JPH088825A - 光伝送方式 - Google Patents

光伝送方式

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JPH088825A
JPH088825A JP6139077A JP13907794A JPH088825A JP H088825 A JPH088825 A JP H088825A JP 6139077 A JP6139077 A JP 6139077A JP 13907794 A JP13907794 A JP 13907794A JP H088825 A JPH088825 A JP H088825A
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JP
Japan
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signal light
phase conjugate
optical transmission
optical
conjugate wave
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Pending
Application number
JP6139077A
Other languages
English (en)
Inventor
Kenichi Kitayama
研一 北山
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nippon Telegraph and Telephone Corp
Original Assignee
Nippon Telegraph and Telephone Corp
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Publication date
Application filed by Nippon Telegraph and Telephone Corp filed Critical Nippon Telegraph and Telephone Corp
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Publication of JPH088825A publication Critical patent/JPH088825A/ja
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Abstract

(57)【要約】 (修正有) 【目的】 サブキャリア多重光伝送方式による無歪伝送
を実現する。 【構成】 光伝送路の中間点に、到来するサブキャリア
多重信号からその位相共役波を生成する手段25を設け
る。これにより前半の光伝送路で付加された歪を後半の
光伝送路で消滅させる。 【効果】 サブキャリア多重光伝送を高速に高品質で行
うことができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は光通信に利用する。本発
明はサブキャリア多重光伝送方式に利用する。特に、信
号光に含まれる歪除去技術に関する。
【0002】
【従来の技術】光伝送方式の一つに、サブキャリア多重
光伝送方式がある。この方式は、周波数変調した各入力
信号を異なるサブキャリアを用いて周波数多重し、これ
らを全て重畳した信号によって一つの半導体レーザを強
度変調する。信号で変調されたレーザ光を光ファイバで
伝送し、受信端で一つの受光素子で電気信号に変換し分
波してヘテロダイン検波する。ヘテロダイン検波は、各
ミキサにおいてこの分波した信号とそれぞれ特定のサブ
キャリア周波数の局発信号を混合し、ベースバンド周波
数帯の信号を中間周波数帯フィルタで抽出する方式であ
る。
【0003】この従来例を図4を参照して説明する。図
4は従来例のサブキャリア多重光伝送方式の構成図であ
る。送信端Tの三つの入力端子111 〜113 からは、
それぞれ周波数変調された異なる信号が入力される。こ
の入力信号を電圧制御発振器121 〜123 により、そ
れぞれ異なるサブキャリアを用いて周波数多重する。こ
れらの信号をすべて合波器13により重畳し、この信号
を用いて一つのレーザダイオード14を強度変調する。
このレーザ光は光ファイバ15により伝送され、受信端
R側にある一つのフォトダイオード16により電気信号
に変換され、それぞれ異なるサブキャリア周波数を発振
する発振器171 〜173 からの信号により分波器18
1 〜183 において分波される。これらの信号は、検波
器191〜193 によりヘテロダイン検波され、受信端
Rの出力端子201 〜203 からそれぞれ出力される。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】このような方式では、
チャネル数が増加すると全体の信号帯域幅が拡がるた
め、伝送媒体に用いる単一モード光ファイバの色分散の
影響で、群遅延の分散が生じ信号の位相歪が生じるとい
う欠点がある。この位相歪は光ファイバ長に比例して増
加するため、伝送距離がこれによって制限されるか、あ
るいはチャネル数が限られるという問題がある。
【0005】一方、位相共役波を用いた分散補償法は
A.Yariv(Opt.Lett.4,52-54,1979) によって既に
提案がなされてはいるが、その場合には単一の光信号に
限定されており、サブキャリア多重光伝送方式には直接
は適用できないものである。
【0006】本発明は、このような背景に行われたもの
であり、多数のチャネルを一本の光ファイバに確保する
ことができるサブキャリア多重光伝送方式を用いて、長
距離にわたり歪のない光伝送を行うことができる光伝送
方式を提供することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明は伝送特性が同一
または極めて類似し、同じ長さの2本の光ファイバリン
クの中間点で伝送されてきた信号光の非縮退位相共役波
を発生させ、これを後半の光ファイバで伝送することに
より位相歪を補償する方法であり、位相共役波の発生に
は光ファイバの非線形光学効果を利用した4光子混合を
用いることを特徴とする。
【0008】すなわち、本発明は光伝送方式であり、そ
の特徴とするところは、サブキャリア多重信号光を送出
する送信端と、この送信端から送出されたサブキャリア
多重信号光を受信する受信端と、この受信端と前記送信
端との間に設けられた光伝送路とを備え、この光伝送路
のほぼ中間点に、この中間点に到達したサブキャリア多
重信号光の位相共役波を発生させる手段と、この位相共
役波を選択的に通過させこの中間点から前記受信端まで
の光伝送路に供給する帯域通過フィルタとを備えるとこ
ろにある。
【0009】前記位相共役波を発生させる手段は、前記
サブキャリア多重信号光とポンプ光とを混合する手段を
備え、このポンプ光と前記サブキャリア多重信号光との
位相差(Δk)は、前記受信端と前記中間点との間の光
伝送路の伝搬定数をβ1 とし、ポンプ光の角周波数をω
0 とし、サブキャリア多重信号光の角周波数をωとし、
サブキャリア多重信号光の角周波数間隔をδωとし、サ
ブキャリア多重信号光のフーリエ角周波数をΩとすると
きに、 Δk=2β1 (ω0 )−β1 (ω0 +nδω+Ω)−β
1 (ω0 −nδω−Ω) ただし、nは自然数 が整合条件であることが望ましい。
【0010】前記サブキャリア多重信号光は周波数変調
光であることが望ましい。
【0011】前記ポンプ光は、その波長が光ファイバの
材料分散が零となる周波数域にあることが望ましい。
【0012】これにより、複数のサブキャリアの光周波
数の位相共役波を単一のポンプ光により同時に発生させ
ることができる。したがって、多くの多重数を確保する
ことができる。
【0013】前記光伝送路は、単一モード光ファイバで
あり、伝送特性が均一であることが望ましい。
【0014】
【作用】光伝送路の中間点には、送信端からサブキャリ
ア多重信号と、光伝送路の伝送特性による歪とが混合さ
れた信号光が到来する。この信号光にポンプ光を注入
し、位相共役波を生成する。この位相共役波だけを後半
の光伝送路を介して受信端に伝送する。このとき、光伝
送路の伝送特性は前半と等しいから、後半の伝送路は、
前半の伝送路と等しい歪を位相共役波に与える。位相共
役波に前半の光伝送路で与えられた歪と等しい歪が後半
の光伝送路により与えられることにより、それらは互い
に打ち消し合い消滅する。
【0015】このポンプ光とサブキャリア多重信号光と
の位相差(Δk)は、受信端と中間点との間の光伝送路
の伝搬定数をβ1 とし、ポンプ光の角周波数をω0
し、サブキャリア多重信号光の角周波数をωとし、サブ
キャリア多重信号光の角周波数間隔をδωとし、サブキ
ャリア多重信号光のフーリエ角周波数をΩとするとき
に、 Δk=2β1 (ω0 )−β1 (ω0 +nδω+Ω)−β
1 (ω0 −nδω−Ω) とすることがよい(ただし、nは自然数)。前記サブキ
ャリア多重信号光は周波数変調光であることがよい。
【0016】また、ポンプ光は、その波長が光ファイバ
の材料分散が零となる波長域であることがよい。さら
に、光伝送路は、単一モード光ファイバであり、伝送特
性が均一であることがよい。
【0017】
【実施例】本発明実施例の構成を図1および図2を参照
して説明する。図1は本発明実施例の全体構成図であ
る。図2は位相共役波発生部の構成を示す図である。
【0018】本発明は光伝送方式であり、その特徴とす
るところは、図1に示すように、サブキャリア多重信号
光を送出する送信端Tと、この送信端Tから送出された
サブキャリア多重信号光を受信する受信端Rと、この受
信端Rと送信端Tとの間に設けられた光伝送路としての
単一モード光ファイバ261 、262 とを備え、この単
一モード光ファイバ261 、262 のほぼ中間点に、図
2に示すように、この中間点に到達したサブキャリア多
重信号光の位相共役波を発生させる手段としての光カプ
ラ33と、この位相共役波を選択的に通過させこの中間
点から前記受信端までの光伝送路に供給する帯域通過フ
ィルタ34とを備えた位相共役波発生部25を備え、光
カプラ33は、前記サブキャリア多重信号光とポンプ光
37とを混合する手段を備え、このポンプ光37と前記
サブキャリア多重信号光との位相差(Δk)は、受信端
Rと前記中間点との間の単一モード光ファイバ262
伝搬定数をβ1 とし、ポンプ光37の角周波数をω0
し、サブキャリア多重信号光の角周波数をωとし、サブ
キャリア多重信号光の角周波数間隔をδωとし、サブキ
ャリア多重信号光のフーリエ角周波数をΩとしたとき
に、 Δk=2β1 (ω0 )−β1 (ω0 +nδω+Ω)−β
1 (ω0 −nδω−Ω) であるところにある(ただし、nは自然数)。
【0019】ポンプ光37は、その波長が単一モード光
ファイバ261 、262 の材料分散が零となる波長域で
ある。さらに、単一モード光ファイバ261 、26
2 は、伝送特性が全経路について均一である。
【0020】次に、本発明実施例の動作を説明する。サ
ブキャリア多重光伝送方式そのものについての動作説明
は、既に従来例で説明したのでここでは説明を省略す
る。単一モード光ファイバ261 、262 の中間地点に
ある位相共役波発生部25では、ポンプ光37を注入
し、送信端T側の光ファイバ261 を伝送してきた信号
光との間で光波混合を生じさせ、発生する位相共役波を
受信端R側の単一モード光ファイバ262 に入射し受信
端Rまで伝送する。その結果、位相共役波発生部25の
直前において色分散の影響で歪んだ信号は、受信端では
歪のない元の信号として再生できる。
【0021】図2に示すように、送信端R側の単一モー
ド光ファイバ261 から伝送された信号光は、位相共役
波発生部25に入力される。位相共役波発生部25では
光カプラ33により信号光にポンプ光37が注入され
る。位相共役波は光ファイバの非線形光学現象の一つで
ある4光子混合によって発生できる。この場合にはポン
プ光ωp、信号のサブキャリア光ωsi、位相共役波ω
ci(i=1、2、…、N)の間には、 2ωp=ωsi+ωci …(1) ωsi=ωp+iδω+Ω …(21 ) ωci=ωp−iδω−Ω …(22 ) の関係が成り立つ。ただし、δωはサブキャリアの周波
数間隔、Ωは信号のフーリエ周波数である。このために
信号のフーリエスペクトルは、図3に示すようにポンプ
光を中心にして反転する。図3は信号光および位相共役
波のスペクトル分布を示す図である。この4光子混合を
効率良く発生させるためには、 Δk= 2β1 (ω0 )−β1 (ω0 +nδω+Ω)−β1 (ω0 −nδω−Ω) …(3) の位相整合条件を満足させなければならない。ただし、
β1 は受信端側の単一モード光ファイバ262 の基本モ
ードの伝搬定数である。ポンプ光波長を単一モード光フ
ァイバ261 、262 の分散が零となるいわゆる零分散
波長域(通常の石英系ファイバでは1.3μm付近)に
設定すると、広い波長範囲にわたって位相整合条件をほ
ぼ満足させることができる(Δk=0)。したがって、
複数のサブキャリアの光周波数ωsi(i=1、2、
…、N)の位相共役波を単一のポンプ光37で同時に発
生させることが可能となり多くの多重数を確保できるの
で、本発明には最適の位相共役波発生法といえる。
【0022】次に、本発明の根幹をなす位相共役波を用
いた色分散による信号歪の補償法の本原理について説明
する。図2に示すように、送信光信号、位相共役波発生
部の直前、直後の光信号、受信光信号の電磁界をそれぞ
れs1、s2、s3、s4とする。サブキャリアで多重
化し光強度変調されたNチャネルの入力光信号の電磁界
s1は、 s1 (t,0)= n=1 to NΣgn (t)exp〔j(ω0 +nδω)t〕 …(4) で表される。ここで、
【0023】
【数1】 を用いると、式(4)は、
【0024】
【数2】 で表される。次に、長さL1、伝搬定数β1 の単一モー
ド光ファイバ261 伝搬後の電磁界s2は、
【0025】
【数3】 により与えられる。このs2が位相共役波発生部25に
入力され、
【0026】
【数4】 により表される位相共役波s3が生成される。発生した
位相共役波が長さL2、伝搬定数β2 の単一モード光フ
ァイバ261 、262 を伝搬した後の電磁界s4は、
【0027】
【数5】 のようになる。ただし、「’」はωに関する微分を表
す。ここで、受信端R側と送信端T側の単一モード光フ
ァイバ261 、262 が同一の伝送特性を有し、長さも
等しいとすれば、 β1 (ω0 )L1 −β2 (ω0 )L2 =0 …(101 ) β1 ''(ω0 )L1 −jβ2 ''(ω0 )L2 =0 …(102 ) が成り立つ。したがって、式(9)は、 s4 (t,L1 +L2 )=s1 * (t−td ,0) …(11) ただし、td は、 td =β1 ' (ω0 )L1 +β2 ’(ω0 )L2 …(12) で与えられる。式(12)は時間遅れtd を伴う入力光
信号s1の位相共役波となっており、受信端Rの出力端
子201 〜203 で入力信号が無歪で再生されることが
わかる。式(11)を得るためには、式(10)が成り
立つこと、すなわち受信端R側と送信端T側の単一モー
ド光ファイバ261 、262 がいわゆる「双子」ファイ
バでなければならない。光ファイバの製造技術が確立し
た現在、光ファイバのコア径等の寸法や屈折率等のパラ
メータの制御、それらの長手方向の均一性は格段に進歩
しており、上記の「双子」ファイバも充分に実現するこ
とができる。
【0028】上述の例はFM(周波数変調)信号(位相
変調を含む)の場合であるが、AM(振幅変調)信号の
場合にも適用できることが、同様の理論によって証明す
ることができる。簡単な例として、s1が
【0029】
【数6】 で表されるサブキャリア多重光伝送AM信号とする。こ
のときには、
【0030】
【数7】 の出力信号s4が得られる。これはFM信号の場合と同
様に、時間遅れtd を伴う入力光信号s1の位相共役波
となっており、光ファイバの出力端で入力信号が無歪で
再生されることがわかる。
【0031】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
多数のチャネルを一本の光ファイバに確保することがで
きるサブキャリア多重光伝送方式を用いて、長距離にわ
たり歪のない光伝送を行うことができる光伝送方式を実
現することができる。これにより、サブキャリア多重光
伝送方式を高速に高品質で行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明実施例の全体構成図。
【図2】位相共役波発生部の構成を示す図。
【図3】信号光および位相共役波のスペクトル分布を示
す図。
【図4】従来例のサブキャリア多重光伝送方式の構成
図。
【符号の説明】
111 〜113 入力端子 121 〜123 電圧制御発振器 13 合波器 14 レーザダイオード 15 光ファイバ 16 フォトダイオード 171 〜173 発振器 181 〜183 分波器 191 〜193 検波器 201 〜203 出力端子 25 位相共役波発生部 261 、262 単一モード光ファイバ 33 光カプラ 34 帯域通過フィルタ 37 ポンプ光 T 送信端 R 受信端
───────────────────────────────────────────────────── 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 H04J 14/04 14/06

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 サブキャリア多重信号光を送出する送信
    端と、この送信端から送出されたサブキャリア多重信号
    光を受信する受信端と、この受信端と前記送信端との間
    に設けられた光伝送路とを備え、この光伝送路のほぼ中
    間点に、この中間点に到達したサブキャリア多重信号光
    の位相共役波を発生させる手段と、この位相共役波を選
    択的に通過させこの中間点から前記受信端までの光伝送
    路に供給する帯域通過フィルタとを備えたことを特徴と
    する光伝送方式。
  2. 【請求項2】 前記位相共役波を発生させる手段は、前
    記サブキャリア多重信号光とポンプ光とを混合する手段
    を備え、 このポンプ光と前記サブキャリア多重信号光との位相差
    (Δk)は、前記受信端と前記中間点との間の光伝送路
    の伝搬定数をβ1 とし、ポンプ光の角周波数をω0
    し、サブキャリア多重信号光の角周波数をωとし、サブ
    キャリア多重信号光の角周波数間隔をδωとし、サブキ
    ャリア多重信号光のフーリエ角周波数をΩとするとき
    に、 Δk=2β1 (ω0 )−β1 (ω0 +nδω+Ω)−β
    1 (ω0 −nδω−Ω) ただし、nは自然数 が整合条件である請求項1記載の光伝送方式。
  3. 【請求項3】 前記サブキャリア多重信号光は周波数変
    調光である請求項1または2記載の光伝送方式。
  4. 【請求項4】 前記ポンプ光は、その波長が光ファイバ
    の材料分散が零となる周波数域にある請求項2記載の光
    伝送方式。
  5. 【請求項5】 前記光伝送路は、単一モード光ファイバ
    であり、伝送特性が均一である請求項1記載の光伝送方
    式。
JP6139077A 1994-06-21 1994-06-21 光伝送方式 Pending JPH088825A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0801452A3 (en) * 1996-04-11 2006-08-30 Fujitsu Limited Method and device for generation of phase conjugate light and wavelength conversion, and system having the device
JP2012249014A (ja) * 2011-05-26 2012-12-13 Fujitsu Ltd 光信号処理装置および光通信システム

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