JPH09214469A - 同期変調を介して波長分割多重ソリトンによって伝送される信号をオンラインで再生する方法及び装置、並びに該方法を使用する遠距離光通信システム - Google Patents

同期変調を介して波長分割多重ソリトンによって伝送される信号をオンラインで再生する方法及び装置、並びに該方法を使用する遠距離光通信システム

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JPH09214469A
JPH09214469A JP9010560A JP1056097A JPH09214469A JP H09214469 A JPH09214469 A JP H09214469A JP 9010560 A JP9010560 A JP 9010560A JP 1056097 A JP1056097 A JP 1056097A JP H09214469 A JPH09214469 A JP H09214469A
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wavelength
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Emmanuel Desurvire
エマニユエル・デジユルビル
Chesnoy Jose
ジヨゼ・シエノワ
Leclerc Olivier
オリビエ・レクレール
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Alcatel Submarine Networks SAS
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    • H04B10/2507—Arrangements specific to fibre transmission for the reduction or elimination of distortion or dispersion
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    • H—ELECTRICITY
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 波長多重分割され（ＷＤＭ）光ファイバを伝
達されるソリトンの同期再生を可能にする。 【解決手段】 ＷＤＭ信号からのクロック再生と、こう
して再生されたクロックレートでのソリトンの同期変調
を使用し、送信機と第１変調器との間または光リンクに
沿った連続する変調器の間の距離が、様々な波長を有す
る信号の同期性を確証するために計算されるので、光変
調器の配置を特徴とする。本発明の装置は、光変調器、
クロック再生、及び前記変調器の出力側の多重チャネル
濾過を使用するこれらのソリトンの同期変調によって、
オンラインでソリトン再生を行う。一つの実施の形態で
は、本発明による遠距離通信システムは、リンクの内部
で「分散管理」を行うように、リンクの中での位置に従
って様々な分散法則を有するファイバ部分区画をさらに
含む。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、光ファイバによる
遠距離通信の分野に関し、特に長い距離にわたる遠距離
通信に関する。
【０００２】
【従来の技術】距離が非常に長い光ファイバリンクのた
めに、信号が大きな色分散なしに分散ファイバに伝搬さ
れるようにする特殊なスペクトル特性を有するいわゆる
「ソリトン」形式の信号を使用すること、すなわち、色
分散を平衡させるために信号強度に対する屈折率の依存
度を使用するか、またはその逆を使用することは周知で
ある。信号のスペクトル形状は、こうして主に線の損失
で構成される伝搬距離の影響にもかかわらず保存され
る。これらの線の損失を、オンライン光増幅（amplific
ation optique en ligne）によって、例えばエルビウム
でドープされたファイバ増幅器、または英語でＥＤＦＡ
と呼ばれるものを用いて補償することができる。
【０００３】オンライン増幅（ＥＤＦＡ）を用いたソリ
トンによる伝送に対して、解決が残されている問題とし
て下記が知られている。
【０００４】１）信号ビット到着の一時的な不確実性を
引き起こすゴードンハウスジッタ、 ２）光増幅器の中で自然放射（emission spontanee）増
幅から生ずるノイズの蓄積。
【０００５】従来の技術の記載として本出願に意図的に
組み込まれた下記の資料に、様々な解決法が提唱され記
載されている。
【０００６】Ｄ１＝Ｊ．Ｐ．ゴードンとＬ．Ｆ．モーレ
ナウアーのＥＰ−Ａｌ ５７６２０８号「すべり周波数
ガイドフィルタ（sliding-frequency guiding filter
s）を有するソリトンシステム」。
【０００７】この資料の教示によれば、ソリトン形式の
信号の伝送リンクに沿って変化する中心周波数を有する
複数のフィルタの挿入によって、自然放射ノイズの指数
的増幅なしに、ソリトンの周期的増幅が可能になる。こ
のシステムではソリトンの再生はない。資料Ｄ１によれ
ば、このようなシステムの利点は、波長分割多重（英語
ではＷＤＭ）伝送との両立性である。この資料もまた下
記の資料Ｄ２の教示を引用するが、Ｄ２の技法はＷＤＭ
と両立しないことに注目している（原文２ページの２１
〜２４行を参照）。
【０００８】オンラインソリトン（solitons en lign
e）再生のための同期変調は、資料Ｄ２＝ナカザワ他
（１９９１年）の「１００万キロメータにわたる１０ギ
ガビット／秒のソリトンデータ伝送」（Elect.Lett.27
(14) 1270-72 ページ、1991年７月４日）によって教示
されている。
【０００９】この資料Ｄ２は、ソリトンの同期変調を実
施するためのＬｉＮＯ3光変調器の、ソリトン源のため
に使用される同じクロックから発生されるクロック信号
との使用を教示する。非常に長い距離のリンクのシミュ
レーションが、５００ｋｍのファイバループについて、
５０ｋｍ毎にエルビウムでドープされた一つの光ファイ
バ増幅器とループの各周回に一つの再生によって実施さ
れた。−０．７〜−２．２ｐｓ／ｋｍ／ｎｍの範囲で、
平均−１．５ｐｓ／ｋｍ／ｎｍで変化するソリトン伝送
ファイバの分散が原因で、ループを一周するための移動
時間はソリトンの波長に依存する。この理由のために、
このようなシステムは、Ｄ１で強調されたようにＷＤＭ
伝送には適切ではない。
【００１０】Ｄ３＝Ｌ．Ｆ．モーレナウアー他の「集中
増幅器（Lumped Amplifiers」を使用する超遠距離伝送
におけるソリトンによる波長分割多重化」（Journal of
Lightwave Tech.9(3)、362-367 ページ、1991年３
月）。この資料は、大洋横断距離（９０００ｋｍ）のた
めの周期的光増幅を伴うＷＤＭソリトン伝送システムを
提唱する。この資料の教示は主として、様々な波長を有
するソリトンの間の衝突に関する。この資料は、このよ
うなリンクのための種々のパラメータの一般的な値をも
たらす。
【００１１】例えば、商業市場で見られるような変位分
散ファイバの色分散の分布値は±０．５ｐｓ／ｎｍ／ｋ
ｍ程度である。その上に、Ｄ３の３６３ページ右欄の最
終節に、リンクを構成するファイバ部分の分散値の管理
が述べられている。
【００１２】３６５ページ右欄の第１節に、リンクの一
実施の形態が数字で表したパラメータとともに記載され
ている。距離Ｌpertは、連続する部分の間の衝突または
分散の変化に起因するソリトンの乱れの平均距離に相当
し、４０ｋｍであり、平均分散Ｄは１ｐｓ／ｎｍ／ｋ
ｍ、最大１．２ｎｍで離間した四つの４ギガビット／秒
のＷＤＭチャネルを伴い、ソリトンはτ＝５０ｐｓの時
間幅を有し、５τの最小分離を伴い、そしてソリトン周
期はｚ0＝９３０ｋｍ程度である。隣接するチャネル間
の相互作用によって引き起こされるジッタは±７．５ｐ
ｓ程度であり、４チャネルシステムについては、最も好
ましくない場合は±２２．５ｐｓのジッタを引き起こす
可能性がある。
【００１３】しかしながら、資料Ｄ３によって考慮され
るあらゆる場合において、リンク終端へのソリトン到着
の同期性は予定されず必要もない。
【００１４】本発明をさらによく理解するために他の資
料を使用し、この目的におけるこれらの資料の貢献を判
断して簡潔に導入することにする。これらの資料はま
た、従来の技術の記載として本願明細書に意図的に組み
込まれている。
【００１５】Ｄ４＝Ｍ．ナカザワ他（１９９５年）の
「正及び負に分散が割り当てられた光ファイバ伝送線に
おける光ソリトン通信」（Electr.Lett.31(３) 216-217
ページ、1995年２月２日）。この資料は、さらに特定
して、様々な分散を伴う複数のファイバ部分を含むソリ
トンによる光伝送リンクにおける、分散の管理を取り扱
っている。この資料の教示は、リンクの長さにわたって
取り入れられる分散の平均値のみがソリトンの特性を保
存するためには負でなければならない、という事実に関
し、こうして、正の分散領域は、合計の収支が負の分散
のままである場合には、許容されることができる。
【００１６】Ｄ５＝Ｓ．クマール他（１９９５年）の
「集中増幅器によるファイバにおけるソリトン伝送の分
散管理」（1995年11月14−17日に日本国京都で開催のPh
ysicsand application of Optical Solitons 国際シン
ポジジウムの講演集、1-12ページ）。この論文の最終章
は、非再生ＷＤＭシステムにおける分散管理の様々な態
様を検討している。
【００１７】資料Ｄ３とＤ５は、局所的光増幅器間の距
離と種々のチャネルのソリトン衝突間のリンクの平均長
との間の関係を詳しく述べており、またＤ５は、リンク
に沿った準定常光信号の強度に応じた分散非線形効果を
保つように、様々な負の分散値を有するファイバ選択方
法を教示している。
【００１８】
【発明が解決しようとする課題】これらの従来の技術の
資料によって提案されるシステムは、ソリトン同期再生
システムと共に複数の波長分割多重チャネル（ＷＤＭ）
を使用できるようにするものはないので、十分ではな
い。上述のすべての資料は、このようなシステムで有用
になりうるものを示しているが、これらのほとんどはチ
ャネル間の同期性が全くないことを確認しており、した
がって、同期再生の問題はこの光学装置では対象になら
ない。この理由で、当業者によってはっきり確立された
先入観によれば、ゴードンハウスジッタを回避し、ソリ
トンの最適スペクトル形状を保持するために、波長多重
ソリトンを通じて再生によって、通信量が非常に多くて
距離が非常に長いＷＤＭ光リンクを企画することは、可
能であるとは思われない。
【００１９】本発明の目的は、従来の技術における問題
を回避することである。
【００２０】
【課題を解決するための手段】上記の目的で、本発明
は、送信器と受信器の間の光ファイバを伝搬する光信号
のオンライン再生方法を提案し、これらの信号は、特に
伝搬波長とビットレートを特徴とするソリトンによって
示されるビット列の形を有し、この方法は下記のステッ
プ、すなわち ・ 不測の損失を補償するために再生すべき前記光信号
を増幅すること、 ・ 前記ファイバに結合された光カプラを介して再生す
べき光信号の一部を採取すること、 ・ 前記採取された部分における前記ビット列からクロ
ック信号を再生すること、 ・ 前記再生すべき光信号の同期変調を得るために、適
切な移相差を通じて前記クロック信号を光変調装置に加
えること、 ・ 前記同期変調の後に、前記再生すべき光信号のソリ
トンのスペクトル濾過を行うこと、を含み、前記ソリト
ンが複数ｍの伝搬波長を特徴とし、これらの伝搬波長は
前記複数波長のそれぞれ最小と最大である末端値λ1と
λnを有するスペクトル帯域の中にあること、前記クロ
ック信号再生が、τg（λk）ＺR＝ｋＴなどの、波長λ1
とλnの間に含まれる波長λkから実行されること、及び
前記再生が、前記送信器と前記光変調器の間、または連
続する二つの変調器の間の距離ＺRで実行され、この距
離ＺRは、これと到達時間の差δτg＝τg（λn）−τg
（λ1）との積が、ｋは整数であり、Ｔはビット時間
（ＺRはｋｍ、δτgはｐｓ・ｋｍ-1で示す）であると
き、条件 ［ｋＴ−Ｔ／４］＜δτgＺR＜［ｋＴ＋Ｔ／４］ を満足するように選択されること、を特徴とする。
【００２１】有利な一変形実施の形態では、前記距離Ｚ
Rは、これと群時間の差δτg＝τg（λn）−τg（λ1）
との積が、Ｎ＞４であるとき、条件 ［ｋＴ−Ｔ／Ｎ］＜δτgＺR＜［ｋＴ＋Ｔ／Ｎ］ を満足するように選択される。
【００２２】一変形例では、本方法は、それぞれの波長
λ1、λ2、・・・、λｎを有するｎ個のチャネル
（ｃ1、・・・、ｃn）の中から選択された複数ｍのチャ
ネルＷＤＭを有する、ＷＤＭソリトン光信号を対象と
し、またλj−λj-1＝Δλ、ｊ＞０、ｊは整数、さらに
【００２３】
【数５】
【００２４】であり、ただしλ0は分散ゼロの波長であ
る。
【００２５】有利な一特徴によれば、前記光ファイバは
複数のファイバ部分区画を含み、各部分区画は一部分は
色分散の長さと値を特徴とし、そして本発明による方法
はさらに前記ファイバ部分区画の分散管理を含む。
【００２６】一変形例では、本発明もまた、特に伝搬波
長とビットレートによって特徴づけられるソリトンによ
って示されるビット列の形状を有する信号の光伝送シス
テムに関し、このシステムは少なくとも一つの送信器と
一つの受信器、並びにこれらの二つを接続する光ファイ
バを含み、さらにこのシステムはクロック再生回路と光
変調器、並びにスペクトルフィルタを含む少なくとも一
つの光再生装置を含み、このシステムは、前記発信器が
複数の波長でソリトンを送信し、この波長は、この複数
の波長のそれぞれ最小と最大である末端値λ1とλnを有
するスペクトル帯域の中にあること、これらの様々な波
長は、それぞれ様々な群時間τg（λ1）、・・・、τg
（λn）に関連し、これらの群時間は群時間の差がδτg
＝τg（λn）−τg（λ1）であることを特徴とし、前記
光再生装置は、前記送信器と前記光変調器との間、また
は連続する二つの変調器の間の距離ＺRに配置され、こ
の距離ＺRは、これと群時間の差δτg＝τg（λn）−τ
g（λ1）との積が、ｋは整数、Ｔはビット時間（ＺRは
ｋｍ、δτgはｐｓ・ｋｍ-1で示す）であるとき、条件 ［ｋＴ−Ｔ／４］＜δτgＺR＜［ｋＴ＋Ｔ／４］ を満足するように選択される。
【００２７】一つの特徴によれば、前記距離ＺRは、こ
れと群時間の差δτg＝τg（λｎ）−τg（λ1）との積
が、Ｎ＞４であるとき、条件 ［ｋＴ−Ｔ／Ｎ］＜δτgＺR＜［ｋＴ＋Ｔ／Ｎ］ を満足するように選択される。
【００２８】他の有利な一変形例では、前記ＷＤＭシス
テムは、それぞれの波長λ1、λ2、・・・、λnを有す
るｎ個のチャネル（ｃ1、・・・、ｃn）の中から選択さ
れた複数ｍのＷＤＭチャネルを使用し、ここで、λj−
λj-1＝Δλ、ｊ＞０、ｊは整数、さらに
【００２９】
【数６】
【００３０】であり、ただしλ0は分散ゼロの波長であ
る。
【００３１】一つの特徴によれば、前記システムは複数
のファイバ部分区画を含み、各部分区画は一部分は色分
散の長さと値を特徴とし、そして本発明による方法はさ
らに前記ファイバ部分区画の分散管理を含む。
【００３２】他の一実施の形態では、本発明は、光カプ
ラを介して伝送チャネル上でソリトン信号のビットレー
トに同期されるクロック再生回路ＲＨ、位相同調手段
Φ、例えば光遅延線、及びクロック信号ＲＦによって案
内される強度及び／または位相の変調器を含むソリトン
再生装置を提案し、この装置は、同じ時間的位置に複数
の波長のソリトンパルスを戻すのに役立つ、チャンネル
ガイド光フィルタ（filtre optique guidant channel
e）をさらに含むことを特徴とする。
【００３３】
【発明の実施の形態】本発明は、下記の詳細な説明から
明らかになる本発明の特徴と利点、及び添付の図面によ
って、さらによく理解されよう。
【００３４】添付の図面は、本発明の原理といくつかの
変形例を示す限定されない例示として挙げたものであ
る。すべての図において、同じ要素は同じ符号で参照さ
れ、明解にするために縮尺は必ずしも尊重されない。
【００３５】図１は、従来の技術で周知の構造による、
本発明の装置における使用に適した、光ファイバによる
光伝送システムの一例を概略的に示している。この図に
示されたシステムは、一つの再生装置（Ｃ３、ＣＬＫ、
Ｃ２、Ｃ１、ＮＯＬＭ）並びに複数の直列光増幅器（Ｇ
１、Ｇ２、Ｇ３、・・・）、及び複数のガイドフィルタ
(filtres guidants)（ＢＰ１、ＢＰ２、ＢＰ３、・・
・）を含む。ガイドフィルタはソリトンのスペクトル幅
を圧縮するが、これから生ずるソリトンのエネルギーを
取り除く。この理由で、オンライン増幅器の利得は、増
幅器（Ｇ１、Ｇ２、Ｇ３、・・・）間の光ファイバ（Ｌ
Ｆ１、ＬＦ２、・・・）においてソリトンによって受け
る線路損より大きいものでなければならない。ソリトン
のスペクトル幅を小さくして、一時的ジッタもまた、資
料Ｄ１に説明されているように、ガイドフィルタによっ
て減少される。
【００３６】例えばＤ１によって周知の、図１のソリト
ン再生器及びシステムにおいては、ガイドフィルタは、
ソリトンのスペクトル幅よりわずかに小さなスペクトル
幅を有する帯域通過フィルタである。本発明のソリトン
再生器及びシステムにおいては、ガイドフィルタは多重
チャネルフィルタ、すなわち、波長分割多重伝送システ
ム（ＷＤＭ）の様々なチャネルの波長に該当する、様々
な中心周波数を有する複数の狭帯域を通過させる帯域通
過フィルタである。
【００３７】資料Ｄ２は、図２に概略的に示すような、
ソリトン同期変調を行うためのＬｉＮＯ3光変調器の使
用を記載している。この解決法に伴う問題点は、再生す
べき信号の流量が２０〜３０ギガビット／秒（資料Ｄ２
では１０ギガビット／秒）を超えることができないこと
である。ＬｉＮＯ3変調器は、オンラインソリトン信号
からクロック回路の中で発生する電子制御信号によって
制御される。クロック再生手段は、入力側Ｆ１と出力側
Ｆ２の間を伝搬される光信号の一部分を抽出するための
光カプラＣ３、クロック抽出回路ＣＬＫＸ、遅延を供給
するための遅延線ＤＥＬ、及びＬｉＮＯ3変調器ＭＯＤ
を作動させるために必要な制御出力を供給するための増
幅器ＧＭを含む。付随的に図２は、再生回路の挿入損を
回避するための入力光増幅器ＥＤＦＡ、複屈折偏光管理
装置ＰＣ、及びソリトンのエネルギーのスペクトル分布
を縮めるための帯域通過フィルタＢＰを示している。図
１の場合におけるように、周知のシステムは、ソリトン
のスペクトル幅よりわずかに小さなスペクトル幅を有す
る狭帯域通過フィルタを含む。本発明のソリトン再生器
及びシステムにおいては、ガイドフィルタは多重チャネ
ルフィルタである。
【００３８】これらの付属物のいくつかは、後述するよ
うな本発明の様々な好ましい実施の形態の中にも見るこ
とができる。
【００３９】したがって様々な波長、様々な群速度、及
び様々な移動時間を有する、複数の波長分割多重ソリト
ン信号の同時同期変調を可能にするために、これらの信
号を同期化する手段を見つけなければならない。本発明
の方法によれば、これは、変調器が位置する同じ場所
に、少なくとも近似的に信号が同期化されるように、信
号の波長に応じてその信号が通過する光路長を選択して
得ることができる。
【００４０】実際に、様々なチャネルは、ファイバにお
ける伝搬の際の色分散によって非同期化されているが、
送信と同じビットレートを有するすべての周期的信号を
含む。この結果、伝送線に沿って隣り合うチャネルのソ
リトンの間に「衝突」が発生する（資料Ｄ３＝モーレナ
ウアー他（１９９１年）における理論的記述を参照）。
その事実から、様々なチャネルの間のずれを考慮して、
すべてのチャネルは伝送線に沿って規則的に離間したい
くつかの点で互いに同期化されることが見出だされよ
う。ただ一つの変調器によってデマルチプレクシングな
しに同期変調を実施するためには、この間隔を計算し
て、これらの同期化点の一つに再生装置を置くことで十
分である。
【００４１】例えば、λ1とλ2で伝送される二つのチャ
ネルについては（λ0をゼロ分散の波長、Δλ＝λ2−λ
1とする）、変調器における到達時間の差は群時間の差
δτg＝τg（λ2）−τg（λ1）、すなわち
【００４２】
【数７】
【００４３】から生ずる。
【００４４】したがって本発明の方法は、変調器の中を
通過するときに同期化されるすべてのチャネルを見出だ
すために、チャネルの間隔とファイバの色分散に対し
て、送信側と変調器との間または連続する変調器間の距
離を入念に選択して、ＷＤＭチャネルのすべてのために
ただ一つの同期変調器を使用することを提唱している。
変調器間の距離ＺRは、郡時間δτgが、ｋは整数であ
り、Ｔはビット時間（ＺRはｋｍ、δτgはｐｓ・ｋｍ-1
で示す）とするとき、条件 ［ｋＴ−Ｔ／４］＜δτgＺR＜［ｋＴ＋Ｔ／４］ を満足するように選択される。この制約によって、波長
λ1とλ2を有する二つのＷＤＭチャネルの間の近似的同
期化を得ることができる。希望の同期化度を得るまで一
時的ウィンドウの幅を縮めて、よりすぐれた同期化を得
ることができる。
【００４５】こうして、距離ＺRに位置する変調器のた
めの最大の群時間差δτgが、程度の差こそあれビット
時間Ｔの整数ｋ倍数にビット時間の最小分数を加えたも
の、またはこの倍数からビット時間の最小分数を引いた
ものに等しいとき、すなわちＮ＞４であり、ＺRはｋ
ｍ、δτgはｐｓ・ｋｍ-1で示すとき、条件 ［ｋＴ−Ｔ／Ｎ］＜δτgＺR＜［ｋＴ＋Ｔ／Ｎ］ のときに、より良好な結果が得られる。
【００４６】図３は、長距離リンクにおけるソリトン再
生装置の間の距離ＺRと、波長λkとλ1を有する二つの
チャネル間の分離Δλk1のグラフを概略表示したもの
で、ここでλ1は、ソリトン伝送波による多重波長シス
テムにおけるＷＤＭ帯域の最小波長である。このグラフ
上の曲線は、図の右側においてパラメータｐによって識
別され、このパラメータｐは、二つの信号をｎｍで表す
波長差Δλk1のためにｋｍで表す距離ＺRに分離するビ
ット時間周期の数を示す。
【００４７】このグラフのいくつかの解読例を示すため
に、読者の目を点線によってたどらせることができる。
例えば、２チャネル間の２ｎｍの分離については、２チ
ャネル間の一つのビット時間周期を滑らせて距離ＺR＝
約１６０ｋｍにおいて同期性を見つけることができ、ま
たはさらに、２チャネル間の二つのビット時間周期を滑
らせて距離ＺR＝約３２０ｋｍにおいて、またはさら
に、２チャネル間の３つのビット時間周期を滑らせて距
離ＺR＝約４８０ｋｍにおいて、同期性を見つけること
ができる。
【００４８】このグラフの他の解読例を示すために、読
者の目を実線によってたどらせることができる。例え
ば、ＺR＝約５００ｋｍの再生距離について、実線によ
って波長で離間したチャネルを有するＷＤＭシステム
が、再生装置のレベルでこれら信号間に同期化を有する
ことになる。図の例における波長は、最小波長λ1に対
して波長差Δλk1＝λk−λ1によって与えられ、この波
長差は近似的に下記の通りである。
【００４９】 ・Δλ21＝０．８５ｎｍ；ｐ＝１； ・Δλ31＝１．４５ｎｍ；ｐ＝２； ・Δλ41＝１．９５ｎｍ；ｐ＝３； ・Δλ51＝２．３５ｎｍ；ｐ＝４； ・Δλ61＝２．６５ｎｍ；ｐ＝５； ・Δλ71＝３．０５ｎｍ；ｐ＝６；など。
【００５０】この図では、固定再生装置間のファイバ長
ＺRについて、この長さＺRによって決定される波長を有
する複数のチャネルを同期化することが可能であること
を示した。これに反して、システムの受信側について
は、これは特に多重チャネルフィルタの実現すなわちチ
ャネル間の規則的間隔に関してさらに実用的であること
が多い。この場合には、Δλk1（ｐ）＝（ｋ−１）Δλ
と書くことができΔλ＝λk−λk-1であり（ただしｋは
整数、ｋ＞１、ｐ＝ｋ（ｋ−１）／２）、すなわち各隣
接チャネル対について同じ間隔である。上にすでに挙げ
た関係によって、λ0は分散ゼロの波長であるとすると
き、
【００５１】
【数８】
【００５２】であることはわかる。
【００５３】このような規則的なチャネル間隔は図４
に、ｋの各値に該当するパラメータｐの値と共に示され
ている。第一チャネルの分散ゼロの波長に対する間隔
は、次のチャネルの隣接チャネルに対する間隔の単に半
分であることに注目されたい。このことは上記の関係か
ら生ずる（本明細書の課題を解決するための手段を参
照）。
【００５４】該当する実際の一例では、Ｎ×２０ギガビ
ット／秒の容量、Ｔbit＝５０ｐｓ、Ｄ´０＝８×１０
-2ｐｓ／ｎｍ2／ｋｍ、及びＺR＝５００ｋｍの同期ＷＤ
Ｍシステムについて、チャネル間隔は１．１ｎｍ程度に
なろう。
【００５５】本発明の方法は、上述の各資料の中に記載
されたような分散管理、または他のどのような分散管理
システムとも完全な両立性を有する。下記で粗描する方
法によって計算される有効値によって、上に述べた式の
固定パラメータを置き換えることで十分である。
【００５６】まず、システムが複数ｑのファイバ部分区
画（ｔ1、ｔ2、・・・、ｔk、・・・、ｔq）を含み、各
ファイバ部分区画はそれぞれ長さＬkと、波長λ0kにつ
いてゼロである分散勾配Ｄ´0（λ0k）を有する、とい
う場合を考える。この場合、有効分散勾配Ｄeff（λ）
並びにゼロ分散有効波長λ0・eff、及び分散勾配Ｄ´
0,effを計算することができる。この最後のパラメータ
は、本発明を実現するために上記の計算を実施するには
十分であろう。
【００５７】
【数９】
【００５８】ここでＬ＝ΣＬkとする。
【００５９】チャネルｃkとｃ1の同期化は、分散の勾配
を分散の有効勾配で置き換える場合に、先と同じ条件で
距離ＺRで得られる。すなわち
【００６０】
【数１０】
【００６１】また、ｍチャネルのＷＤＭシステムを形成
するために、上記の式によって予知されるｎ波長の一部
ｍのみを選択することが全く可能であることに、注目す
べきである。このオプションを例えば、リンクに沿った
ソリトンの間の衝突によってもたらされるジッタ効果を
低減するために使用することができる。これはまた、再
生装置間の間隔を縮めるためにも有利となりうる。
【００６２】図５は、上記の規則によって着想されるＷ
ＤＭシステムのための、距離と品質係数との関係のシミ
ュレーション結果を示す。計算を行うために選択された
パラメータは次の通りであった。すなわち、ソリトン振
幅同期変調と多重チャネルフィルタを用いた濾過を伴
う、各々が４×１０7ビット／秒のＷＤＭリンクのため
である四つの１０ギガビット／秒チャネルである。増幅
器、フィルタ、及び変調器の間の距離は、Ｚa＝３０ｋ
ｍ、Ｚf＝４Ｚa＝１２０ｋｍ、及びＺRmin＝４Ｚf＝４
８０ｋｍにそれぞれ固定されている。多重チャネルフィ
ルタは、Δλ＝１ｎｍ、最適化すべき帯域透過曲線を有
するファブリーペロー型である。他のパラメータは次の
ように固定されている。
【００６３】Ｄ´0＝６．９５×１０-2／ｐｓ／ｎｍ2／
ｋｍ、及びＺR＝７２０ｋｍ＝３ＺRmin／２。他方で
は、λ0＝１．５５２８ｎｍ、
【００６４】
【数１１】
【００６５】及びＡeff＝５０μｍ2は有効表面で、ファ
イバ損α＝０．２０ｄＢ／ｋｍ、及びηsp／ηin＝２
（増幅器の入力結合損失に対する自然放出の率）、ソリ
トンのパルス幅ΔＴ＝２０ｐｓ、及び１０ｄＢの変調度
を伴う。
【００６６】チャネルＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄは、パラメータ
（ｋ，ｐ）＝（３，３）、（４，６）、（６，１５）、
（７，２１）によって記載される波長に対応する。物理
的長さでは、これはそれぞれ、λA＝１，５５５．３ｎ
ｍ（Δλ31＝２．５ｎｍ）、λB＝１，５５６．３ｎｍ
（Δλ41＝３．５ｎｍ）、λC＝１，５５８．３ｎｍ
（Δλ61＝５．５ｎｍ）、λD＝１，５５９．１ｎｍ
（Δλ71＝６．５ｎｍ）となる。ソリトンは、初期相関
なしに２7−１ビットの疑似ランダム順列によるシミュ
レーションのためにコード化される。２０，０００ｋｍ
の距離にわたる伝搬は、フーリエ解析による増分法を通
じてシュレディンガーの非線形方程式を用いて計算され
る。
【００６７】曲線ＮＲは、再生のない四つのチャネルの
品質係数を示し、曲線Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄは、本発明の方法
による同期再生のある四つのチャネルの品質係数を示
す。再生のある場合に顕著な改善が確認され、他の場合
にはリンクは４Ｍｍまたは５Ｍｍ以上では十分と考える
ことはできないことがわかる。これに反して、本発明の
方法を使用すれば、２０，０００ｋｍ以上でも品質係数
は全く容認可能なままである。本出願人たちは、第一チ
ャネルＡにとってはかなり多数のソリトン間の衝突に対
して、第一チャネルの比較的平凡な性能を付与する。最
良の性能は、最も少ない衝突数を受けるチャネルＤにつ
いて認められる。
【００６８】四つのチャネルについて２０，０００ｋｍ
まで示すグラフは、強度ノイズがチャネルＤに対するチ
ャネルＡにおける性能の劣化に責任があることを示す。
実際に、一時的ゴードンハウスジッタは到着時に存在
し、その上にソリトン間の衝突の影響とＷＤＭ相互作用
は、再生装置の出力側で振幅ノイズに変換される。
【００６９】ＺReinの距離におけるチャネルＡとＤの間
の最大誤差は、計算によって求められ、δτ73＝１．３
９ｐｓとなる。この誤差は有意であるとは考えられず、
同期変調の効果性には影響しない。
【００７０】本発明による装置を、再生されるＷＤＭシ
ステムを構成するために周知の技術によるいくつかの装
置によって、ＷＤＭシステムの一つまたは複数のパラメ
ータを使用するいくつかの例のみを参照して説明した。
本発明による実施の形態のリストはもちろん網羅的では
なく、当業者なら、本発明の装置を自分に独特のニーズ
に適合させることができるであろう。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来の技術で周知の構造による、本発明の装置
における使用に適した光ファイバにおける光伝送システ
ムの一例の概略図である。
【図２】従来の技術で周知の構造による、本発明の装置
における使用に適したソリトン同期変調装置の概略図で
ある。
【図３】長距離リンクにおけるソリトン再生装置の間の
距離と、ソリトンによる伝送の波長分割多重伝送システ
ム（ＷＤＭ）におけるチャネル間分離のグラフである。
【図４】本発明による遠隔通信システムにおけるＷＤＭ
チャネルの好ましい間隔の一例を示す概略図である。
【図５】本発明によって得られる利点を示す、リンクの
長さと品質係数Ｑとの関係のシミュレーション結果を示
す図である。
【符号の説明】
ＢＰ ガイドフィルタ Ｃ 光カプラ ＣＬＫＸ クロック抽出回路 ＤＥＬ 遅延線 ＥＤＦＡ エルビウムでドープされた光増幅器 Ｆ１ 入力側 Ｆ２ 出力側 Ｇ 光増幅器 ＧＭ 増幅器 ＬＦ 光ファイバ ＭＯＤ 変調器 ＮＯＬＭ 再生装置 ＰＣ 複屈折偏光管理装置
───────────────────────────────────────────────────── 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 10/04 10/06 (72)発明者 オリビエ・レクレール フランス国、91600・サビニ・シユール・ オルジユ、グランド・リユ・６

Claims (13)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 送信器と受信器の間の光ファイバを伝搬
    する光信号のオンライン再生方法であって、これらの信
    号は、特に伝搬波長とビットレートを特徴とするソリト
    ンによって示されるビット列の形を有し、この方法は、 不測の損失を補償するために再生すべき前記光信号を増
    幅するステップと、 前記ファイバに結合された光カプラを介して再生すべき
    光信号の一部を採取するステップと、 前記採取された部分における前記ビット列からクロック
    信号を再生するステップと、 前記再生すべき光信号の同期変調を得るために、適切な
    移相差を通じて前記クロック信号を光変調装置に加える
    ステップと、 前記同期変調の後に、前記再生すべき光信号のソリトン
    のスペクトル濾過を行うステップとを含み、 前記ソリトンは複数ｍの伝搬波長を特徴とし、これらの
    伝搬波長は前記複数波長のそれぞれ最小と最大である末
    端値λ1とλnを有するスペクトル帯域の中にあるステッ
    プと、 前記クロック信号再生が、τg（λk）ＺR＝ｋＴなど
    の、波長λ1とλnの間に含まれる波長λkから実行され
    ること、及び前記再生が、前記送信器と前記光変調器の
    間、または連続する二つの変調器の間の距離ＺRで実行
    され、この距離ＺRは、これと到達時間の差δτg＝τg
    （λn）−τg（λ1）との積が、ｋは整数であり、Ｔは
    ビット時間（ＺRはｋｍ、δτgはｐｓ・ｋｍ-1で示す）
    であるとき、条件 ［ｋＴ−Ｔ／４］＜δτgＺR＜［ｋＴ＋Ｔ／４］ を満足するように選択されることを特徴とする光信号オ
    ンライン再生方法。
  2. 【請求項２】 前記距離ＺRが、これと群時間の差δτg
    ＝τg（λn）−τg（λ1）との積が、Ｎ＞４であると
    き、条件 ［ｋＴ−Ｔ／Ｎ］＜δτgＺR＜［ｋＴ＋Ｔ／Ｎ］ を満足するように選択されることを特徴とする請求項１
    に記載の方法。
  3. 【請求項３】 送信器と受信器の間の光ファイバを伝搬
    する光信号のオンライン再生方法であって、これらの信
    号は、特に伝搬波長とビットレートを特徴とするソリト
    ンによって示されるビット列の形を有し、この方法は、 不測の損失を補償するために再生すべき前記光信号を増
    幅するステップと、 前記ファイバに結合された光カプラを介して再生すべき
    光信号の一部を採取するステップと、 前記採取された部分における前記ビット列からクロック
    信号を再生するステップと、 前記再生すべき光信号の同期変調を得るために、適切な
    移相差を通じて前記クロック信号を光変調装置に加える
    ステップと、 前記同期変調の後に、前記再生すべき光信号のソリトン
    のスペクトル濾過を行うステップとを含み、 前記ソリトンは複数ｍの伝搬波長を特徴とし、これらの
    伝搬波長はこの複数の波長のそれぞれ最小と最大である
    末端値λ1とλnを有するスペクトル帯域の中にある、波
    長λ1、・・・、λnの中から選択され、 前記クロック信号の再生は、τg（λk）ＺR＝ｋＴなど
    の、波長λ1とλnの間に含まれる波長λkから実行さ
    れ、 前記再生は、前記送信器と前記光変調器との間、または
    連続する二つの変調器の間の距離ＺRで実施され、λj−
    λj-1＝Δλ、ｊ＞０、ｊは整数、さらに 【数１】 であり、ただしＤ´0≠０の場合はλ0が分散ゼロの波長
    であり、Ｄ´＝０（Ｄ＝一定）の場合はΔλ＝Ｔbit／
    ＺRＤであることを特徴とする前記光信号オンライン再
    生方法。
  4. 【請求項４】 前記光ファイバが複数のファイバ部分区
    画を含み、各部分区画は一部分は色分散の長さと値を特
    徴とし、さらに前記ファイバ部分区画の分散管理を含む
    ことを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載
    の方法。
  5. 【請求項５】 特に伝搬波長とビットレートを特徴とす
    るソリトンによって示されるビット列の形状を有する信
    号の光伝送システムであって、少なくとも一つの送信器
    と一つの受信器、並びにこれらの二つを接続する光ファ
    イバを含み、さらにクロック再生回路と光変調器、並び
    にスペクトルフィルタを含み、 前記発信器が複数の波長でソリトンを送信し、この波長
    は、この複数の波長のそれぞれ最小と最大である末端値
    λ1とλnを有するスペクトル帯域の中にあること、及び
    これらの様々な波長は、それぞれ様々な群時間τ
    g（λ1）、τg（λn）に関連し、これらの群時間は群時
    間の差がδτg＝τg（λn）−τg（λ1）であることを
    特徴とし、 前記光再生装置は、前記送信器と前記光変調器との間、
    または連続する二つの送信器の間の距離ＺRに配置さ
    れ、この距離ＺRは、これと群時間の差δτg＝τ
    g（λn）−τg（λ1）との積が、ｋは整数、Ｔはビット
    時間（ＺRはｋｍ、δτgはｐｓ・ｋｍ-1で示す）である
    とき、条件 ［ｋＴ−Ｔ／４］＜δτgＺR＜［ｋＴ＋Ｔ／４］ を満足するように選択されることを特徴とする前記信号
    の光伝送システム。
  6. 【請求項６】 前記距離ＺRが、これと群時間の差δτg
    ＝τg（λn）−τg（λ1）との積が、Ｎ＞４であると
    き、条件 ［ｋＴ−Ｔ／Ｎ］＜δτgＺR＜［ｋＴ＋Ｔ／Ｎ］ を満足するように選択されることを特徴とする請求項５
    に記載のシステム。
  7. 【請求項７】 特に伝搬波長とビットレートを特徴とす
    るソリトンによって示されるビット列の形状を有する信
    号の光伝送システムであって、少なくとも一つの送信器
    と一つの受信器、並びにこれらの二つを接続する光ファ
    イバを含み、さらにクロック再生回路と光変調器、並び
    にスペクトルフィルタを含む少なくとも一つの光再生装
    置を含み、前記発信器が複数の波長でソリトンを送信
    し、この波長は、この複数の波長のそれぞれ最小と最大
    である末端値λ1とλnを有するスペクトル帯域の中にあ
    ること、及びこれらの様々な波長は、それぞれ様々な群
    時間τg（λ１）、τg（λn）に関連し、これらの群時
    間は群時間の差がδτg＝τg（λn）−τg（λ1）であ
    ることを特徴とし、 前記光再生装置は、前記送信器と前記光変調器との間、
    または連続する二つの変調器の間の距離ＺRに配置さ
    れ、 前記ＷＤＭシステムが、それぞれの波長λ1、λ2、・・
    ・、λnを有するｎ個のチャネル（ｃ1、・・・、ｃn）
    の中から選択された複数ｍのＷＤＭチャネルを使用し、
    ここで、λj−λj-1＝Δλ、ｊ＞０、ｊは整数、さらに 【数２】 かつΔλ＝ｘ（λ1−λ0）であり、ただしλ0は分散ゼ
    ロの波長であり、 【数３】 Ｎ＝ｘｙ2（ｘ＋２）／２かつＭ＝ｘ2ｙ2で、ＮとＭは
    非ゼロの整数、かつ２Ｎ＞Ｍ＞１であることを特徴とす
    る前記信号の光伝送システム。
  8. 【請求項８】 Ｎ＝Ｍ＝１、ｘ＝２、ｙ＝１／２であ
    り、かつ 【数４】 であり、ただし、Ｄ´0≠０の場合はλ0は分散ゼロの波
    長であり、Ｄ´＝０（Ｄ＝一定）の場合はΔλ＝Ｔbit
    ／ＺRＤであることを特徴とする請求項７に記載のシス
    テム。
  9. 【請求項９】 前記ｑ個のファイバ部分区画を含み、各
    部分区画は一部分は色分散の長さと値によって特徴づけ
    られ、そして本発明による方法がさらに前記ファイバ部
    分区画の分散管理を含むことを特徴とする請求項４から
    ８のいずれか一項に記載のシステム。
  10. 【請求項１０】 ｑが無限に向かい、各部分区域の長さ
    が無限小に向かい、色収差が連続的に変化し、有効分散
    が積分によって計算されることを特徴とする請求項９に
    記載のシステム。
  11. 【請求項１１】 有効分散勾配がゼロ、Ｄ´0,eff＝０
    であり、Δλ＝Ｔbit／ＺRＤであることを特徴とする請
    求項１から１０のいずれか一項に記載のシステム。
  12. 【請求項１２】 分散勾配が有効にゼロ、Ｄ´＝０であ
    り、Δλ＝Ｔbit／ＺRＤであることを特徴とする請求項
    １１に記載のシステム。
  13. 【請求項１３】 光カプラを介して伝送チャネル上でソ
    リトン信号のビットレートに同期されるクロック再生回
    路ＲＨ、位相同調手段Φ、例えば光遅延線、及びクロッ
    ク信号ＲＦによって案内される強度及び／または位相の
    変調器を含むソリトン再生装置であり、 同じ時間的位置に複数の波長のソリトンパルスを戻すの
    に役立つ、溝付きガイド光フィルタをさらに含むことを
    特徴とするソリトン再生装置。
JP9010560A 1996-01-23 1997-01-23 同期変調を介して波長分割多重ソリトンによって伝送される信号をオンラインで再生する方法及び装置、並びに該方法を使用する遠距離光通信システム Withdrawn JPH09214469A (ja)

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