JPH09139713A - Noise suppression method for optical amplification transmission system - Google Patents

Noise suppression method for optical amplification transmission system

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JPH09139713A
JPH09139713A JP7318511A JP31851195A JPH09139713A JP H09139713 A JPH09139713 A JP H09139713A JP 7318511 A JP7318511 A JP 7318511A JP 31851195 A JP31851195 A JP 31851195A JP H09139713 A JPH09139713 A JP H09139713A
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JP
Japan
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optical
light
wavelength
noise suppression
noise
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Application number
JP7318511A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Toshio Kawasawa
俊夫 川澤
Koji Goto
光司 後藤
Tomohiro Otani
朋広 大谷
Haruo Abe
春夫 安部
Masato Tanaka
正人 田中
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.)
KDDI Corp
Original Assignee
Kokusai Denshin Denwa KK
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Publication date
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  • Cable Transmission Systems, Equalization Of Radio And Reduction Of Echo (AREA)
  • Optical Communication System (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To suppress noise in single wavelength transmission without remarkable system revision such as gain and output of an optical amplification repeater, and a circuit of optical fiber by multiplexing a noise suppression light onto a signal light of a single wavelength and transmitting the multiplexed light. SOLUTION: An NRZ signal is given to an optical transmitter 2 from a generator 1 and a modulation light by a laser is generated. A signal light is fed to an optical fiber coupler 6 via an optical attenuator 3. A non modulation light different in a wavelength from this signal is generated from a generator 4 to be a noise suppression light. The noise suppression light is fed to the coupler 6 via the optical attenuator 5 and the signal light and the noise suppression light with two different wavelengths are synthesized in the couler 6. Then the generated optical wavelength multiplex signal is sent to a dispersion shift fiber cable 7-1 from th coupler 6.

Description

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

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、光増幅伝送方式に
おける非線形光学効果による雑音の雑音抑圧方法に関す
るものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a noise suppression method for noise caused by a nonlinear optical effect in an optical amplification transmission system.

【0002】[0002]

【従来の技術】光通信システムにおいては、光ファイバ
線路からなる幹線系等において長距離の光通信を行なう
場合、光ファイバ線路の減衰特性による信号対雑音比
(S/N)の劣化を補償するため、光増幅中継器を一定
間隔毎に光ファイバ線路に配置することにより、伝送時
のS/Nの劣化を軽減するようにしている。
2. Description of the Related Art In an optical communication system, when performing long-distance optical communication in a trunk system composed of optical fiber lines, the deterioration of the signal-to-noise ratio (S / N) due to the attenuation characteristics of the optical fiber lines is compensated. Therefore, by arranging the optical amplification repeaters on the optical fiber line at regular intervals, deterioration of S / N during transmission is reduced.

【0003】従来、このような光増幅伝送方式として単
一の波長を用いた多段光増幅伝送方式による伝送が知ら
れており、システム長、中継器、および光ファイバの特
性から、使用する信号波長に対して最適な設計を行うこ
とができる。一方、伝送容量の増大を図るために複数の
波長を用いた波長多重伝送方式が考えられている。この
波長多重伝送方式では、使用する信号波長が複数になる
ために、単一波長伝送で設計されたシステムと異なるシ
ステム仕様が必要になり、波長多重伝送に見合った最適
な設計が行われている。
Conventionally, as such an optical amplification transmission system, transmission by a multistage optical amplification transmission system using a single wavelength has been known. From the characteristics of the system length, the repeater, and the optical fiber, the signal wavelength to be used. The optimum design can be performed for. On the other hand, a wavelength division multiplexing transmission system using a plurality of wavelengths has been considered in order to increase the transmission capacity. In this wavelength division multiplex transmission system, since the number of signal wavelengths to be used is multiple, system specifications different from the system designed for single wavelength transmission are required, and the optimum design corresponding to the wavelength multiplex transmission is performed. .

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】多段に光増幅中継器を
設置した光増幅伝送方式の伝送路の構成の一例を図6
(a)に示す。この図に示す光増幅伝送方式では、分散
シフト光ファイバ(DSF)101−1、光増幅中継器
を構成するエルビウムドープファイバ増幅器(EDF
A)102−1、DSF101−2、EDFA102−
2、カットオフシフトファイバ(EF)103−1、・
・・がシリアルに接続されて光ファイバ伝送路が構成さ
れている。分散シフト光ファイバ(DSF)101−1
〜101−kは伝送路の大部分を占めている光ファイバ
であり、この分散シフト光ファイバの約33km毎にエ
ルビウムドープファイバ増幅器(EDFA)102−1
〜102−nが設置されている。このエルビウムドープ
ファイバ増幅器は伝送路中で劣化する信号パワーを補償
するための光増幅器である。また、カットオフシフトフ
ァイバ(EF)103−1〜103−mは、分散シフト
光ファイバ(DSF)101−1〜101−kの波長分
散を補償するための光ファイバである。
An example of the structure of a transmission line of an optical amplification transmission system in which optical amplification repeaters are installed in multiple stages is shown in FIG.
(A). In the optical amplification transmission system shown in this figure, a dispersion shift optical fiber (DSF) 101-1 and an erbium-doped fiber amplifier (EDF) constituting an optical amplification repeater are used.
A) 102-1, DSF 101-2, EDFA 102-
2, cut-off shift fiber (EF) 103-1,
.. are serially connected to form an optical fiber transmission line. Dispersion shifted optical fiber (DSF) 101-1
Numerals 101-k are optical fibers occupying most of the transmission line, and an erbium-doped fiber amplifier (EDFA) 102-1 is provided every about 33 km of this dispersion shift optical fiber.
102-n are installed. This erbium-doped fiber amplifier is an optical amplifier for compensating for signal power that deteriorates in the transmission line. The cut-off shift fibers (EF) 103-1 to 103-m are optical fibers for compensating the chromatic dispersion of the dispersion shift optical fibers (DSF) 101-1 to 101-k.

【0005】ここで、波長分散とは、均一な媒質であっ
ても光の波長によって屈折率が異なることにより生じる
現象であり、波長によって伝搬速度が異なることを意味
している。例えばパルス状の光信号が伝搬されている光
ファイバに波長分散が生じると、パルス状の光信号の伝
搬にともないパルス波形が劣化してその幅が広がるよう
になる。すなわち、符号間干渉を生じるようになる。こ
れを防止するために、等化ファイバとしてカットオフシ
フトファイバ(EF)103−1〜103−mを所定間
隔毎に挿入している。このEF103−1〜103−m
は、DSF101−1〜101−kの波長分散値の符号
と反対の符号の波長分散値とされ、伝送路の累積波長分
散がゼロにリセットされる長さとされている。
Here, chromatic dispersion is a phenomenon caused by a difference in the refractive index depending on the wavelength of light even in a uniform medium, and means that the propagation speed varies depending on the wavelength. For example, if chromatic dispersion occurs in an optical fiber in which a pulsed optical signal is propagated, the pulse waveform is deteriorated and the width thereof is widened along with the propagation of the pulsed optical signal. That is, intersymbol interference occurs. In order to prevent this, cutoff shift fibers (EF) 103-1 to 103-m are inserted at predetermined intervals as equalizing fibers. This EF103-1 to 103-m
Is a chromatic dispersion value having a sign opposite to that of the chromatic dispersion values of the DSFs 101-1 to 101-k, and has a length such that the accumulated chromatic dispersion of the transmission line is reset to zero.

【0006】このようにカットオフシフトファイバ(E
F)103−1〜103−mを所定間隔毎に挿入した時
の累積波長分散の様子を図6(b)に示すが、DSF1
01−1,101−2・・・を伝搬するに従い累積波長
分散値はしだいに負の方向に大きくなっていく。そし
て、波長分散値が逆符号とされた所定長さのEF103
−1が挿入された部分を伝搬することにより、累積波長
分散値はしだいにゼロにリセットされるようになり波長
分散特性が補償される。したがって、同図(a)に示す
伝送路の累積波長分散特性は、同図(b)に示す鋸歯状
の累積波長分散変化が繰り返し現れる累積波長分散特性
となる。なお、この累積波長分散特性は、例えば光増幅
中継器(EDFA)数を368台、光ファイバ長を約1
2,000kmとし、光増幅中継器(EDFA)の間隔
を約33km、光増幅中継器出力を約+3dBm、光増幅
中継器(EDFA)の利得を約7dBとした時の特性で
ある。
As described above, the cutoff shift fiber (E
F) 103-1 to 103-m shows the state of cumulative chromatic dispersion when inserted at predetermined intervals.
The cumulative chromatic dispersion value gradually increases in the negative direction as it propagates through 01-1, 101-2, .... Then, the EF 103 having a predetermined length in which the chromatic dispersion value has the opposite sign.
By propagating the part where -1 is inserted, the cumulative chromatic dispersion value is gradually reset to zero, and the chromatic dispersion characteristic is compensated. Therefore, the cumulative chromatic dispersion characteristic of the transmission line shown in FIG. 9A becomes the cumulative chromatic dispersion characteristic in which the sawtooth-like cumulative chromatic dispersion change repeatedly appears. Note that this cumulative chromatic dispersion characteristic has, for example, 368 optical amplification repeaters (EDFAs) and an optical fiber length of about 1
The characteristics are 2,000 km, the optical amplification repeater (EDFA) interval is about 33 km, the optical amplification repeater output is about +3 dBm, and the optical amplification repeater (EDFA) gain is about 7 dB.

【0007】また、光増幅伝送方式で問題となる特異な
問題は、非線形光学効果による伝送雑音が発生すること
であり、この雑音の影響は伝送距離が増えるにつれて増
強される。この非線形光学効果は、光ファイバの波長分
散特性、非線形特性、光増幅中継器の出力特性、システ
ム長などほとんど全ての設計パラメータが関係してい
る。したがって、伝送特性の最適化を行うためには、こ
れらの要因(パラメータ)を、単一の波長を用いた光増
幅伝送方式なのか、複数の波長を多重化した波長多重光
増幅伝送方式なのかに応じて、使用する信号波長に対し
て最適値を決定する必要がある。
A peculiar problem in the optical amplification transmission system is that transmission noise occurs due to the nonlinear optical effect, and the influence of this noise is intensified as the transmission distance increases. The nonlinear optical effect is related to almost all design parameters such as the wavelength dispersion characteristic of the optical fiber, the nonlinear characteristic, the output characteristic of the optical amplification repeater, and the system length. Therefore, in order to optimize the transmission characteristics, whether these factors (parameters) are an optical amplification transmission system using a single wavelength or a wavelength multiplexing optical amplification transmission system in which multiple wavelengths are multiplexed is used. Therefore, it is necessary to determine the optimum value for the signal wavelength used.

【0008】この場合、決定された最適のパラメータが
得られるように光増幅伝送方式を作り上げていくのであ
るが、厳密に最適のパラメータを得るようにすることは
技術的にも、コスト的にも困難であり、実際には最適の
パラメータの許容範囲内のパラメータを有する光増幅伝
送方式となる。例えば、単一波長を用いるものとしてパ
ラメータを決定するようにした光増幅伝送方式における
伝送前の光スペクトルを図7に示し、伝送後の光スペク
トルを図8に示す。図7に示すように単一波長の信号光
が光ファイバ線路を伝搬すると、受信側では前記した非
線形光学効果により、図8に示すような裾の広がったス
ペクトルとなる。この伝送後の符号誤り率(Bit Error
Ratio :BER)は約2×10-11 、S/NのQ換算値
は約16.4dBとなる。なお、この伝送特性の値は光
ファイバ長が12,000kmとされている時の測定値
であるが、光ファイバ長は9,000kmとして設計が
行われている。
In this case, the optical amplification transmission system is constructed so that the determined optimum parameters can be obtained. However, it is technically and costly to obtain the optimum parameters strictly. It is difficult, and the optical amplification transmission system actually has parameters within the allowable range of the optimum parameters. For example, FIG. 7 shows an optical spectrum before transmission in the optical amplification transmission system in which a parameter is determined assuming that a single wavelength is used, and FIG. 8 shows an optical spectrum after transmission. As shown in FIG. 7, when signal light of a single wavelength propagates through the optical fiber line, the receiving side has a spectrum with widened tail as shown in FIG. 8 due to the above-mentioned nonlinear optical effect. Bit error rate (Bit Error
Ratio (BER) is about 2 × 10 −11 , and the S / N Q conversion value is about 16.4 dB. The value of this transmission characteristic is a measured value when the optical fiber length is set to 12,000 km, but the optical fiber length is designed to be 9,000 km.

【0009】しかしながら、このようなBERおよびS
/NのQ換算値は十分な数値といえないと共に、経年変
化により劣化していくようになる。そして、十分な特性
値が得られない場合には、仕様変更を行ってシステム変
更を行う必要があるが、これは物理的、経済的に困難で
ある。例えば既に敷設された海底ケーブルシステムなど
のような場合、中継器の出力特性の調整、またはエルビ
ウムドープファイバ等の交換、伝送路に使われる光ファ
イバの交換などが必要になることがあるため、その交換
に伴う光増幅中継器および海底ケーブルの回収、再敷設
が必要となり、新規に敷設する場合と同等か、あるいは
それ以上の作業量およびコストが必要となる。
However, such BER and S
The Q-converted value of / N cannot be said to be a sufficient value, and it will deteriorate with age. If a sufficient characteristic value cannot be obtained, it is necessary to change the specification to change the system, but this is physically and economically difficult. For example, in the case of an already installed submarine cable system, etc., it may be necessary to adjust the output characteristics of the repeater, replace the erbium-doped fiber, etc., or replace the optical fiber used in the transmission line. It is necessary to collect and re-lay the optical amplification repeater and the submarine cable accompanying the replacement, and the work amount and cost equal to or more than those when newly laying are required.

【0010】そこで、本発明は光増幅中継器の利得およ
び出力、光ファイバの特性などの大幅なシステム変更を
行うことなしに単一波長伝送における雑音を抑圧するこ
とのできる光増幅伝送方式の雑音抑圧方法を提供するこ
とを目的としている。
Therefore, according to the present invention, the noise of the optical amplification transmission system capable of suppressing the noise in the single wavelength transmission without making a drastic system change such as the gain and output of the optical amplification repeater and the characteristics of the optical fiber. It is intended to provide a method of suppression.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の光増幅伝送方式の雑音抑圧方法は、光ファ
イバの所定間隔毎に光増幅中継器が設置されている光増
幅伝送方式において、伝送される信号光の波長から所定
波長オフセットされた波長の雑音抑圧光を、該信号光に
多重化して伝送することにより、前記光ファイバおよび
前記光増幅中継器の伝送特性を調節することなく、非線
形光学効果による伝送雑音を抑圧するようにしたもので
ある。
In order to achieve the above object, a method of suppressing noise in an optical amplification transmission system according to the present invention is an optical amplification transmission system in which an optical amplification repeater is installed at predetermined intervals of an optical fiber. In order to adjust the transmission characteristics of the optical fiber and the optical amplification repeater by multiplexing noise suppression light having a wavelength offset by a predetermined wavelength from the wavelength of the transmitted signal light and transmitting the multiplexed signal light. Instead, the transmission noise due to the nonlinear optical effect is suppressed.

【0012】このような本発明によれば、雑音抑圧光を
単一波長の信号光に多重して伝送すると、非線形光学効
果による伝送雑音量が低減され、受信された信号光のS
/NおよびBERを改善することができるようになる。
これは、信号光とは異なる光源(雑音抑圧光)が合波さ
れることにより、各中継器がもつ雑音成分のエネルギー
が雑音抑圧光の増幅エネルギーに変換されることによっ
て、主信号光における雑音が低減される効果を奏すると
考えられる。この作用により、大幅なシステム変更を伴
うことなく、光増幅伝送方式の符号誤り率やS/NのQ
換算値を向上することができ、十分な伝送特性を得るこ
とができるようになる。また、既存の光増幅伝送方式に
も適用することができ、経年劣化等を起こしている光増
幅伝送方式の伝送特性を向上することができるものであ
る。
According to the present invention as described above, when the noise-suppressed light is multiplexed with the signal light of a single wavelength and transmitted, the amount of transmission noise due to the nonlinear optical effect is reduced, and the S of the received signal light is reduced.
/ N and BER can be improved.
This is because the energy of the noise component of each repeater is converted into the amplification energy of the noise suppression light by multiplexing the light source (noise suppression light) different from the signal light, and the noise in the main signal light is converted. Is considered to be reduced. Due to this action, the code error rate and the S / N Q of the optical amplification transmission method can be achieved without drastically changing the system.
The converted value can be improved and sufficient transmission characteristics can be obtained. Further, the present invention can be applied to the existing optical amplification transmission system, and can improve the transmission characteristics of the optical amplification transmission system which has deteriorated over time.

【0013】[0013]

【発明の実施の形態】本発明の光増幅伝送方式の雑音抑
圧方法を採用した多段光増幅中継伝送システムの構成の
一例を図1に示す。ただし、図1においては一方向の構
成だけ(上りあるいは下りの構成のみ)を示している。
この図に示す多段光増幅中継伝送システムは、光ファイ
バケーブルおよび光ファイバケーブルの所定間隔毎に挿
入された光増幅中継器からなるが、光増幅中継器は、エ
ルビウムドープファイバアンプ(EDFA)8−1〜8
−nにより構成され、また光ファイバケーブルは、1.
5μm零分散波長の分散シフトファイバケーブル(DS
F)7−1〜7−k、および波長分散補償用として1.
3μm零分散波長のカットオフシフトファイバケーブル
(EF)9−1〜9−nが用いられている。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS FIG. 1 shows an example of the configuration of a multistage optical amplification repeater transmission system adopting the noise suppression method of the optical amplification transmission system of the present invention. However, FIG. 1 shows only the one-way configuration (only the upstream or downstream configuration).
The multistage optical amplification repeater transmission system shown in this figure comprises an optical fiber cable and an optical amplification repeater inserted at predetermined intervals of the optical fiber cable. The optical amplification repeater is an erbium-doped fiber amplifier (EDFA) 8- 1-8
-N, and the optical fiber cable is 1.
5 μm zero-dispersion wavelength dispersion-shifted fiber cable (DS
F) 7-1 to 7-k, and 1. for chromatic dispersion compensation.
Cutoff shift fiber cables (EF) 9-1 to 9-n having a 3 μm zero dispersion wavelength are used.

【0014】この場合、例えば光増幅中継器数は368
台、光ファイバケーブル長は約12,000kmであ
り、光増幅中継器の間隔は約33km、光増幅中継器出
力は+3dBm、光増幅中継器利得は約7dBとされ
る。なお、DSF5−1〜5−kとEF6−1〜6−n
との組み合わせによる累積波長分散特性は前記6(b)
に示すようになる。送信装置側において、光送信器(O
S)2にはパルスパターン発生器(PPG)1より発生
された5.3Gbit/s のNRZ 信号(Non-Return Zero )が印
加されて、レーザ光が変調されることにより変調された
信号光がOS2から発生されている。この場合、例えば
発生される信号光の波長は1558.8nmとされている。
In this case, for example, the number of optical amplification repeaters is 368.
The length of the optical fiber cable is about 12,000 km, the distance between the optical amplification repeaters is about 33 km, the output of the optical amplification repeaters is +3 dBm, and the gain of the optical amplification repeaters is about 7 dB. In addition, DSF5-1 to 5-k and EF6-1 to 6-n
Cumulative chromatic dispersion characteristics in combination with
It becomes as shown in. On the transmitter side, the optical transmitter (O
S) 2 is applied with a 5.3 Gbit / s NRZ signal (Non-Return Zero) generated by a pulse pattern generator (PPG) 1 to modulate the laser light, and the modulated signal light is OS 2 Is generated from. In this case, the wavelength of the generated signal light is 1558.8 nm, for example.

【0015】この信号光は光減衰器(ATT)3を介し
て、光ファイバカプラ(CPL)6に供給される。ま
た、信号光と2nm 波長の異なる波長1556.8nmの無変調
(CW)の光を雑音抑圧光発生器(NS)4は発生する
が、この無変調光が雑音抑圧光とされる。NS4よりの
雑音抑圧光は、光減衰器(ATT)5を介してCPL6
に供給されて、CPL6において入力された信号光と雑
音抑圧光の2つの異なる波長の光が合波される。そし
て、生成された光波長多重信号がCPL6からDSF7
−1に送出される。
This signal light is supplied to an optical fiber coupler (CPL) 6 via an optical attenuator (ATT) 3. Further, the noise-suppressed light generator (NS) 4 generates unmodulated (CW) light having a wavelength of 1556.8 nm, which is different from the signal light by 2 nm, but this unmodulated light is regarded as noise-suppressed light. The noise-suppressed light from NS4 passes through CPL6 via optical attenuator (ATT) 5.
Are supplied to the CPL 6 and are input to the CPL 6, and the lights of two different wavelengths, that is, the signal light and the noise suppression light are multiplexed. Then, the generated optical wavelength division multiplexed signal is transmitted from CPL6 to DSF7.
-1.

【0016】なお、第1EDFA8−1の入力レベルが
標準値-4dBm となるように、光減衰器(ATT)3,5
により信号光と雑音抑圧光のレベルをそれぞれ調整して
いる。この場合、信号光と雑音抑圧光のレベルはほぼ等
しくなるように調整される。このようにしてDSF7−
1に送出された光波長多重信号は、DSF7−1、ED
FA8−1、DSF7−2、EDFA8−2、EF9−
1、・・・、DSF7−k、EDFA8−n、EF9−
mを伝搬して受信側に到達する。
The optical attenuators (ATT) 3, 5 are arranged so that the input level of the first EDFA 8-1 becomes a standard value of -4 dBm.
The level of the signal light and the level of the noise suppression light are respectively adjusted by. In this case, the levels of the signal light and the noise suppression light are adjusted to be almost equal. In this way DSF7-
The optical wavelength division multiplexed signal sent to No. 1 is the DSF 7-1, ED
FA8-1, DSF7-2, EDFA8-2, EF9-
1, ..., DSF7-k, EDFA8-n, EF9-
Propagate m to reach the receiving side.

【0017】受信側において、受信された光波長多重信
号は、光スイッチ(SW)10により光フィルタ(OB
PF)11あるいは光スペクトラムアナライザ(OS
A)15のいずれかに導かれる。SW10により光フィ
ルタ11に光波長多重信号が導かれると、光フィルタ1
1により光波長多重信号から主信号光だけが分離され
て、光受信器(OR)12に入力されて主信号光が再生
される。OR12により再生された信号は、誤り検出器
(ED)13に入力されてその符号誤り率(BER)
が、コンピュータ(PC)14により求められることに
より、伝送特性が求められる。また、SW10によりO
SA15に導かれた光波長多重信号はその光スペクトラ
ムが、OSA15の表示部に表示されるようになる。な
お、ED13、PC14、およびOSA15は伝送特性
を測定する場合のみ設けられるものである。
On the receiving side, the received optical wavelength division multiplexed signal is sent to the optical filter (OB) by the optical switch (SW) 10.
PF) 11 or optical spectrum analyzer (OS
A) One of 15 When the optical wavelength division multiplexed signal is guided to the optical filter 11 by the SW 10, the optical filter 1
Only the main signal light is separated from the optical WDM signal by 1 and is input to the optical receiver (OR) 12 to regenerate the main signal light. The signal reproduced by the OR 12 is input to the error detector (ED) 13 and its code error rate (BER)
Is calculated by the computer (PC) 14, the transmission characteristics are calculated. In addition, by SW10 O
The optical spectrum of the optical wavelength division multiplexed signal guided to SA15 is displayed on the display unit of OSA15. The ED 13, PC 14, and OSA 15 are provided only when measuring transmission characteristics.

【0018】このように構成された多段光増幅中継伝送
システムにおいて、主信号光の波長を1558.8nmとし、雑
音抑圧光の波長を1556.8nmとした場合の送信側のCPL
6から送出される光波長多重信号の光スペクトラムを図
2に、受信側のSW10に入力される光波長多重信号の
光スペクトラムを図3に示すが、受信側の光スペクトラ
ムは図1に破線で示すSW10に接続したOSA15で
測定した光スペクトラムである。図2に示す伝送前の光
スペクトラムは信号光と雑音抑圧光が良好な光S/Nで
波長多重化されている。このような波長多重光が図1に
示す多段中継光増幅システムを伝搬した場合に図3に示
す伝送後の光スペクトラムとなる。
In the multistage optical amplification repeater transmission system configured as above, the CPL on the transmission side when the wavelength of the main signal light is 1558.8 nm and the wavelength of the noise suppression light is 1556.8 nm
2 shows the optical spectrum of the optical wavelength division multiplexed signal sent from 6 and FIG. 3 shows the optical spectrum of the optical wavelength division multiplexed signal inputted to SW10 on the receiving side. The optical spectrum on the receiving side is shown by the broken line in FIG. It is the optical spectrum measured by OSA15 connected to SW10 shown. The optical spectrum before transmission shown in FIG. 2 is wavelength-multiplexed with optical S / N that is good in signal light and noise suppression light. When such wavelength-multiplexed light propagates through the multistage optical repeater amplification system shown in FIG. 1, the optical spectrum after transmission shown in FIG. 3 is obtained.

【0019】この時の光S/NおよびBER(ビット・
エラー・レシオ)を述べるが、光S/Nは図5にその概
念図を示すように信号レベル(S)は光スペクトルのピ
ーク値とされ、雑音レベル(N)は光スペクトルの背景
の雑音とされる。また、BERは図1に破線で示すよう
に誤り検出器(ED)13およびコンピュータ(PC)
14を、光受信器(OR)12に後続接続して測定した
ものである。本発明の光増幅伝送方式の雑音抑圧方法に
よると、従来12,000kmの光ファイバを伝送され
た時に約2×10-11 であったBERが、6×10-15
と3桁以上改善され、同様に従来約16.4dBであっ
たS/NのQ換算値は、17.75dBと約1.4dB
改善される。
At this time, the optical S / N and BER (bit
The error ratio) will be described. As for the optical S / N, the signal level (S) is the peak value of the optical spectrum and the noise level (N) is the background noise of the optical spectrum as shown in the conceptual diagram of FIG. To be done. Further, the BER is an error detector (ED) 13 and a computer (PC) as shown by a broken line in FIG.
14 is measured after being connected to the optical receiver (OR) 12 subsequently. According to the noise suppression method of the optical amplification transmission system of the present invention, the BER which was about 2 × 10 -11 when conventionally transmitted through an optical fiber of 12,000 km was 6 × 10 -15.
Was improved by 3 digits or more, and similarly, the S / N Q conversion value, which was about 16.4 dB in the past, is 17.75 dB and about 1.4 dB.
Be improved.

【0020】上記改善される理由は正確には解明できて
いないが、主信号光とは異なる波長の光源(雑音抑圧
光)が合波されることにより、各光増幅中継器がもつ非
線形効果などによる雑音成分のエネルギーが雑音抑圧光
の増幅エネルギーに変換されることによって、主信号光
における雑音が低減される効果を奏するものと考えられ
る。すなわち、雑音抑圧光の波長は、光増幅中継器が増
幅できる波長範囲でないと主信号光の伝送特性が改善が
されず、さらに、主信号光の波長と受信側において分離
できる波長とする必要がある。したがって、光増幅中継
器が増幅できる波長範囲であって、主信号光の波長と受
信側において分離できる波長を、雑音抑圧光の波長とし
て選択するようにする。
Although the reason for the above improvement has not been clarified exactly, a non-linear effect, etc., of each optical amplification repeater is caused by the combination of a light source (noise suppression light) having a wavelength different from that of the main signal light. It is considered that the noise of the main signal light is reduced by converting the energy of the noise component due to the noise energy into the amplification energy of the noise suppression light. In other words, the wavelength of the noise-suppressing light must be a wavelength that can be separated from the wavelength of the main signal light on the receiving side without improving the transmission characteristics of the main signal light unless it is within a wavelength range that can be amplified by the optical amplification repeater. is there. Therefore, a wavelength range that can be amplified by the optical amplification repeater and that can be separated from the wavelength of the main signal light at the receiving side is selected as the wavelength of the noise suppression light.

【0021】なお、S/NのQ換算は次の式により行う
ことができる。 Q=20log{√S(1) −√S(0) }/{√N(1) +
√N(0) } ただし、S(1) ,S(0) は信号が「1」,「0」の時の
それぞれの信号のパワーであり、N(1) ,N(0) は信号
が「1」,「0」の時のそれぞれの雑音のパワーであ
る。
The S / N Q conversion can be performed by the following equation. Q = 20log {√S (1) −√S (0)} / {√N (1) +
√N (0)} where S (1) and S (0) are the powers of the respective signals when the signals are "1" and "0", and N (1) and N (0) are the signals It is the power of each noise at "1" and "0".

【0022】次に、雑音抑圧光の波長を変化した時のQ
2 の値を図4に示す。ただし、この図では、主信号光の
波長を0とした時の雑音抑圧光のオフセット波長[n
m]が横軸とされ、縦軸がQ2 [dB]とされている。
また、破線で示す基準値は、雑音抑圧光を付加しない時
の主信号光のQ2 における値である。この図に示す黒丸
は、黒丸からの鉛直線が横軸と交わる点のオフセット波
長とされた雑音抑圧光を付加した時の、主信号光のQ2
の値を示している。すなわち、破線で示す基準値より上
に黒丸があれば、Q2 の値が改善されたことを示してお
り、上にあればあるだけその改善度が大きいことを示し
ている。
Next, Q when the wavelength of the noise suppressing light is changed
The value of 2 is shown in FIG. However, in this figure, when the wavelength of the main signal light is set to 0, the offset wavelength of the noise suppression light [n
m] is the horizontal axis and the vertical axis is Q 2 [dB].
The reference value indicated by the broken line is the value in Q 2 of the main signal light when the noise suppressing light is not added. The black circles shown in this figure indicate the Q 2 of the main signal light when noise suppression light is added as the offset wavelength at the point where the vertical line from the black circle intersects the horizontal axis.
Are shown. That is, if there is a black circle above the reference value indicated by the broken line, it indicates that the value of Q 2 has been improved, and if it is above it, the degree of improvement is large.

【0023】図4の雑音抑圧光の波長の変化に対するQ
2 の値の改善度を観察すると、雑音抑圧光の波長が主信
号光の波長に近い場合は、その改善度が小さくなってい
る。これは、主信号光を分離する光フィルタの特性が裾
を引くことにより、分離された信号光内に雑音抑圧光が
雑音として若干含まれるからである。また、雑音抑圧光
のオフセット波長が大きくなると、改善度がやはり低下
する。これは、光ファイバ線路内に所定間隔で設置され
ている光増幅中継器が増幅できる帯域幅が限られている
ことから、雑音抑圧光のオフセット波長が大きくなれば
なるほど、光増幅中継器がもつ非線形効果などによる雑
音成分のエネルギーが雑音抑圧光の増幅エネルギーに変
換されなくなるからと考えられる。
Q with respect to changes in the wavelength of the noise-suppressed light shown in FIG.
Observing the degree of improvement of the value of 2 , when the wavelength of the noise suppression light is close to the wavelength of the main signal light, the degree of improvement is small. This is because the characteristic of the optical filter that separates the main signal light is tailed, so that noise-suppressed light is slightly included as noise in the separated signal light. Further, when the offset wavelength of the noise suppression light becomes large, the degree of improvement also decreases. This is because the bandwidth that can be amplified by the optical amplification repeaters installed at predetermined intervals in the optical fiber line is limited. Therefore, the larger the offset wavelength of the noise suppression light, the more the optical amplification repeater has it. It is considered that the energy of the noise component due to the non-linear effect is not converted into the amplified energy of the noise suppression light.

【0024】このように、雑音抑圧光の波長に対する主
光信号のQ2 の値の改善度は、あるオフセット波長にて
ピークを有するようになるので、この改善度がピークに
なるように雑音抑圧光の波長を決定するようにすればよ
い。また、この改善度がピークになる雑音抑圧光の波長
は、光増幅中継器や光フィルタ等により変化するので、
これらの特性をパラメータとして雑音抑圧光の波長を決
定するようにする。以上の説明では雑音抑圧光は無変調
光としたが、主信号光の変調周波数より十分低い周波数
で変調した場合は、前記したように伝送特性を改善する
ことができるので、雑音抑圧光を十分低い周波数で変調
してもよい。
As described above, the degree of improvement of the value of Q 2 of the main optical signal with respect to the wavelength of the noise-suppressed light has a peak at a certain offset wavelength, so that the noise suppression is performed so that the degree of improvement becomes a peak. The wavelength of light may be determined. Also, the wavelength of the noise-suppressed light at which the degree of improvement reaches its peak changes due to the optical amplification repeater, optical filter, etc.
The wavelength of the noise suppression light is determined using these characteristics as parameters. In the above description, the noise-suppressed light is non-modulated light, but when modulated at a frequency that is sufficiently lower than the modulation frequency of the main signal light, the transmission characteristics can be improved as described above, so noise-suppressed light is sufficient. It may be modulated at a low frequency.

【0025】なお、波長多重光を伝送する光増幅伝送方
式として各パラメータが設計されている伝送システム
に、単一波長光を伝送することも考えられるが、このよ
うな場合に本発明を適用して雑音抑圧光を多重化して伝
送するようにすると、符号誤り率やQ換算値で表される
伝送特性を改善することができる。
Although it is conceivable to transmit single wavelength light to a transmission system in which each parameter is designed as an optical amplification transmission method for transmitting wavelength-division multiplexed light, the present invention is applied to such a case. When the noise-suppressed light is multiplexed and then transmitted, the transmission characteristics represented by the code error rate and the Q conversion value can be improved.

【0026】[0026]

【発明の効果】本発明は以上のように構成されているの
で、雑音抑圧光を単一波長の信号光に多重して伝送する
と、非線形光学効果による伝送雑音量が低減され、信号
光のS/NおよびBERを改善することができるように
なる。また、Q換算値および符号誤り率(BER)を用
いて光増幅伝送方式の伝送特性を評価した場合、従来よ
りQ換算値を約1.4dB改善することができ、BER
を従来より3桁以上改善することができる。
Since the present invention is configured as described above, when the noise suppression light is multiplexed with the signal light of a single wavelength and transmitted, the amount of transmission noise due to the non-linear optical effect is reduced and the S of the signal light is reduced. / N and BER can be improved. Further, when the transmission characteristics of the optical amplification transmission system are evaluated using the Q conversion value and the bit error rate (BER), the Q conversion value can be improved by about 1.4 dB from the conventional value.
Can be improved by three digits or more compared to the conventional one.

【0027】この作用により、大幅なシステム変更を伴
うことなく、光増幅伝送方式の符号誤り率やS/NのQ
換算値を向上することができ、十分な伝送特性を得るこ
とができるようになる。また、既存の光増幅伝送方式に
も適用することができ、経年劣化等を起こしている光増
幅伝送方式の伝送特性を向上することができるものであ
る。
With this operation, the code error rate and the S / N Q of the optical amplification transmission system can be achieved without making a drastic system change.
The converted value can be improved and sufficient transmission characteristics can be obtained. Further, the present invention can be applied to the existing optical amplification transmission system, and can improve the transmission characteristics of the optical amplification transmission system which has deteriorated over time.

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

【図1】本発明の光増幅伝送方式の雑音抑圧方法を実施
する多段光増幅中継伝送システムの一構成例を示す図で
ある。
FIG. 1 is a diagram showing an example of the configuration of a multistage optical amplification repeater transmission system for implementing a noise suppression method of an optical amplification transmission system of the present invention.

【図2】本発明の光増幅伝送方式の雑音抑圧方法におけ
る伝送前の信号光スペクトラムを示す図である。
FIG. 2 is a diagram showing a signal light spectrum before transmission in the noise suppression method of the optical amplification transmission system of the present invention.

【図3】本発明の光増幅伝送方式の雑音抑圧方法におけ
る伝送後の信号光スペクトラムを示す図である。
FIG. 3 is a diagram showing a signal light spectrum after transmission in the noise suppression method of the optical amplification transmission system of the present invention.

【図4】本発明の光増幅伝送方式の雑音抑圧方法におけ
る雑音抑圧光の波長に対するQ換算値を示す図である。
FIG. 4 is a diagram showing a Q conversion value with respect to a wavelength of noise suppression light in the noise suppression method of the optical amplification transmission system of the present invention.

【図5】光S/Nの概念を示す図である。FIG. 5 is a diagram showing a concept of optical S / N.

【図6】従来の光増幅伝送方式の光ファイバ線路の構成
および光ファイバ線路の累積波長分散特性を示す図であ
る。
FIG. 6 is a diagram showing a configuration of an optical fiber line of a conventional optical amplification transmission system and a cumulative chromatic dispersion characteristic of the optical fiber line.

【図7】従来の光増幅伝送方式における伝送前の信号光
の光スペクトラムを示す図である。
FIG. 7 is a diagram showing an optical spectrum of signal light before transmission in the conventional optical amplification transmission system.

【図8】従来の光増幅伝送方式における伝送後の信号光
の光スペクトラムを示す図である。
FIG. 8 is a diagram showing an optical spectrum of signal light after transmission in a conventional optical amplification transmission system.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 パルスパターン発生器 2 光送信器 3,5 光減衰器 4 雑抑圧光発生器 6 光ファイバカプラ 7−1〜7−k 分散シフトファイバ 8−1〜8−n エルビウムドープファイバ増幅器 9−1〜9−m 等化ファイバ(カットオフシフトファ
イバ) 10 光スイッチ 11 光フィルタ 12 光受信器 13 誤り検出器 14 コンピュータ 15 光スペクトラムアナライザ
1 pulse pattern generator 2 optical transmitter 3, 5 optical attenuator 4 random suppression optical generator 6 optical fiber coupler 7-1 to 7-k dispersion shift fiber 8-1 to 8-n erbium-doped fiber amplifier 9-1 to 1 9-m equalizing fiber (cut-off shift fiber) 10 optical switch 11 optical filter 12 optical receiver 13 error detector 14 computer 15 optical spectrum analyzer

───────────────────────────────────────────────────── 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 10/16 (72)発明者 安部 春夫 東京都新宿区西新宿2丁目3番2号 国際 電信電話株式会社内 (72)発明者 田中 正人 東京都新宿区西新宿2丁目3番2号 国際 電信電話株式会社内─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (51) Int.Cl. 6 Identification number Reference number in the agency FI Technical display location H04B 10/16 (72) Inventor Haruo Abe 2-3-2 Nishishinjuku, Shinjuku-ku, Tokyo International Telegraph Telephone Co., Ltd. (72) Inventor Masato Tanaka, 2-3-2 Nishishinjuku, Shinjuku-ku, Tokyo International Telegraph and Telephone Corporation

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 光ファイバの所定間隔毎に光増幅器が設
置されている光増幅伝送方式において、 伝送される信号光の波長から所定波長オフセットされた
波長の雑音抑圧光を、該信号光に多重化して伝送するこ
とにより、前記光ファイバおよび前記光増幅器の伝送特
性を調節することなく、非線形光学効果による伝送雑音
を抑圧することを特徴とする光増幅伝送方式の雑音抑圧
方法。
1. An optical amplification transmission system in which optical amplifiers are installed at predetermined intervals of an optical fiber, and noise suppression light having a wavelength offset by a predetermined wavelength from the wavelength of the transmitted signal light is multiplexed on the signal light. A noise suppression method of an optical amplification transmission method, wherein transmission noise due to a non-linear optical effect is suppressed without adjusting transmission characteristics of the optical fiber and the optical amplifier.
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