。また、通常の光ソリトンを
用いない伝送容量の低い光通信においても、EDFAを
使用すれば、数千kmから一万kmの距離の通信が可能
である(文献4:H.Taga et.al.:OFC/IOOC '93,PD1,(Fe
b.1993),San Jose)。
In order to compensate for the decrease in the intensity of optical soliton pulses caused by optical loss, an erbium-doped optical fiber amplifier (ED) recently developed for optical soliton transmission.
FA) is used (Reference 2: M. Nakazawa et.al .:
Electron. Lett, Vol. 25, p. 199 (Feb. 1989)). In addition, 1.
As an optical amplifier used in the vicinity of the 5 μm band, one using a semiconductor laser other than the above-mentioned EDFA has been studied. An optical soliton transmission method using such an optical amplifier is called a dynamic soliton transmission method.
If the dynamic soliton transmission method that performs optical amplification by this EDFA is applied to an optical transmission line, it is possible to communicate over a distance of several thousand km to 10,000 km with a transmission capacity of 10 Gbit / s (Reference 3: M. Nakazawa). et.al .: IEEE J. Quantum Electro
n.Vol.26, p.2095 (1990)). In addition, even in optical communication with a low transmission capacity that does not use ordinary optical solitons, if EDFA is used, communication over a distance of several thousand km to 10,000 km is possible (Reference 4: H. Taga et.al. : OFC / IOOC '93, PD1, (Fe
b.1993), San Jose).

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】ところで、長距離の光
通信を行う場合、光増幅器を設置する間隔(中継間隔)
は数十km程度までしか延長することができないという
問題点があった。これは、雑音が増加することによりS
/N比が劣化するためである。したがって、光伝送路中
に数多くの光増幅器を設置する必要が生じ、設置及び保
守のための費用がかさむという欠点がある。また、これ
らの雑音を除去する手段も無く、中継間隔は短く制限さ
れざるをえない。これは、光ソリトンパルスを用いた場
合であっても、また、光ソリトンでない通常の光パルス
を用いた場合であっても同様である。
By the way, when performing long-distance optical communication, an interval (relay interval) at which optical amplifiers are installed.
Has a problem that it can only be extended to several tens of kilometers. This is due to the increased noise
This is because the / N ratio deteriorates. Therefore, it is necessary to install a large number of optical amplifiers in the optical transmission line, which is disadvantageous in that installation and maintenance costs are high. Further, there is no means for removing these noises, and the relay interval must be limited to be short. This is the same whether an optical soliton pulse is used or an ordinary optical pulse that is not an optical soliton is used.

【0007】中継間隔を延長した場合に雑音が増加する
理由は、次の2点である。まず、一つは、増幅器の自然
放出光雑音(Amplified Spontaneous Emission;ASE)が
増加するためである。例えば、上述したように、光ファ
イバー中を伝搬する光の減衰量は、1.55μm帯域に
おいて1kmあたり0.2dB程度と非常に小さいが、
100kmの距離になると20dBもの減衰(すなわち
1/100に減衰する)が起ることとなる。したがっ
て、光増幅器の増幅度を上げる必要があるが、増幅度を
上げるとASEが増加するので好ましくない。
There are the following two reasons why the noise increases when the relay interval is extended. First, one is that the amplifier spontaneous emission noise (ASE) increases. For example, as described above, the amount of attenuation of light propagating in the optical fiber is very small, about 0.2 dB per 1 km in the 1.55 μm band,
At a distance of 100 km, attenuation of 20 dB (that is, attenuation to 1/100) will occur. Therefore, it is necessary to increase the amplification degree of the optical amplifier, but increasing the amplification degree is not preferable because ASE increases.

【0008】他の一つは、光ソリトンを形成しない散逸
波(非ソリトン成分:伝搬するとともに広がりを生じる
波)が増加するためである。光ソリトンを形成するため
には、光パルスの波形がsech(注:双曲線正割関
数)型であり、かつ、群速度分散と自己位相変調効果と
が釣り合うことが必要であるが、光パルスがこれらの条
件からずれると、その光パルスの一部分から非ソリトン
成分が生じ雑音となる。この非ソリトン成分は、ダイナ
ミックソリトン伝送法においては中継間隔の2乗に比例
して増加する特性がある。すなわち、中継間隔をLa、
ソリトン周期とよばれるソリトンの特性距離をLcとす
ると、(La/Lc)2に比例する。このLcはパルス
幅の2乗に逆比例して短くなるため、通信容量を増加さ
せるために光パルス幅を狭くした場合には、特に顕著と
なる。以上のように、中継間隔を延長した場合、これら
の雑音の蓄積によりSN比が劣化し長距離の伝送を行う
ことができなくなるために、中継間隔を短く制限せざる
をえないという問題点があった。
The other is that the number of dissipative waves (non-soliton components: waves that propagate and spread as they propagate) that do not form optical solitons increases. In order to form an optical soliton, it is necessary that the waveform of the optical pulse is of the sech (Note: hyperbolic secant function) type, and the group velocity dispersion and the self-phase modulation effect are balanced. If these conditions are deviated, a non-soliton component is generated from a part of the optical pulse and becomes noise. In the dynamic soliton transmission method, this non-soliton component has a characteristic of increasing in proportion to the square of the relay interval. That is, the relay interval is La,
Letting Lc be a characteristic distance of a soliton called a soliton period, it is proportional to (La / Lc) 2 . Since this Lc becomes shorter in inverse proportion to the square of the pulse width, it becomes particularly remarkable when the optical pulse width is narrowed in order to increase the communication capacity. As described above, when the relay interval is extended, the SN ratio is deteriorated due to the accumulation of these noises and long-distance transmission cannot be performed. Therefore, there is a problem that the relay interval must be limited to be short. there were.

【0009】本発明は、上記事情に鑑みてなされたもの
であって、光ソリトン伝送路中の光ソリトンパルスの雑
音を除去することにより、中継間隔を延長することがで
き、したがって、長距離、超大容量の光通信を経済的に
実現することができ、しかも保守管理が容易な光ソリト
ン中継装置を提供することにある。
The present invention has been made in view of the above circumstances, and by removing the noise of the optical soliton pulse in the optical soliton transmission line, the repeater interval can be extended, and therefore, the long distance, An object of the present invention is to provide an optical soliton repeater device that can economically realize ultra-high capacity optical communication and that is easy to maintain and manage.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明は次の様な光ソリトン中継装置を採用した。
すなわち、請求項1記載の光ソリトン中継装置は、光増
幅器の入射側または出射側のいずれか一方に光強度変調
器を設け、該光強度変調器にクロック信号抽出部を設け
たことを特徴としている。
In order to solve the above problems, the present invention employs the following optical soliton repeater.
That is, the optical soliton repeater according to claim 1 is characterized in that a light intensity modulator is provided on either the incident side or the emission side of the optical amplifier, and the clock signal extraction unit is provided in the light intensity modulator. There is.

【0011】また、請求項2記載の光ソリトン中継装置
は、前記光増幅器の入射側または出射側のいずれか一方
に帯域透過型光フィルターを設けたことを特徴としてい
る。
An optical soliton repeater apparatus according to a second aspect of the invention is characterized in that a band transmission type optical filter is provided on either the incident side or the emitting side of the optical amplifier.

【0012】[0012]

【作用】本発明の光ソリトン中継装置では、ASE雑音
及び光パルスの非ソリトン成分に起因する雑音が散逸波
であることを利用する。すなわち、本発明の請求項1記
載の光ソリトン中継装置では、前記光増幅器の入射側ま
たは出射側のいずれか一方に光強度変調器を設け、該光
強度変調器にクロック信号抽出部を設けたことにより、
光ファイバー中を伝搬する光ソリトンパルスに対して、
光ソリトンパルスに同期した強度変調を行い、光ソリト
ンパルスに同期していない雑音を除去する。これによ
り、中継間隔を制限する主要要因である光の雑音の累積
を除去し、中継間隔を延長することが可能となる。
In the optical soliton repeater of the present invention, the fact that the noise caused by the ASE noise and the non-soliton component of the optical pulse is a dissipative wave is utilized. That is, in the optical soliton repeater according to claim 1 of the present invention, the optical intensity modulator is provided on either the incident side or the outgoing side of the optical amplifier, and the clock signal extraction unit is provided on the optical intensity modulator. By
For an optical soliton pulse propagating in an optical fiber,
Intensity modulation synchronized with the optical soliton pulse is performed to remove noise not synchronized with the optical soliton pulse. This makes it possible to extend the relay interval by eliminating the accumulation of optical noise, which is a main factor limiting the relay interval.

【0013】また、請求項2記載の光ソリトン中継装置
では、前記光増幅器の入射側または出射側のいずれか一
方に帯域透過型光フィルターを設けたことにより、所定
の波長帯域の光信号を透過させ、それ以外の光信号を除
去する。
Further, in the optical soliton repeater according to the present invention, a band transmission type optical filter is provided on either the incident side or the emission side of the optical amplifier, so that an optical signal of a predetermined wavelength band is transmitted. Then, the other optical signals are removed.

【0014】[0014]

【実施例】以下、本発明の一実施例を図面を用いて詳細
に説明する。図1は本実施例の光ソリトン中継装置を用
いた光ソリトン伝送路を示す構成図であり、図1におい
て、1は光ソリトン発生器、2は伝送用光ファイバー、
3は光増幅器、4はN(R)段の光増幅器3に接続され
た光フィルター、5は光フィルター4に接続された光変
調器、6は光変調器5に接続されたクロック信号抽出
部、7は受光器である。そして、光増幅器3、光フィル
ター4、光変調器5及びクロック信号抽出部6により本
実施例の中継装置8が構成されている。ここでは、光ソ
リトン伝送路中のN段及びR段に中継装置8を設けてい
る。また、図1中、Laは中継間隔(光増幅器3間の間
隔)であり、伝送用光ファイバー2の長さに等しい。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the present invention will be described in detail below with reference to the drawings. FIG. 1 is a configuration diagram showing an optical soliton transmission line using the optical soliton repeater of the present embodiment. In FIG. 1, 1 is an optical soliton generator, 2 is an optical fiber for transmission,
3 is an optical amplifier, 4 is an optical filter connected to the N (R) stage optical amplifier 3, 5 is an optical modulator connected to the optical filter 4, and 6 is a clock signal extraction unit connected to the optical modulator 5. , 7 are light receivers. Then, the optical amplifier 3, the optical filter 4, the optical modulator 5, and the clock signal extraction unit 6 constitute a relay device 8 of this embodiment. Here, the repeaters 8 are provided at the N and R stages in the optical soliton transmission line. Further, in FIG. 1, La is a relay interval (interval between the optical amplifiers 3), which is equal to the length of the transmission optical fiber 2.

【0015】光ソリトン発生器1は、符号化した(情報
を載せた)1.55μmの波長帯域の光トリソンパルス
を発生するものであり、例えば、DFB構造の半導体レ
ーザー、光変調器、光増幅器などから構成されている。
伝送用光ファイバー2は、例えば、1.5μmの波長帯
域付近に零分散領域が存在する群速度分散特性と光損失
波長特性を有する石英系単一モード光ファイバーであ
る。光増幅器3は、光ソリトンパルス信号を光のまま増
幅するもので、例えば、エルビウム添加光ファイバー増
幅器(EDFA)、半導体光増幅器等を用いることがで
きる。
The optical soliton generator 1 generates an optical trison pulse having a coded (information-carrying) wavelength band of 1.55 μm. For example, a semiconductor laser having a DFB structure, an optical modulator, an optical amplifier, etc. It consists of
The transmission optical fiber 2 is, for example, a silica-based single mode optical fiber having a group velocity dispersion characteristic and a light loss wavelength characteristic in which a zero dispersion region exists near a wavelength band of 1.5 μm. The optical amplifier 3 amplifies the optical soliton pulse signal as light, and may be an erbium-doped optical fiber amplifier (EDFA), a semiconductor optical amplifier, or the like.

【0016】光フィルター4は、光の帯域透過型フィル
ター(パンドパスフィルター)であり、例えば、干渉多
層膜フィルター、ファブリペロー(Fabry-Perot)共振
器等を用いることができる。光変調器5は、光強度を変
調するもので、例えば、ニオブ酸リチウム(LiNbO3)製
のマッハツェンダ(Mach-Zehnder)型変調器、電界吸収
型半導体変調器、半導体光増幅器等を用いることができ
る。クロック信号抽出部6は、光ソリトンパルス列から
クロック信号を抽出し、そのクロック信号を光変調器5
へ供給するものである。
The optical filter 4 is a band-pass filter of light (a bandpass filter), and for example, an interference multilayer filter, a Fabry-Perot resonator, etc. can be used. The optical modulator 5 modulates the light intensity, and for example, a Mach-Zehnder type modulator made of lithium niobate (LiNbO 3 ), an electroabsorption type semiconductor modulator, a semiconductor optical amplifier or the like can be used. it can. The clock signal extraction unit 6 extracts a clock signal from the optical soliton pulse train and outputs the clock signal to the optical modulator 5
Is supplied to.

【0017】受光器7としては、高速応答特性を持つP
IN構造のフォトダイオードなどを用いることができ
る。なお、光フィルター4は、構成部品として光増幅器
2の中にも含まれるため、光増幅器2内の光フィルター
を用いる構成にした場合、独立した光フィルター4を用
いなくともよい。
As the light receiver 7, P having a high-speed response characteristic is used.
A photodiode having an IN structure or the like can be used. Since the optical filter 4 is also included in the optical amplifier 2 as a component, when the optical filter in the optical amplifier 2 is used, the independent optical filter 4 may not be used.

【0018】次に、前記中継装置8を用いた光ソリトン
伝送方法について説明する。まず、光ソリトン発生器1
により光トリソンパルスを発生させ、この光ソリトンパ
ルスを伝送用光ファイバー2に入射し該光ファイバー2
中を伝搬させる。この光ファイバー2の光損失により伝
搬する光信号の強度が低下するため、光増幅器3により
光ソリトンパルスの強度を回復させる(1段目の光増幅
動作)。この動作をN−1回(ここでは、1〜10回程
度)繰り返し行なった後に、この光トリソンパルスをN
段目の中継装置8に入射させる。
Next, an optical soliton transmission method using the repeater 8 will be described. First, the optical soliton generator 1
Optical trison pulse is generated by the optical soliton pulse, and the optical soliton pulse is incident on the optical fiber 2 for transmission.
Propagate inside. Since the intensity of the propagating optical signal decreases due to the optical loss of the optical fiber 2, the intensity of the optical soliton pulse is restored by the optical amplifier 3 (first-stage optical amplification operation). After repeating this operation N-1 times (here, about 1 to 10 times), this optical trison pulse is repeated N times.
It is made incident on the relay device 8 of the stage.

【0019】この中継装置8では、光フィルター4およ
び光変調器5により、光増幅器3により強度を回復させ
た光ソリトンパルスに光のままで制御を加える。このと
き、クロック信号抽出部6により、到着した光ソリトン
パルス列からクロック信号を抽出し、そのクロック信号
を基準にして、光変調器5の変調周波数と位相を光ソリ
トンパルス列の周波数と位相に一致させ、光ソリトン信
号に同期した強度変調を行う。その後、この光トリソン
パルスに対してN+1段〜R−1段で1段目と同様の光
増幅動作を行なった後に、この光トリソンパルスをR段
目の中継装置8に入射させ、再度光ソリトン信号に同期
した強度変調を行う。この光トリソンパルスは、所要の
距離伝搬した後に受光器7により光ソリトン信号を受光
する。
In the repeater 8, the optical filter 4 and the optical modulator 5 control the optical soliton pulse whose intensity is restored by the optical amplifier 3 as it is. At this time, the clock signal extraction unit 6 extracts a clock signal from the arrived optical soliton pulse train and matches the modulation frequency and phase of the optical modulator 5 with the frequency and phase of the optical soliton pulse train with reference to the clock signal. , Intensity modulation synchronized with the optical soliton signal is performed. After that, the optical trison pulse is subjected to the same optical amplification operation in the N + 1th stage to the R-1th stage as in the first stage, and then this optical trison pulse is incident on the repeater device 8 of the Rth stage to be converted into an optical soliton signal again. Performs synchronized intensity modulation. This optical trison pulse propagates a required distance, and then the optical soliton signal is received by the photodetector 7.

【0020】なお、光フィルター4および光変調器5は
これらの設置順序を変えても同等の効果が得られる。ま
た、光フィルター4および光変調器5を光増幅器3の入
射側または出射側のいずれか一方に設置した場合、また
は光増幅器3を鋏むように設置した場合、のいずれにお
いても同等の効果が得られる。また、クロック信号抽出
部6への入力信号光は光増幅器3の入射側、光フィルタ
ー4の入射側、光変調器5の入射側、またはこれらの出
射側等いずれの位置からでもとることができる。
It should be noted that the optical filter 4 and the optical modulator 5 can obtain the same effect even if the installation order of these is changed. In addition, the same effect can be obtained when the optical filter 4 and the optical modulator 5 are installed on either the incident side or the emitting side of the optical amplifier 3, or when the optical amplifier 3 is installed so as to be scissored. . The input signal light to the clock signal extraction unit 6 can be taken from any position such as the incident side of the optical amplifier 3, the incident side of the optical filter 4, the incident side of the optical modulator 5, or the emitting side thereof. .

【0021】ここで、光ソリトン伝送路に本実施例の中
継装置8を用いた場合と用いない場合とを比較してみる
と、用いない場合(光変調器5によるソリトン制御を行
わない場合)では、10Gbit/sの通信容量の場合、La
は20〜30km程度であったが、用いた場合では10
0km程度まで延長することができた。この場合、光ソ
リトン発生器1から受光器7までの光ファイバーの総長
は1万km以上とすることができた。また、通信容量を
更に上げて20Gbit/s,40Gbit/s等とした場合におい
ても、同様の効果が得られた。
Now, comparing the case where the repeater 8 of this embodiment is used in the optical soliton transmission line and the case where it is not used (when the soliton control by the optical modulator 5 is not performed) In case of 10Gbit / s communication capacity, La
Was about 20 to 30 km, but 10 when used.
I was able to extend it to about 0 km. In this case, the total length of the optical fiber from the optical soliton generator 1 to the light receiver 7 could be 10,000 km or more. Further, when the communication capacity is further increased to 20 Gbit / s, 40 Gbit / s, etc., the same effect is obtained.

【0022】図2は本実施例の中継装置の雑音除去の原
理を示す図である。光増幅器3から発生するASE及び
光パルスの非ソリトン成分による散逸波は、時間的に一
様な強度を有する連続した雑音である。この雑音は、図
2に示したように、光変調器5を通ることにより、図中
(ア)の波形のように時間的に光強度が変化するように
変調される。このとき、変調の山の部分は入力と同じ光
強度を有するが、変調の谷の部分は光強度が弱くなるた
めに全体としては雑音が減少する。また、(ア)の波形
の雑音部分は伝送路を伝わる間に光ファイバー2の群速
度分散により広がっていくが、光ソリトンパルスの部分
は広がらない。したがって、伝搬後には(イ)のような
波形の光信号となる。この光信号は、次の光変調器5に
より再び変調されて(ウ)のような波形の光信号とな
り、前記同様に雑音部分は減少する。ここでは、光ソリ
トンパルスの中心と変調波形の山を一致させることが重
要であり、クロック信号抽出部6がその働きを行なって
いる。
FIG. 2 is a diagram showing the principle of noise removal in the relay device of this embodiment. The ASE generated from the optical amplifier 3 and the dissipative wave due to the non-soliton component of the optical pulse are continuous noises having a uniform intensity in time. As shown in FIG. 2, this noise passes through the optical modulator 5 and is modulated so that the light intensity changes with time as shown by the waveform (a) in the figure. At this time, the peak of the modulation has the same light intensity as the input, but the light of the trough of the modulation becomes weaker, so that the noise is reduced as a whole. Further, the noise part of the waveform of (a) spreads due to the group velocity dispersion of the optical fiber 2 while being transmitted through the transmission line, but the part of the optical soliton pulse does not spread. Therefore, after propagation, the optical signal has a waveform as shown in (a). This optical signal is re-modulated by the next optical modulator 5 to become an optical signal having a waveform as shown in (c), and the noise portion is reduced as described above. Here, it is important to match the center of the optical soliton pulse with the peak of the modulation waveform, and the clock signal extraction unit 6 performs this function.

【0023】図3は本実施例の中継装置8による雑音除
去の効果を解析した結果をグラフ化したものである。図
から明かなように、中継装置8を用いない場合(破線)
では雑音が指数関数的に累積していくが、中継装置8を
用いた場合では雑音が一定量以下に抑制されていること
がわかる。
FIG. 3 is a graph showing the result of analyzing the effect of noise removal by the relay device 8 of this embodiment. As is clear from the figure, when the relay device 8 is not used (broken line)
Then, noise is accumulated exponentially, but it is understood that the noise is suppressed to a certain amount or less when the relay device 8 is used.

【0024】図4は、本実施例の中継装置8の効果確認
のために行なった計算機によるシミュレーション解析の
結果を示す図である。ここでは、各光増幅器3の間隔、
すなわち光ファイバー2の長さを100kmとし、10
Gbit/sに相当する光ソリトンパルスを該光ファイバー
2中を伝搬させた場合の伝搬距離毎の波形の変化を、入
力波形を含め1000kmごとに2万kmまで示してあ
る。図から明かなように、光ソリトンパルスが2万km
まで安定した状態で伝搬することがわかる。一方、中継
装置8を用いない場合では、光ソリトンパルスは100
kmの光ファイバー2中を伝搬することができず、光増
幅器3の間隔を20〜30km以下にした場合に伝搬で
きることが確認された。
FIG. 4 is a diagram showing the result of a simulation analysis by a computer performed for confirming the effect of the relay device 8 of this embodiment. Here, the interval between the optical amplifiers 3,
That is, the length of the optical fiber 2 is 100 km, and 10
The change of the waveform for each propagation distance when an optical soliton pulse corresponding to Gbit / s is propagated through the optical fiber 2 is shown every 1000 km including the input waveform up to 20,000 km. As can be seen from the figure, the optical soliton pulse is 20,000 km.
It can be seen that the signal propagates in a stable state up to. On the other hand, when the repeater 8 is not used, the optical soliton pulse is 100
It was confirmed that the light cannot propagate in the optical fiber 2 of km, and it can propagate when the distance between the optical amplifiers 3 is 20 to 30 km or less.

【0025】[0025]

【発明の効果】以上説明したように、本発明の請求項1
記載の光ソリトン中継装置によれば、光増幅器の入射側
または出射側のいずれか一方に光強度変調器を設け、該
光強度変調器にクロック信号抽出部を設けたので、光フ
ァイバー中を伝搬する光ソリトンパルスに対して、光ソ
リトンパルスに同期した強度変調を行い、光ソリトンパ
ルスに同期していない雑音を除去することができる。し
たがって、中継間隔を制限する主要要因である光の雑音
の累積を除去することができ、中継間隔を延長すること
ができる。
As described above, according to the first aspect of the present invention.
According to the optical soliton repeater described, the light intensity modulator is provided on either the incident side or the emission side of the optical amplifier, and the clock signal extraction unit is provided on the light intensity modulator, so that the light propagates in the optical fiber. For the optical soliton pulse, intensity modulation synchronized with the optical soliton pulse can be performed to remove noise not synchronized with the optical soliton pulse. Therefore, the accumulation of optical noise, which is a main factor limiting the relay interval, can be removed, and the relay interval can be extended.

【0026】また、請求項2記載の光ソリトン中継装置
によれば、前記光増幅器の入射側または出射側のいずれ
か一方に帯域透過型光フィルターを設けたので、所定の
波長帯域の光信号を透過させ、それ以外の光信号を除去
することができる。
Further, according to the optical soliton repeater of the present invention, since the band-pass type optical filter is provided on either the incident side or the emitting side of the optical amplifier, the optical signal in the predetermined wavelength band is transmitted. It is possible to pass the light and remove other optical signals.

【0027】以上により、光増幅器の設置間隔を従来の
2〜3倍に延長することができ、したがって、長距離光
通信を行うシステムを構築する場合に必要とされる光増
幅器の数を半減させることができ、それゆえ設備の建設
および保守の費用を大幅に削減することができる光ソリ
トン伝送路の中継装置を提供することができる。
As described above, the installation interval of the optical amplifiers can be extended to 2 to 3 times that of the conventional one, and thus the number of optical amplifiers required when constructing a system for long-distance optical communication is halved. Therefore, it is possible to provide a repeater for an optical soliton transmission line, which can significantly reduce the construction and maintenance costs of equipment.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の一実施例の中継装置を用いた光ソリト
ン伝送路を示す構成図である。
FIG. 1 is a configuration diagram showing an optical soliton transmission line using a repeater according to an embodiment of the present invention.

【図2】本発明の一実施例の中継装置の雑音除去の原理
を示す図である。
FIG. 2 is a diagram showing a principle of noise removal of the relay device according to the embodiment of the present invention.

【図3】本発明の一実施例の中継装置による雑音除去の
効果を解析した結果を示す図である。
FIG. 3 is a diagram showing a result of analyzing an effect of noise reduction by the relay device according to the embodiment of the present invention.

【図4】本発明の一実施例の中継装置のシミュレーショ
ン解析の結果を示す図である。
FIG. 4 is a diagram showing a result of a simulation analysis of the relay device according to the embodiment of the present invention.

【符号の説明】 1 光ソリトン発生器 2 伝送用光ファイバー 3 光増幅器 4 光フィルター(帯域透過型フィルター) 5 光変調器(光強度変調器) 6 クロック信号抽出部 7 受光器 8 中継装置 La 中継距離[Explanation of symbols] 1 optical soliton generator 2 optical fiber for transmission 3 optical amplifier 4 optical filter (band-pass filter) 5 optical modulator (light intensity modulator) 6 clock signal extraction unit 7 light receiver 8 repeater La repeater distance

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 H04B 10/17 10/16 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (51) Int.Cl. 6 Identification code Internal reference number FI technical display location H04B 10/17 10/16

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 光増幅器を備えた光ソリトン伝送用の中
継装置であって、 前記光増幅器の入射側または出射側のいずれか一方に光
強度変調器を設け、該光強度変調器にクロック信号抽出
部を設けたことを特徴とする光ソリトン中継装置。
1. A repeater device for optical soliton transmission comprising an optical amplifier, wherein an optical intensity modulator is provided on either an incident side or an outgoing side of the optical amplifier, and a clock signal is provided to the optical intensity modulator. An optical soliton repeater characterized by having an extraction unit.
【請求項2】 請求項1記載の光ソリトン中継装置にお
いて、 前記光増幅器の入射側または出射側のいずれか一方に帯
域透過型光フィルターを設けたことを特徴とする光ソリ
トン中継装置。
2. The optical soliton repeater according to claim 1, wherein a band transmission optical filter is provided on either the incident side or the outgoing side of the optical amplifier.
JP5183078A 1993-07-23 1993-07-23 Optical soliton repeater Pending JPH0738497A (en)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001148663A (en) * 1999-09-24 2001-05-29 Alcatel Rz signal optical reproducing device for limiting noise at '0'
CN104734783A (en) * 2015-04-13 2015-06-24 天津理工大学 Arbitrary waveform light pulse generator

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