JPH09297328A - Optical transmission line and optical transmission system - Google Patents

Optical transmission line and optical transmission system

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JPH09297328A
JPH09297328A JP9053691A JP5369197A JPH09297328A JP H09297328 A JPH09297328 A JP H09297328A JP 9053691 A JP9053691 A JP 9053691A JP 5369197 A JP5369197 A JP 5369197A JP H09297328 A JPH09297328 A JP H09297328A
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optical fiber
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pulse width
fiber
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Shingo Kawai
伸悟 河合
Kenichi Suzuki
謙一 鈴木
Katsumi Iwatsuki
岩月  勝美
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To suppress the deterioration in light pulse waveforms by the nonlinear effect, dispersion and higher dispersion of optical fibers which arises at the time of embodying super-high speed optical transmission of several tens Gb/s or over. SOLUTION: This system is constituted by having plural pieces of transmission circuits connected with the optical fibers 3a, 3b,... of the dispersion values decreasing in a longitudinal direction, optical amplifiers 4a, 4b,... and optical filters 5a, 5b,... in this order. In such a case, the decrease in the dispersion values of the respective optical fibers 3a, 3b and the amplification degrees of the respective optical fibers 4a, 4b are set by every transmission circuit so as to obtain prescribed light pulse widths. The transmission line is so constituted that the respective central frequencies of the plural optical fibers 5a, 5b are slid successively to a lower frequency side with respect to the propagation direction and that the respective average zero dispersion wavelengths of the plural optical fibers 3a, 3b are successively increased in the propagation direction.

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、超高速光伝送にお
いて、光ファイバの非線形効果、分散、及び高次分散に
よる光パルス波形劣化を抑圧し、タイミングジッタを低
減する光伝送路及び光伝送システムに関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an optical transmission line and an optical transmission system which suppresses optical pulse waveform deterioration due to nonlinear effects, dispersion, and high-order dispersion of an optical fiber in ultrahigh-speed optical transmission and reduces timing jitter. Regarding

【0002】[0002]

【従来の技術】数ps以下の短光パルスが必要とされる
超高速光伝送では、光ファイバの非線形効果、分散、及
び高次分散により、光パルス波形が著しく劣化する。な
お、高次分散の影響によるパルス波形の劣化は、光ファ
イバの分散が零もしくは非常に小さい場合に、光スペク
トルの大部分が低周波数側にシフトするために起こる。
このようにパルス波形が劣化することで伝送距離が制限
される。従来、非線形効果と分散による波形劣化を補償
する手法として、光ソリトンと呼ばれる、分散と非線形
効果との釣合を利用してその波形形状を保ちながら光フ
ァイバ中を伝搬する特殊な光パルスを用いて長距離伝送
を行う方法がある。
2. Description of the Related Art In ultra-high-speed optical transmission that requires short optical pulses of several ps or less, the optical pulse waveform is significantly deteriorated due to nonlinear effects, dispersion, and higher-order dispersion of an optical fiber. The deterioration of the pulse waveform due to the influence of higher-order dispersion occurs because most of the optical spectrum shifts to the low frequency side when the dispersion of the optical fiber is zero or very small.
The deterioration of the pulse waveform in this way limits the transmission distance. Conventionally, as a method of compensating for waveform deterioration due to nonlinear effects and dispersion, a special optical pulse called an optical soliton that propagates in an optical fiber while maintaining its waveform shape by utilizing the balance between dispersion and nonlinear effects is used. There is a method for long-distance transmission.

【0003】実際に光ソリトン伝送系を構成する場合に
は、光ファイバの損失を補償するために用いられる光増
幅器から出射する増幅された自然放出光(ASE)は、
光ソリトンのキャリア周波数にランダムな変化を与え
る。この変化はゴードンハウス効果(文献1:A.Hasega
wa et al.,“Solitons in Optical Communications".O
xford Univ.Press(1995)参照)と呼ばれ、個々の光ソリ
トンの光ファイバ中の伝搬時間を変動させ、タイミング
ジッタを発生させることが知られている。また、光ソリ
トン光源の持つキャリア線幅(文献2:K.Iwatsukl et
al.,IEEE J.Lightwave Technol.,13,pp. 639-649(1995)
参照)も、同様の過程でタイミングジッタを発生させ
る。
When actually constructing an optical soliton transmission system, amplified spontaneous emission light (ASE) emitted from an optical amplifier used for compensating the loss of an optical fiber is
It gives a random change to the carrier frequency of an optical soliton. This change is due to the Gordon House effect (Reference 1: A. Hasega
wa et al., “Solitons in Optical Communications” .O
xford Univ. Press (1995)), and it is known to change the propagation time of each optical soliton in the optical fiber and generate timing jitter. In addition, the carrier linewidth of the optical soliton light source (Reference 2: K. Iwatsukl et.
al., IEEE J. Lightwave Technol., 13, pp. 639-649 (1995)
(See also) causes timing jitter in a similar process.

【0004】そこで、光ソリトン伝送では、このタイミ
ングジッタが伝送速度あるいは伝送距離を制限するた
め、中心周波数を伝送距離と共にスライドされた光フィ
ルタ、光フィルタと強度変調器、等を用いてタイミング
ジッタを低減する方法が提案され、伝送速度〜20Gb
/sでの光ソリトン伝送が周回実験により原理確認され
ている(文献1参照)。ただし、上記従来方法では、光
フィルタの帯域幅を、波形を保存するために信号光スペ
クトルに対して4〜5倍程度にする必要があり、これよ
り帯域幅の狭い狭帯域光フィルタを用いることができな
い。
Therefore, in the optical soliton transmission, since this timing jitter limits the transmission speed or the transmission distance, the timing jitter is reduced by using an optical filter whose center frequency is slid along with the transmission distance, an optical filter and an intensity modulator, or the like. A method of reducing the transmission rate is proposed, and the transmission rate is up to 20 Gb.
The principle of optical soliton transmission at / s has been confirmed by a loop experiment (see Reference 1). However, in the above-mentioned conventional method, the bandwidth of the optical filter needs to be about 4 to 5 times the signal light spectrum in order to preserve the waveform, and a narrow band optical filter having a narrower bandwidth than this is used. I can't.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、タイミ
ングジッタ累積は伝送速度の高速化に伴って増大するた
め、数十Gb/sを超える超高速光ソリトン伝送を実現
するには、より効果的なタイミングジッタの低減が重要
課題である。また、光ソリトン伝送では、光増幅器、上
記光フィルタ及び強度変調器等、を配置する間隔を、光
ソリトンのパルス幅と光ファイバの平均分散値で定義さ
れるソリトン周期よりも十分短くする必要があり、伝送
速度の高速化に伴いソリトン周期が短くなると、現実的
な中継間隔が確保できないという問題が生じる。
However, since the timing jitter accumulation increases as the transmission speed increases, a more effective timing is required to realize the ultra-high-speed optical soliton transmission exceeding several tens Gb / s. Reducing jitter is an important issue. Further, in the optical soliton transmission, it is necessary to make the interval for arranging the optical amplifier, the optical filter and the intensity modulator, etc. sufficiently shorter than the soliton period defined by the pulse width of the optical soliton and the average dispersion value of the optical fiber. However, if the soliton cycle is shortened as the transmission speed is increased, there arises a problem that a realistic relay interval cannot be secured.

【0006】上記中継間隔の問題を解決するために考案
されたのが、分散値が光強度の減衰と同様に減少する分
散減少ファイバ(DDF)を伝送路に用いる方法である
(文献3:A.J.Stentz et al.,Opt.Lett.,20,pp.1770-1
772(1995)参照)。DDF中では、局所的に非線形効果
と分散とが釣合うことにより、数ps以下の光ソリトン
を波形を保つたまま伝搬させることができるため、DD
Fの条長と分散分布を設計することで中継間隔を確保で
きる。
A method devised to solve the above-mentioned problem of the repeater interval is a method of using a dispersion-decreasing fiber (DDF) whose transmission value is reduced in the same manner as the attenuation of optical intensity in a transmission line (Reference 3: AJStentz). et al., Opt. Lett., 20, pp. 1770-1
772 (1995)). In the DDF, since the nonlinear effect and the dispersion are locally balanced, an optical soliton of several ps or less can be propagated while maintaining the waveform.
The relay interval can be secured by designing the strip length and dispersion distribution of F.

【0007】しかしながら、上記従来のDDFを用いて
長距離伝送を行う方式の場合においては、タイミングジ
ッタの累積を考慮して平均分散を小さくすると、DDF
の出力端付近では分散値が小さくなるため、高次分散と
非線形効果の影響でパルス波形が劣化し(文献4:K.Su
zuki et al.,OAA'95 FB3(1995)参照)、伝送距離が制限
されるという問題があった。高次分散と非線形効果の影
響によるパルス波形の劣化は、光ファイバの分散が零も
しくは非常に小さい場合に、光スペクトルの大部分が低
周波数側にシフトするために起こることは、先に述べた
とおりである。このような波形劣化に対しては、具体的
な解決策は今まで提案されていない。また、DDFを伝
送路に用いた方法においても、光ソリトン効果を用いる
ためタイミングジッタが生じるが、それを効果的に低減
する方法も提案されていなかった。
However, in the case of the long distance transmission method using the conventional DDF, if the average variance is reduced in consideration of the accumulation of timing jitter, the DDF is reduced.
Since the dispersion value becomes smaller near the output end of, the pulse waveform deteriorates due to the effects of higher-order dispersion and nonlinear effects (Reference 4: K.Su.
zuki et al., OAA'95 FB3 (1995)), there was a problem that the transmission distance was limited. As mentioned above, the deterioration of the pulse waveform due to the influence of high-order dispersion and nonlinear effects occurs because most of the optical spectrum shifts to the low frequency side when the dispersion of the optical fiber is zero or very small. It is as follows. Up to now, no specific solution has been proposed for such waveform deterioration. Further, even in the method using the DDF in the transmission line, since the optical soliton effect is used, timing jitter occurs, but a method for effectively reducing it has not been proposed.

【0008】本発明の目的は、数十Gb/s以上の超高
速光伝送を実現する際に生じる、光ファイバの非線形効
果、分散、及び高次分散による光パルス波形劣化を抑圧
する光伝送路及び光伝送システムを提供することにあ
る。
An object of the present invention is to suppress optical pulse waveform deterioration due to nonlinear effects, dispersion, and higher-order dispersion of an optical fiber, which occurs when realizing ultrahigh-speed optical transmission of several tens Gb / s or more. And to provide an optical transmission system.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、請求項1記載の発明は、長手方向に分散値が減少す
る光ファイバ、光増幅器、及び光フィルタをこの順序に
接続した伝送回路を複数個備えて構成され、所定の光パ
ルス幅を得るように、前記伝送回路毎に各光ファイバの
分散値減少と各光増幅器の増幅度が設定され、前記複数
の光フィルタの各中心周波数が伝搬方向に対して低周波
数側に順次スライドされ、かつ、前記複数の光ファイバ
の各平均零分散波長が伝搬方向に順次増加されることを
特徴としていうる。
In order to solve the above-mentioned problems, the invention according to claim 1 provides a transmission circuit in which an optical fiber whose dispersion value decreases in the longitudinal direction, an optical amplifier, and an optical filter are connected in this order. In order to obtain a predetermined optical pulse width, a plurality of optical fibers are configured to have a dispersion value reduction of each optical fiber and an amplification degree of each optical amplifier, and each central frequency of the plurality of optical filters is set so as to obtain a predetermined optical pulse width. It may be characterized in that the average zero dispersion wavelength of each of the plurality of optical fibers is sequentially increased in the propagation direction while being sequentially slid toward the low frequency side with respect to the propagation direction.

【0010】また、請求項2記載の発明は、請求項1記
載の伝送路において、前記各光ファイバを出力する光信
号のパルス幅をその入力時のパルス幅よりも減少させ、
かつ該光ファイバを出力する光信号のスペクトル幅をそ
の入力時のスペクトル幅よりも増大させるように、下記
条件を満足するように前記各光ファイバの分散値減少と
各光増幅器の増幅度が設定されることを特徴としてい
る。(I)当該光ファイバの分散値減少を当該光ファイ
バ中を伝搬する光信号の強度減衰よりも大きくし、か
つ、(II)当該光ファイバの入力光信号のピーク強度P
0を、P0=0.776(λ3Aeff/π2cn2)D/τ2で定義さ
れる光ピーク強度にする(ただし、λは光信号波長、A
effは当該光ファイバの有効コア断面積、cは真空中の
光速、n2は当該光ファイバの非線形定数、Dは当該光
ファイバの入力端における分散値、τは光信号のパルス
幅)。
The invention according to claim 2 is the transmission line according to claim 1, wherein the pulse width of the optical signal output from each of the optical fibers is made smaller than the pulse width at the time of its input.
In addition, the dispersion value of each optical fiber and the amplification factor of each optical amplifier are set so as to satisfy the following conditions so that the spectral width of the optical signal output from the optical fiber is increased more than the spectral width at the time of its input. It is characterized by being done. (I) making the dispersion value decrease of the optical fiber larger than the intensity attenuation of the optical signal propagating in the optical fiber, and (II) the peak intensity P of the input optical signal of the optical fiber.
The 0, P 0 = 0.776 (λ 3 A eff / π 2 cn 2) to the light peak intensity is defined by D / τ 2 (however, lambda light signal wavelength, A
eff is the effective core area of the optical fiber, c is the speed of light in vacuum, n 2 is the nonlinear constant of the optical fiber, D is the dispersion value at the input end of the optical fiber, and τ is the pulse width of the optical signal).

【0011】また、請求項3記載の発明は、請求項1記
載の伝送路において、前記各光ファイバを出力する光信
号のパルス幅をその入力時のパルス幅よりも減少させ、
かつ該光ファイバを出力する光信号のスペクトル幅をそ
の入力時のスペクトル幅よりも増大させるように、下記
条件を満足するように前記各光ファイバの分散値減少と
各光増幅器の増幅度が設定されることを特徴としてい
る。(I)当該光ファイバの分散値減少を当該光ファイ
バ中を伝搬する光信号の強度減衰と同一にし、かつ、
(II)当該光ファイバの入力光信号のピーク強度P
0を、P0=0.776(λ3A eff/π2cn2)D/τ2で定義さ
れる光ピーク強度よりも大きくする。
The invention according to claim 3 is the same as claim 1.
The optical signal output from each of the optical fibers in the transmission line
The pulse width of the signal is smaller than the pulse width at the time of its input,
And the spectral width of the optical signal output from the optical fiber
To increase the spectral width when input of
To reduce the dispersion value of each optical fiber so that the condition is satisfied,
The feature is that the amplification degree of each optical amplifier is set.
You. (I) Reduction of the dispersion value of the optical fiber
Equal to the intensity attenuation of the optical signal propagating in the optical fiber, and
(II) Peak intensity P of the input optical signal of the optical fiber
0To P0= 0.776 (λThreeA eff/ ΠTwocnTwo) D / τTwoDefined by
Light peak intensity.

【0012】また、請求項4記載の発明は、請求項1記
載の伝送路において、前記各光ファイバを出力する光信
号のパルス幅をその入力時のパルス幅よりも減少させ、
かつ該光ファイバを出力する光信号のスペクトル幅をそ
の入力時のスペクトル幅よりも増大させるように、下記
条件を満足するように前記各光ファイバの分散値減少と
各光増幅器の増幅度が設定されることを特徴とする伝送
路。(I)当該光ファイバの分散値減少を当該光ファイ
バ中を伝搬する光信号の強度減衰よりも大きくし、か
つ、(II)当該光ファイバの入力光信号のピーク強度P
0を、P0=0.776(λ3Aeff/π2cn2)D/τ2で定義さ
れる光ピーク強度よりも大きくする。
The invention according to claim 4 is, in the transmission path according to claim 1, wherein the pulse width of the optical signal output from each of the optical fibers is made smaller than the pulse width at the time of input thereof.
In addition, the dispersion value of each optical fiber and the amplification factor of each optical amplifier are set so as to satisfy the following conditions so that the spectral width of the optical signal output from the optical fiber is increased more than the spectral width at the time of its input. A transmission line characterized by being performed. (I) making the dispersion value decrease of the optical fiber larger than the intensity attenuation of the optical signal propagating in the optical fiber, and (II) the peak intensity P of the input optical signal of the optical fiber.
0 is made larger than the optical peak intensity defined by P 0 = 0.776 (λ 3 A eff / π 2 cn 2 ) D / τ 2 .

【0013】また、請求項5記載の発明は、請求項1記
載の伝送路において、分散値が徐々に減少するよう製造
された光ファイバを前記光ファイバとして用いることを
特徴としていて、請求項6記載の発明は、請求項1記載
の伝送路において、分散値の異なる光ファイバを複数接
続して前記光ファイバを構成することにより、その分散
値を伝搬方向に徐々に減少させることを特徴としてい
る。
According to a fifth aspect of the present invention, in the transmission line according to the first aspect, an optical fiber manufactured so that the dispersion value gradually decreases is used as the optical fiber. The described invention is characterized in that, in the transmission line according to claim 1, a plurality of optical fibers having different dispersion values are connected to form the optical fiber, and the dispersion value is gradually reduced in the propagation direction. .

【0014】また、請求項7記載の発明は、長手方向に
分散値が減少する光ファイバ、光増幅器、光周波数シフ
タ、及び光フィルタをこの順序に接続した伝送回路を複
数個備えて構成され、所定の光パルス幅を得るように、
前記伝送回路毎に各光ファイバの分散値減少と各増幅器
の増幅度が設定され、かつ、前記複数の光周波数シフタ
の各出力光の光スペクトルが各入力光スペクトルに対し
て高周波数側であることを特徴としている。
Further, the invention according to claim 7 is constituted by providing a plurality of transmission circuits in which an optical fiber whose dispersion value decreases in the longitudinal direction, an optical amplifier, an optical frequency shifter, and an optical filter are connected in this order, To obtain a given light pulse width,
The dispersion value reduction of each optical fiber and the amplification degree of each amplifier are set for each transmission circuit, and the optical spectrum of each output light of the plurality of optical frequency shifters is on the high frequency side with respect to each input optical spectrum. It is characterized by that.

【0015】また、請求項8記載の発明は、伝搬方向に
利得を持つ分布型光増幅器である光ファイバ、及び光フ
ィルタからなる伝送回路を複数個備えて構成され、前記
複数の光フィルタの各中心周波数が伝搬方向に低周波数
側に順次スライドされ、かつ、前記複数の光ファイバの
各平均零分散波長が伝搬方向に順次増加されることを特
徴としている。
Further, the invention according to claim 8 is configured by including a plurality of transmission circuits each including an optical fiber which is a distributed optical amplifier having a gain in a propagation direction and an optical filter, and each of the plurality of optical filters. It is characterized in that the center frequency is sequentially slid to the low frequency side in the propagation direction, and each mean zero dispersion wavelength of the plurality of optical fibers is sequentially increased in the propagation direction.

【0016】また、請求項9記載の発明は、請求項8記
載の伝送路において、前記各光ファイバを出力する光信
号のパルス幅を入力時のパルス幅よりも減少させ、当該
光ファイバを出力する光信号のスペクトル幅を入力時の
スペクトル幅よりも増大させるように、下記条件を満足
するように前記各光ファイバの増幅度が設定されること
を特徴としている。(I)前記複数の光ファイバの各増
幅度が伝搬方向に順次増大され、かつ(II)前記複数の
光ファイバの入力光信号のピーク強度P0をP0=0.776
(λ3Aeff/π2cn2)D/τ2で定義される光ピーク強度
にする。
According to a ninth aspect of the present invention, in the transmission line according to the eighth aspect, the pulse width of the optical signal output from each of the optical fibers is made smaller than the pulse width at the input, and the optical fiber is output. The amplification degree of each of the optical fibers is set so as to satisfy the following conditions so that the spectrum width of the optical signal to be input becomes larger than the spectrum width at the time of input. (I) The amplification factors of the plurality of optical fibers are sequentially increased in the propagation direction, and (II) the peak intensity P 0 of the input optical signal of the plurality of optical fibers is changed to P 0 = 0.776.
The optical peak intensity is defined by (λ 3 A eff / π 2 cn 2 ) D / τ 2 .

【0017】また、請求項10記載の発明は、請求項8
記載の伝送路において、前記各光ファイバを出力する光
信号のパルス幅を入力時のパルス幅よりも減少させ、当
該光ファイバを出力する光信号のスペクトル幅を入力時
のスペクトル幅よりも増大させるように、下記条件を満
足するように前記各光ファイバの増幅度が設定されるこ
とを特徴としている。(I)前記複数の光ファイバの各
増幅度が伝搬方向で一定にされ、かつ(II)前記複数の
光ファイバの入力光信号のピーク強度P0をP0=0.776
(λ3Aeff/π2cn2)D/τ2で定義される光ピーク強度
より大きくする。
The invention according to claim 10 is the same as claim 8
In the transmission line described above, the pulse width of the optical signal output from each of the optical fibers is made smaller than the pulse width at the input, and the spectral width of the optical signal output from the optical fiber is made larger than the spectral width at the input. Thus, the amplification degree of each optical fiber is set so as to satisfy the following conditions. (I) Each amplification factor of the plurality of optical fibers is made constant in the propagation direction, and (II) the peak intensity P 0 of the input optical signal of the plurality of optical fibers is set to P 0 = 0.776.
The optical peak intensity is defined as (λ 3 A eff / π 2 cn 2 ) D / τ 2 .

【0018】また、請求項11記載の発明は、請求項8
記載の伝送路において、前記各光ファイバを出力する光
信号のパルス幅を入力時のパルス幅よりも減少させ、当
該光ファイバを出力する光信号のスペクトル幅を入力時
のスペクトル幅よりも増大させるように、下記条件を満
足するように前記各光ファイバの増幅度が設定されるこ
とを特徴としている。(I)前記複数の光ファイバの各
増幅度が伝搬方向に順次増大され、かつ(II)前記複数
の光ファイバの入力光信号のピーク強度P0をP0=0.7
76(λ3Aeff/π2cn2)D/τ2で定義される光ピーク強
度より大きくする。
The invention according to claim 11 is the invention according to claim 8.
In the transmission line described above, the pulse width of the optical signal output from each of the optical fibers is made smaller than the pulse width at the input, and the spectral width of the optical signal output from the optical fiber is made larger than the spectral width at the input. Thus, the amplification degree of each optical fiber is set so as to satisfy the following conditions. (I) The amplification factors of the plurality of optical fibers are sequentially increased in the propagation direction, and (II) the peak intensities P 0 of the input optical signals of the plurality of optical fibers are changed to P 0 = 0.7.
It is made larger than the optical peak intensity defined by 76 (λ 3 A eff / π 2 cn 2 ) D / τ 2 .

【0019】また、請求項12記載の発明は、伝搬方向
に利得を持つ分布型光増幅器である光ファイバ、光周波
数シフタ、及び光フィルタをこの順序に接続した伝送回
路を複数個備えて構成され、所定の光パルス幅を得るよ
うに、所定の光パルス幅を得るように、前記伝送回路毎
に各増幅器の増幅度が設定され、かつ、前記複数の光周
波数シフタの各出力光の光スペクトルが各入力光スペク
トルに対して高周波数側であることを特徴としている。
Further, the invention according to claim 12 is constituted by providing a plurality of transmission circuits in which an optical fiber which is a distributed optical amplifier having a gain in a propagation direction, an optical frequency shifter, and an optical filter are connected in this order. , An amplification factor of each amplifier is set for each of the transmission circuits so as to obtain a predetermined optical pulse width, and an optical spectrum of each output light of the plurality of optical frequency shifters. Is on the high frequency side with respect to each input light spectrum.

【0020】また、請求項13記載の発明は、光送信装
置と、該光送信装置に接続された請求項1〜12のいず
れか1項に記載の伝送路と、該伝送路に接続された光受
信装置から構成されることを特徴としている伝送システ
ムである。
According to a thirteenth aspect of the present invention, there is provided an optical transmitting device, the transmission line according to any one of the first to twelfth aspects connected to the optical transmitting device, and the transmission line. It is a transmission system characterized by comprising an optical receiving device.

【0021】[0021]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を、図
を用いて詳細に説明する。図1は、本発明による第1の
実施形態による光伝送路を用いた多中継光伝送システム
を示す図である。本多中継光伝送システムは、光パルス
送信器1から光受信器2に至る伝送路に伝送用分散減少
光ファイバ(DDF)3a〜3dを用い、その間を所定
の中継間隔で光増幅器4a〜4cと狭帯域光フィルタ5
a〜5cの組により中継するように構成されている。光
増幅器4a〜4cとしては光フィルタ後の出力が初期フ
ァイバ入力強度と等しくなるような制御(ALC制御)
を施した光増幅器を用いることができる。
Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a diagram showing a multi-repeater optical transmission system using an optical transmission line according to a first embodiment of the present invention. The multi-relay optical transmission system uses dispersion-decreasing optical fibers (DDF) 3a to 3d for the transmission path from the optical pulse transmitter 1 to the optical receiver 2, and optical amplifiers 4a to 4c at predetermined intervals between them. And narrow band optical filter 5
It is configured to relay by a set of a to 5c. The optical amplifiers 4a to 4c are controlled so that the output after the optical filter becomes equal to the initial fiber input intensity (ALC control).
It is possible to use an optical amplifier provided with.

【0022】本実施形態において多中継光伝送システム
は、DDF3a〜3d、光増幅器4a〜4c、及び光フ
ィルタ5a〜5cをこの順序で接続して構成した光伝送
回路を複数縦続接続することによって構成されている。
DDF3a〜3dの長手方向に対する分散値減少は、光
強度の減衰よりも大きくなるように調整する。光フィル
タ5a〜5cの中心周波数は伝送距離と共に低周波数側
にスライド(ダウンスライド)させる。また、縦続接続
されたDDF3a〜3dの平均零分散波長は伝送距離と
共に順次増大させる。このような伝送方式を採ることに
より、分散及び非線形効果による光パルスの波形劣化が
抑圧されると共に、光ソリトン効果を用いることにより
生じるタイミングジッタが大幅に低減され、伝送距離を
増大させることが可能となる。
In the present embodiment, the multi-repeater optical transmission system is configured by cascade-connecting a plurality of optical transmission circuits configured by connecting the DDFs 3a to 3d, the optical amplifiers 4a to 4c, and the optical filters 5a to 5c in this order. Has been done.
The decrease in the dispersion value of the DDFs 3a to 3d in the longitudinal direction is adjusted to be larger than the attenuation of the light intensity. The center frequencies of the optical filters 5a to 5c are slid (down-slide) to the low frequency side together with the transmission distance. Further, the average zero-dispersion wavelength of the cascade-connected DDFs 3a to 3d is sequentially increased with the transmission distance. By adopting such a transmission method, the waveform deterioration of the optical pulse due to dispersion and non-linear effects can be suppressed, and the timing jitter caused by using the optical soliton effect can be greatly reduced and the transmission distance can be increased. Becomes

【0023】本実施形態の光伝送路では、DDF3a〜
3dとして、分散値の減少を光強度の減衰よりも大きく
調整したものを用いて、一中継区間内で光ソリトン断熱
圧縮(文献5:P.V.Mamyshev et al.,IEEE J.Quantum E
lectron,.vol.27,No.10,p.2347(1991)参照)により光パ
ルスを圧縮し、そのスペクトル幅を広げた後、入射光パ
ルスの中心周波数に較べてダウンスライドさせた狭帯域
光フィルタ5a〜5cを用いて光スペクトルを帯域制限
し、波形整形を行う。これにより、光ファイバの非線形
効果と高次分散で生じる光パルス波形劣化を抑圧する。
また、狭帯域光フィルタ5a〜5cを用いて光パルスの
スペクトルを帯域制限することにより、光ソリトン効果
を用いたことにより生じるタイミングジッタを大幅に低
減することが可能である。
In the optical transmission line of this embodiment, the DDF 3a ...
As 3d, the optical soliton adiabatic compression is performed in one repeater section by using the one in which the decrease of the dispersion value is adjusted to be larger than the attenuation of the light intensity (Reference 5: PV Mamyshev et al., IEEE J. Quantum E
lectron, .vol.27, No.10, p.2347 (1991)), narrows the optical pulse, widens its spectral width, and then down-slides it to the center frequency of the incident optical pulse. The optical spectrum is band-limited using the filters 5a to 5c, and waveform shaping is performed. This suppresses the optical pulse waveform deterioration caused by the nonlinear effect of the optical fiber and the high-order dispersion.
Further, by band-limiting the spectrum of the optical pulse using the narrow band optical filters 5a to 5c, it is possible to significantly reduce the timing jitter caused by using the optical soliton effect.

【0024】図2は、図1に示す伝送システム内の伝送
距離A(光増幅器4aの位置)及び伝送距離B(光増幅
器4bの位置)を含む光伝送路の分散値(実線)と光強
度の減少すなわち損失(破線)の変化を示した図であ
る。伝送距離Aにおいて増幅器4aによって増幅された
光パルス信号は、所定の中心周波数f0の光フィルタ5
aによって帯域制限されて図3(a)に示すような時間
変化を示すパルス波形に整形された後DDF3bに出力
される。この時、光信号の光スペクトルは図3(d)に
示すように周波数f0を中心としている。一中継区間内
で分散値の減少を光強度の減衰よりも大きく調整したD
DF3bを通過した光パルス信号は、光ソリトン断熱圧
縮によりその光パルス幅が圧縮され、またそのスペクト
ル幅が広げられるので、光増幅器4bの出力端では、図
3(b)及び図3(e)に示すような時間波形及び光ス
ペクトルとなる。図3(e)に示すように、光スペクト
ルは、光ファイバの非線形効果及び高次分散により分裂
して低周波側にシフトした形状を有している。光増幅器
4bから出力された光パルス信号は、その中心周波数が
入射光パルスの中心周波数f0に比べてダウンスライド
され、かつその帯域幅が入射光パルスが有する帯域幅
(図3(d))の1〜2倍程度の帯域幅を有する狭帯域
光フィルタ5bを用いて光スペクトルを帯域制限され
て、波形整形される。これにより、光ファイバの非線形
効果及び高次分散により分裂して低周波側にシフトした
光スペクトルの主要部のみが透過されて、高周波側にシ
フトした分散波が帯域制限されるため、光パルスの波形
劣化が抑圧される。狭帯域光フィルタ5bを透過した直
後の波形は、図3(c)及び図3(f)に示すような時
間変化及び光スペクトルとなる。
FIG. 2 is a dispersion value (solid line) of the optical transmission line including the transmission distance A (position of the optical amplifier 4a) and the transmission distance B (position of the optical amplifier 4b) and the light intensity in the transmission system shown in FIG. It is the figure which showed decrease, ie, the change of the loss (broken line). The optical pulse signal amplified by the amplifier 4a at the transmission distance A is the optical filter 5 having a predetermined center frequency f 0.
The band is limited by a and shaped into a pulse waveform showing a temporal change as shown in FIG. 3A, and then output to the DDF 3b. At this time, the optical spectrum of the optical signal is centered on the frequency f 0 as shown in FIG. Adjusting the reduction of dispersion value to be larger than the attenuation of light intensity within one relay section D
The optical pulse signal that has passed through the DF 3b has its optical pulse width compressed and its spectral width expanded by adiabatic optical soliton compression. Therefore, at the output end of the optical amplifier 4b, the optical pulse signal shown in FIG. The time waveform and the optical spectrum are as shown in. As shown in FIG. 3 (e), the optical spectrum has a shape that is split due to the nonlinear effect of the optical fiber and the higher-order dispersion and shifted to the low frequency side. The center frequency of the optical pulse signal output from the optical amplifier 4b is slid down as compared with the center frequency f 0 of the incident optical pulse, and the bandwidth thereof is the bandwidth of the incident optical pulse (FIG. 3 (d)). The optical spectrum is band-limited and the waveform is shaped by using the narrow-band optical filter 5b having a bandwidth about 1 to 2 times. As a result, only the main part of the optical spectrum that is split due to the nonlinear effect and higher-order dispersion of the optical fiber and shifted to the low frequency side is transmitted, and the dispersed wave shifted to the high frequency side is band-limited, so that the optical pulse Waveform deterioration is suppressed. The waveform immediately after passing through the narrow band optical filter 5b has the time change and the optical spectrum as shown in FIGS. 3 (c) and 3 (f).

【0025】上述した中心周波数を伝送距離と共にスラ
イドされた光フィルタを用いる従来技術は、ASE等の雑
音成分の除去が目的であるため周波数スライドの方向は
任意であるが、それに対して本発明は、非線形効果と高
次分散による波形劣化の整形が目的であり、周波数スラ
イドの方向は任意でない。本発明では、光ソリトン断熱
圧縮により光スペクトル幅を意図的に拡大した後、狭帯
域フィルタを透過させるため、光フィルタにより信号帯
域幅が減少されることがなく、従って信号光スペクトル
と同程度まで光フィルタを狭帯域化することができる。
この様に狭帯域な光フィルタを用いることにより、信号
光スペクトルの4〜5倍程度にしか光フィルタを狭帯域
化できない従来方法と比較して、タイミングジッタを大
幅に低減することが可能である。
In the prior art using the optical filter in which the center frequency is slid along with the transmission distance, the direction of frequency sliding is arbitrary because the purpose is to remove noise components such as ASE. However, the present invention is , The purpose is to shape the waveform deterioration due to nonlinear effects and higher-order dispersion, and the direction of frequency sliding is not arbitrary. In the present invention, since the optical spectrum width is intentionally expanded by the optical soliton adiabatic compression and then transmitted through the narrow band filter, the signal band width is not reduced by the optical filter, and therefore, to the same extent as the signal light spectrum. The optical filter can have a narrow band.
By using such a narrow band optical filter, it is possible to significantly reduce the timing jitter as compared with the conventional method in which the optical filter can be narrowed only to about 4 to 5 times the signal light spectrum. .

【0026】ここで、光ソリトン断熱圧縮について説明
する。光ソリトン断熱圧縮は、|αZ0|≪1(ただ
し、αは利得係数、Z0はソリトン長)の条件の下で、
光ソリトン条件(パルスエネルギー(ε)×パルス幅
(△τ)∝分散(D))を保ったまま、DDFを用いて
伝搬方向にわたって分散値Dを減少させることにより行
う。光ソリトン条件は△τ∝D/εで与えられるので、
パルスエネルギーεの減衰に比べて分散Dの減少が大き
いければ、光ソリトン断熱圧縮によってパルス幅△τが
圧縮される。
Here, the optical soliton adiabatic compression will be described. Under the condition of | αZ 0 | << 1 (where α is the gain coefficient and Z 0 is the soliton length), the optical soliton adiabatic compression is
While maintaining the optical soliton condition (pulse energy (ε) × pulse width (Δτ) ∝dispersion (D)), the dispersion value D is reduced in the propagation direction using DDF. Since the optical soliton condition is given by Δτ∝D / ε,
If the decrease of the dispersion D is larger than the attenuation of the pulse energy ε, the pulse width Δτ is compressed by the optical soliton adiabatic compression.

【0027】なお、上記説明では、光パルス断熱圧縮を
行うために、DDFを用いて分散Dを長手方向に徐々に
減少させることで光ソリトン断熱圧縮を行うことを述べ
たが、ソリトン条件から明らかなように、後で詳細に説
明するようにして、光ファイバとしてDDFに代えて分
布型光増幅ファイバを用い、光増幅の増幅度を長手方向
に徐々に増加させることによっても光ソリトン断熱圧縮
を行うことができる。
In the above description, in order to perform the optical pulse adiabatic compression, the optical soliton adiabatic compression is performed by gradually decreasing the dispersion D in the longitudinal direction using the DDF, but it is clear from the soliton condition. Thus, as will be described later in detail, a distributed optical amplifying fiber is used as the optical fiber instead of the DDF, and the optical soliton adiabatic compression is also achieved by gradually increasing the amplification degree of the optical amplification in the longitudinal direction. It can be carried out.

【0028】また、光ソリトン断熱圧縮とは別に、光強
度を下記のソリトンパワーP0より大きくすることによ
って、パルス圧縮を行うことができる。
In addition to the optical soliton adiabatic compression, pulse compression can be performed by making the light intensity larger than the soliton power P 0 described below.

【0029】したがって、光パルス圧縮を行うには、次
のいずれかの条件を満たすように伝送路を構成すればよ
い。
Therefore, in order to perform optical pulse compression, the transmission line may be constructed so as to satisfy any one of the following conditions.

【0030】(1)分散減少が光ファイバ損失(光強度
増幅度)より大きい(光ソリトン断熱圧縮)。
(1) The dispersion reduction is larger than the optical fiber loss (optical intensity amplification) (optical soliton adiabatic compression).

【0031】(2)ファイバ入力光強度がソリトンパワ
ーよりも大きい(光ソリトン圧縮)。
(2) The fiber input light intensity is larger than the soliton power (optical soliton compression).

【0032】(3)各中継区間内の増幅度が伝搬方向に
増幅する(光ソリトン断熱圧縮)。
(3) The amplification degree in each relay section is amplified in the propagation direction (optical soliton adiabatic compression).

【0033】図4〜図7は、これらの条件を模式図とし
て表した図である。図4はDDFを用いて分散減少量を
強度減少量より大きくした場合、図5は分布増幅器を用
いて増幅度を長手方向に増大させた場合をそれぞれ示し
ている。これらの場合、ファイバ入力強度をソリトンパ
ワーP0以下に保持したまま光ソリトン断熱圧縮によっ
て光パルス圧縮が行われる。なお、図中、破線で示す特
性は、光パルス幅を一定に保つ場合のものである。一
方、図6及び図7は、ともにファイバ入力強度をソリト
ンパワーP0より大きくすることによって光パルス圧縮
が行われる場合を示すものであり、図6はDDFを用い
る例、図7は分布増幅器を用いる例を示している。
4 to 7 are diagrams showing these conditions as schematic diagrams. FIG. 4 shows the case where the dispersion reduction amount is made larger than the intensity reduction amount using the DDF, and FIG. 5 shows the case where the amplification degree is increased in the longitudinal direction using the distributed amplifier. In these cases, optical pulse compression is performed by optical soliton adiabatic compression while the fiber input intensity is kept below the soliton power P 0 . The characteristic indicated by the broken line in the figure is for the case where the optical pulse width is kept constant. On the other hand, FIGS. 6 and 7 both show the case where the optical pulse compression is performed by making the fiber input intensity larger than the soliton power P 0. FIG. 6 shows an example using DDF and FIG. 7 shows a distributed amplifier. An example of use is shown.

【0034】なお、図1に示す実施形態例では、狭帯域
光フィルタ5a〜5cの中心周波数をダウンスライドさ
せることとしたが、以下の実施形態例で説明するよう
に、狭帯域光フィルタ5a〜5cの中心周波数をダウン
スライドさせる代わりに、中心周波数を固定された光フ
ィルタと周波数シフタを用いて、光周波数を高周波数側
にスライド(アップスライド)させても波形整形が可能
である。
In the embodiment shown in FIG. 1, the center frequencies of the narrow band optical filters 5a to 5c are down-slided. However, as described in the following embodiments, the narrow band optical filters 5a to 5c. Instead of sliding down the center frequency of 5c, it is also possible to shape the waveform by sliding (upslide) the optical frequency to the high frequency side by using an optical filter and a frequency shifter whose center frequency is fixed.

【0035】先に述べたDDFを用いる従来の技術は、
DDFの分散値が光強度の減衰に合わせて減少するた
め、光パルス波形が保存されるのが特徴であり、本発明
のように、光パルスの波形整形を行うことを特徴とする
伝送方法とは性質が異なる。
The conventional technique using the DDF described above is as follows.
Since the dispersion value of the DDF decreases in accordance with the attenuation of the light intensity, the characteristic is that the optical pulse waveform is preserved, and the transmission method is characterized by performing the optical pulse waveform shaping as in the present invention. Are different in nature.

【0036】ここで、図1に示す実施形態例におけるパ
ルス幅圧縮の詳細条件を示す。パルス圧縮を行う場合の
一中継間隔における各DDFの分散値減少と各光増幅器
の増幅度は、各DDFを出力する光信号のパルス幅をそ
の入力時のパルス幅よりも減少させ、かつそのDDFを
出力する光信号のスペクトル幅をその入力時のスペクト
ル幅よりも増大させるように、下記条件(I)、(II)
のうち少なくとも1つを満足するように各特性が設定さ
れることが望ましい。
Detailed conditions for pulse width compression in the embodiment shown in FIG. 1 will be described. The reduction of the dispersion value of each DDF and the amplification degree of each optical amplifier in one repeater interval when performing pulse compression make the pulse width of the optical signal output from each DDF smaller than the pulse width at the time of its input, and The following conditions (I) and (II) are set so that the spectral width of the optical signal that outputs
It is desirable that each characteristic is set so as to satisfy at least one of the above.

【0037】(I)当該光ファイバの分散値減少を当該
光ファイバ中を伝搬する光信号の強度減衰よりも大きく
する(光ソリトン断熱圧縮)。
(I) The reduction of the dispersion value of the optical fiber is made larger than the intensity attenuation of the optical signal propagating in the optical fiber (optical soliton adiabatic compression).

【0038】(II)当該光ファイバの入力光信号のピー
ク強度P0を、P0=0.776(λ3Aeff/π2cn2)D/τ2
で定義される光ピーク強度(基本ソリトンを形成するた
めに必要な光パワー:ソリトンパワー)より大きくする
(ただし、λは光信号波長、Ae ffは当該光ファイバの有
効コア断面積、cは真空中の光速、n2は当該光ファイ
バの非線形定数、Dは当該光ファイバの入力端における
分散値、τは光信号のパルス幅)。
(II) The peak intensity P 0 of the input optical signal of the optical fiber is P 0 = 0.776 (λ 3 A eff / π 2 cn 2 ) D / τ 2
In defined as an optical peak intensity (fundamental soliton optical power needed to form a: soliton power) larger than (where, lambda is optical signal wavelength, A e ff is the effective core area of the optical fiber, c is The speed of light in vacuum, n 2 is the nonlinear constant of the optical fiber, D is the dispersion value at the input end of the optical fiber, and τ is the pulse width of the optical signal).

【0039】なお、条件(I)のみを満足させる場合に
は、当該光ファイバの入力光信号を上記ピーク強度P0
の式で与えられる光ピーク強度に等しくすることが望ま
しく、他方、条件(II)のみを満足させる場合には、当
該光ファイバの分散値減少と当該光ファイバ中を伝搬す
る光信号の強度減衰を等しくすることが望ましい。
When only the condition (I) is satisfied, the input optical signal of the optical fiber is changed to the peak intensity P 0.
It is desirable to make it equal to the optical peak intensity given by the formula (1), and on the other hand, when only condition (II) is satisfied, the dispersion value reduction of the optical fiber and the intensity attenuation of the optical signal propagating in the optical fiber are performed. It is desirable to make them equal.

【0040】また、各DDFの構成方法としては、分散
値が徐々に減少するよう製造された光ファイバを用いる
ことや、その分散値を伝搬方向に徐々に減少させるよう
に分散値の異なる光ファイバを複数接続して各DDFを
構成することができる。
As a method of constructing each DDF, an optical fiber manufactured so that the dispersion value gradually decreases, or an optical fiber having different dispersion values so that the dispersion value gradually decreases in the propagation direction is used. A plurality of DDFs can be connected to configure each DDF.

【0041】また、各光増幅器4a〜4cの増幅度は、
光ソリトンの次数等によって変化するが、例えば、N=
1の基本光ソリトン伝送を用いる場合、パワー比で1〜
2.25倍の値を取ることができ、2倍程度の増幅度が
望ましい値となる。
The amplification degree of each of the optical amplifiers 4a-4c is
Although it depends on the order of the optical soliton, for example, N =
When the basic optical soliton transmission of 1 is used, the power ratio is 1 to
It can take a value of 2.25 times, and an amplification degree of about twice becomes a desirable value.

【0042】以下、本発明による波形整形効果を明らか
にする。まず、そのために、パルス幅3.0psの単一
光パルス伝搬特性の数値計算結果を示す。用いたパラメ
ータは、ファイバ損失0.22dB/km、高次分散
0.07ps/nm2/kmである。一中継区間30k
mのDDFの分散値は図8のように階段状に変化させ、
光フィルタのバンド幅は1.5nmとした。入力光強度
は上記パルス幅とDDFの初期分散値に対し、N=1.
4ソリトンの光強度に等しくなるよう調節した。図9
(a)に初期波形を示す。図9(b)は、光フィルタの
中心周波数をスライドさせない場合の300km伝搬後
の波形である。パルス波形が劣化していることが分か
る。図9(c)に、光フィルタの中心周波数を30km
伝搬毎に10.0GHzダウンスライドさせた場合の3
00km伝搬後の波形を示す。ただし、各DDFの平均
零分散波長は、各DDFを伝送される各光パルスの中心
波長における分散値が変化することのないよう、伝送距
離と共に増大させた。光フィルタ中心周波数のダウンス
ライドにより、パルス波形の劣化が効果的に抑圧されて
いることがわかる。
The waveform shaping effect of the present invention will be clarified below. First, therefore, the numerical calculation result of the single optical pulse propagation characteristic with a pulse width of 3.0 ps is shown. The parameters used are a fiber loss of 0.22 dB / km and a high-order dispersion of 0.07 ps / nm 2 / km. One relay section 30k
The dispersion value of the DDF of m is changed stepwise as shown in FIG.
The band width of the optical filter was 1.5 nm. The input light intensity is N = 1.
The light intensity was adjusted to be equal to 4 solitons. FIG.
The initial waveform is shown in (a). FIG. 9B is a waveform after propagation of 300 km when the center frequency of the optical filter is not slid. It can be seen that the pulse waveform has deteriorated. In FIG. 9C, the center frequency of the optical filter is set to 30 km.
3 when sliding down 10.0 GHz for each propagation
The waveform after propagation of 00 km is shown. However, the average zero dispersion wavelength of each DDF was increased with the transmission distance so that the dispersion value at the center wavelength of each optical pulse transmitted through each DDF would not change. It can be seen that the downslide of the optical filter center frequency effectively suppresses the deterioration of the pulse waveform.

【0043】次に、ASE雑音を重畳させてランダムパ
ターンのパルス列を伝送速度80Gb/sで伝送した場
合の結果を示す。光増幅器の反転分布パラメータは1.
8とし、光増幅器には、光フィルタ後の出力が初期ファ
イバ入力強度と等しくなるように制御(ALC)を施し
た。パルス幅は4.0psとし、バンド幅1.7nmの
光ファイバを用いて、中心周波数を30km毎に7.0
GHzダウンスライドさせた。図10(a),(b)
は、伝送距離に対するS/N及びタイミングジッタの関
係である。光パルスはDDF出力端で2.2psまで圧
縮されるため、光フィルタのバンド幅は光パルスのスペ
クトル幅に対して1.5倍である。従来のタイミングジ
ッタ低減用光フィルタのバンド幅とスペクトル幅との関
係は、光ソリトンの安定性により4〜5倍程度に制約さ
れている(文献1参照)ことを考えると、本発明で周い
る光フィルタの作用は、上記タイミングジッタ低減用光
フィルタのそれとは性質を異にする。誤り率10-9を与
えるS/Nとタイミングジッタの値はそれぞれ21.5
dB及び0.68psであり、図10(a),(b)か
ら、誤り率10-9を与える伝送距離は2760kmとな
ることが分かる。
Next, the result when a pulse train of a random pattern with ASE noise superimposed is transmitted at a transmission rate of 80 Gb / s is shown. The population inversion parameter of the optical amplifier is 1.
8, the optical amplifier was controlled (ALC) so that the output after the optical filter became equal to the initial fiber input intensity. The pulse width is 4.0 ps and the center frequency is 7.0 every 30 km using an optical fiber having a bandwidth of 1.7 nm.
It was slid down at GHz. FIG. 10 (a), (b)
Is the relationship between the S / N and the timing jitter with respect to the transmission distance. Since the optical pulse is compressed to 2.2 ps at the DDF output end, the bandwidth of the optical filter is 1.5 times the spectral width of the optical pulse. Considering that the relationship between the bandwidth and the spectrum width of the conventional optical filter for reducing timing jitter is restricted to about 4 to 5 times due to the stability of the optical soliton (see Document 1), the present invention is applicable. The action of the optical filter is different from that of the optical filter for reducing timing jitter. The values of S / N and timing jitter that give an error rate of 10 -9 are 21.5 respectively.
It is dB and 0.68 ps, and it can be seen from FIGS. 10A and 10B that the transmission distance giving an error rate of 10 −9 is 2760 km.

【0044】図11は本発明の第2の実施形態例を説明
する図であり、DDF3、光増幅器4、音響光学変調器
などで構成される光周波数シフタ6、光フィルタ5をこ
の順序で接続して各伝送回路を構成し、各伝送回路を多
段に縦続接続することで多中継光伝送システムを形成す
る。図1の例では、光フィルタ5a〜5cの中心周波数
を伝送距離と共にダウンスライドさせたのに対し、本実
施形態例では、中心周波数を固定された光フィルタ5と
高周波数側に周波数をシフトさせる音響光学変調器等の
光周波数シフタ6とを用いてアップスライドさせる点が
異なるが、本実施形態例の場合も同様にして、高次分散
及び非線形効果による光パルスの波形劣化が抑圧される
と共に、光ソリトン効果を用いることにより生じるタイ
ミングジッタが大幅に低減され、伝送距離を増大させる
ことが可能となる。
FIG. 11 is a diagram for explaining a second embodiment of the present invention, in which a DDF 3, an optical amplifier 4, an optical frequency shifter 6 including an acousto-optic modulator, and an optical filter 5 are connected in this order. Then, each transmission circuit is configured, and each transmission circuit is cascaded in multiple stages to form a multi-repeater optical transmission system. In the example of FIG. 1, the center frequencies of the optical filters 5a to 5c are slid down along with the transmission distance, whereas in the present embodiment example, the frequency is shifted to the high frequency side with the optical filter 5 whose center frequency is fixed. The difference is that upslide is performed using an optical frequency shifter 6 such as an acousto-optic modulator, but in the case of the present embodiment example, the waveform deterioration of the optical pulse due to the high-order dispersion and the nonlinear effect is suppressed in the same manner. , The timing jitter caused by using the optical soliton effect is significantly reduced, and the transmission distance can be increased.

【0045】本実施形態例では、中心周波数を固定され
た光フィルタ5と光周波数シフタ6により周波数スライ
ドを行うために、伝送される光パルスの中心周波数は光
フィルタ5のそれに固定され、伝送距離によらず一定で
ある。従って、各DDF3を伝送中の光パルスの中心周
波数における伝送路の分散値は増加せず、図1の実施形
態例のように光ファイバの平均零分散波長を伝送距離と
共に増大させる必要がない。
In this embodiment, the center frequency of the optical pulse to be transmitted is fixed to that of the optical filter 5 in order to perform frequency sliding by the optical filter 5 and the optical frequency shifter 6 whose center frequency is fixed, and the transmission distance It is constant regardless of. Therefore, the dispersion value of the transmission line at the center frequency of the optical pulse being transmitted through each DDF 3 does not increase, and it is not necessary to increase the mean zero dispersion wavelength of the optical fiber with the transmission distance as in the embodiment example of FIG.

【0046】なお、本実施形態例では、光周波数シフタ
6として音響光学変調器を用いる例を示したが、2πの
整数倍の位相変化を与えるよう鋸歯状電圧で駆動された
位相変調器(文献6:K.K.Wong et al., "Performance
of a Serrodyne optical frequency translator," Topy
cal Meeting on Integrated and Guided-Wave Optics,
WA5, Pacific-Globe, CA, Jan. 1982)や、SSB(Sin
gle sideband)光周波数変換器(文献7:B.Desormiere
et al,IEEE J.LlghtwaveTechnoL,8,pp,506-513(1990)
参照)を用いても音響光学変調器と同様に光周波数シフ
タが構成できる。
In this embodiment, an acousto-optic modulator is used as the optical frequency shifter 6, but a phase modulator driven by a sawtooth voltage so as to give a phase change of an integral multiple of 2π (reference: 6: KKWong et al., "Performance
of a Serrodyne optical frequency translator, "Topy
cal Meeting on Integrated and Guided-Wave Optics,
WA5, Pacific-Globe, CA, Jan. 1982) and SSB (Sin
gle sideband) Optical frequency converter (Reference 7: B.Desormiere
et al, IEEE J. LlghtwaveTechnoL, 8, pp, 506-513 (1990)
The optical frequency shifter can be configured by using the same as that of the acousto-optic modulator.

【0047】図12は本発明の第3の実施形態例を説明
する図であり、分布型光増幅ファイバ7a〜7d、光フ
ィルタ5a〜5cをこの順序で接続した伝送回路を多段
に縦続接続して多中継伝送系を形成する。分布型光増幅
ファイバ7は、伝搬方向に利得を持つ。従って、光増幅
器は不要である。縦続接続された光ファイバ7a〜7d
の各々の平均零分散波長を伝送距離と共に順次増加する
ように調節する。光フィルタ5a〜5cの各中心周波数
は伝送距離と共にダウンスライドさせる。図1の例で
は、DDF3a〜3dを用いてパルス圧縮する(図4参
照)のに対し、本実施形態例では、分布型光増幅ファイ
バ7a〜7dを用いてパルス圧縮する(図5参照)点が
異なるが、同様にして、分散及び非線形効果による光パ
ルスの波形劣化が抑圧されると共に、光ソリトン効果を
用いることにより生じるタイミングジッタが大幅に低減
され、伝送距離を増大させることが可能となる。また、
図12の実施形態例においては、各分布型光増幅ファイ
バ7を出力する光信号のパルス幅をその入力時のパルス
幅よりも減少させ、かつその分布型光増幅ファイバ7を
出力する光信号のスペクトル幅をその入力時のスペクト
ル幅よりも増大させるように、下記条件(I)、(II)
のうち少なくとも1つを満足するように各特性が設定さ
れることが望ましい。
FIG. 12 is a diagram for explaining a third embodiment of the present invention, in which transmission circuits in which distributed optical amplification fibers 7a to 7d and optical filters 5a to 5c are connected in this order are cascaded in multiple stages. Form a multi-relay transmission system. The distributed optical amplification fiber 7 has a gain in the propagation direction. Therefore, no optical amplifier is required. Cascaded optical fibers 7a-7d
The average zero-dispersion wavelength of each is adjusted to increase sequentially with the transmission distance. The center frequencies of the optical filters 5a to 5c are slid down together with the transmission distance. In the example of FIG. 1, pulse compression is performed using the DDFs 3a to 3d (see FIG. 4), whereas in the present embodiment example, pulse compression is performed using the distributed optical amplification fibers 7a to 7d (see FIG. 5). However, in the same manner, the waveform deterioration of the optical pulse due to the dispersion and the nonlinear effect is suppressed, and the timing jitter caused by using the optical soliton effect is significantly reduced, and the transmission distance can be increased. . Also,
In the embodiment shown in FIG. 12, the pulse width of the optical signal output from each distributed optical amplification fiber 7 is made smaller than the pulse width at the time of its input, and the optical signal output from the distributed optical amplification fiber 7 is reduced. The following conditions (I) and (II) are set so that the spectrum width is made larger than the spectrum width at the time of input.
It is desirable that each characteristic is set so as to satisfy at least one of the above.

【0048】(I)各中継区間内の増幅度を伝搬方向に
増幅する(光ソリトン断熱圧縮)。
(I) The amplification degree in each relay section is amplified in the propagation direction (optical soliton adiabatic compression).

【0049】(II)当該光ファイバの入力光信号のピー
ク強度P0を、P0=0.776(λ3Aeff/π2cn2)D/τ2
で定義される光ピーク強度より大きくする(ただし、λ
は光信号波長、Aeffは当該光ファイバの有効コア断面
積、cは真空中の光速、n2は当該光ファイバの非線形
定数、Dは当該光ファイバの入力端における分散値、τ
は光信号のパルス幅)。
(II) The peak intensity P 0 of the input optical signal of the optical fiber is P 0 = 0.776 (λ 3 A eff / π 2 cn 2 ) D / τ 2
Greater than the optical peak intensity defined by (however, λ
Is the optical signal wavelength, A eff is the effective core area of the optical fiber, c is the speed of light in vacuum, n 2 is the nonlinear constant of the optical fiber, D is the dispersion value at the input end of the optical fiber, and τ
Is the pulse width of the optical signal).

【0050】なお、条件(I)のみを満足させる場合に
は、当該光ファイバの入力光信号を上記ピーク強度P0
の式で与えられる光ピーク強度に等しくすることが望ま
しく、他方、条件(II)のみを満足させる場合には、各
中継区間内の増幅度を伝搬方向に一定にすることが望ま
しい。
When only the condition (I) is satisfied, the input optical signal of the optical fiber is changed to the peak intensity P 0.
It is desirable to make it equal to the optical peak intensity given by the equation (4), and on the other hand, if only condition (II) is satisfied, it is desirable to make the amplification factor in each relay section constant in the propagation direction.

【0051】図13は本発明の第4の実施形態例を説明
する図であり、分布型光増幅ファイバ7、光周波数シフ
タ6、光フィルタ5をこの順序で接続して伝送回路を構
成し、それを多段に縦続接続して多中継伝送系を形成す
る。図12の例では、光フィルタ5a〜5cの中心周波
数を伝送距離と共にダウンスライドさせ、縦続接続され
た光ファイバ7a〜7dの平均零分散波長を伝送距離と
共に順次増大させるのに対し、本実施形態例では、中心
周波数を固定された光フィルタ5と高周波数側に周波数
をシフトさせる音響光学変調器等の光周波数シフタ6と
を用いてアップスライドさせる点が異なるが、同様にし
て、分散及び非線形効果による光パルスの波形劣化が抑
圧されると共に、光ソリトン効果を用いることにより生
じるタイミングジッタが大幅に低減され、伝送距離を増
大させることが可能となる。
FIG. 13 is a diagram for explaining a fourth embodiment of the present invention, in which a distributed optical amplification fiber 7, an optical frequency shifter 6 and an optical filter 5 are connected in this order to form a transmission circuit, They are cascaded in multiple stages to form a multi-relay transmission system. In the example of FIG. 12, the center frequency of the optical filters 5a to 5c is slid down along with the transmission distance, and the mean zero dispersion wavelength of the cascaded optical fibers 7a to 7d is sequentially increased along with the transmission distance. The example is different in that the optical filter 5 having a fixed center frequency and the optical frequency shifter 6 such as an acousto-optic modulator that shifts the frequency to the high frequency side are used for up-slide. The waveform deterioration of the optical pulse due to the effect is suppressed, and the timing jitter generated by using the optical soliton effect is significantly reduced, and the transmission distance can be increased.

【0052】本実施形態例では、中心周波数を固定され
た光フィルタ5と光周波数シフタ6により周波数スライ
ドを行うために、伝送される光パルスの中心周波数は光
フィルタ5のそれに固定され、伝送距離によらず一定で
ある。従って、光パルスの感じる伝送路の分散値は増加
せず、図12の第3の実施形態例のように光ファイバ7
a〜7dの平均零分散波長を伝送距離と共に増大させる
必要がない。
In this embodiment, the center frequency of the optical pulse to be transmitted is fixed to that of the optical filter 5 in order to perform frequency sliding by the optical filter 5 and the optical frequency shifter 6 whose center frequency is fixed, and the transmission distance It is constant regardless of. Therefore, the dispersion value of the transmission line that the optical pulse feels does not increase, and the optical fiber 7 is different from the third embodiment shown in FIG.
It is not necessary to increase the mean zero dispersion wavelength of a to 7d with the transmission distance.

【0053】以上図面を参照して本発明の実施形態例を
説明したが、本発明は、その精神又は主要な特徴から逸
脱することなく、他のいろいろな形で実施することがで
きる。そのため、前述の実施形態例はあらゆる点で単な
る例示にすぎず、限定的に解釈してはならない。本発明
の範囲は、特許請求の範囲に示すものであって、明細書
本文には何ら拘束されない。さらに、特許請求の範囲の
均等論に属する変形や変更は、すべて本発明の範囲内と
なる。
Although the embodiments of the present invention have been described with reference to the drawings, the present invention can be implemented in various other forms without departing from the spirit or the main features thereof. Therefore, the above-described embodiments are merely examples in all respects, and should not be limitedly interpreted. The scope of the present invention is defined by the scope of claims and is not bound by the text of the specification. Further, all modifications and changes belonging to the doctrine of equivalents of the claims are within the scope of the present invention.

【0054】[0054]

【発明の効果】本発明を用いれば、光ファイバの非線形
効果、分散及び高次分散による光パルスの波形劣化を抑
圧できると共に、光ソリトン効果を用いたことにより生
じるタイミングジッタを大幅に低減することができ、伝
送距離の増大が可能となる。
According to the present invention, it is possible to suppress the waveform deterioration of an optical pulse due to the nonlinear effect, dispersion and high-order dispersion of an optical fiber, and to significantly reduce the timing jitter caused by using the optical soliton effect. Therefore, the transmission distance can be increased.

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

【図1】 本発明の第1の実施形態例を説明する図であ
る。
FIG. 1 is a diagram illustrating a first exemplary embodiment of the present invention.

【図2】 図1に示す実施形態における一中継間隔の伝
送距離と分散値及び損失の関係を示す図である。
FIG. 2 is a diagram showing a relationship between a transmission distance of one relay interval, a dispersion value, and a loss in the embodiment shown in FIG.

【図3】 (a)〜(c)は、DDFの入力端、光増幅
器の出力端、光フィルタの出力端における光パルス信号
の時間変化波形をそれぞれ示す図であり、(d)〜
(f)は、DDFの入力端、光増幅器の出力端、光フィ
ルタの出力端における光パルス信号の光スペクトルをそ
れぞれ示す図である。
3A to 3C are diagrams showing time-varying waveforms of an optical pulse signal at an input end of a DDF, an output end of an optical amplifier, and an output end of an optical filter, respectively, and FIGS.
(F) is a figure which shows the optical spectrum of the optical pulse signal in the input end of DDF, the output end of an optical amplifier, and the output end of an optical filter, respectively.

【図4】 光パルス圧縮の一条件を説明するための模式
図である。
FIG. 4 is a schematic diagram for explaining one condition of optical pulse compression.

【図5】 光パルス圧縮の一条件を説明するための模式
図である。
FIG. 5 is a schematic diagram for explaining one condition of optical pulse compression.

【図6】 光パルス圧縮の一条件を説明するための模式
図である。
FIG. 6 is a schematic diagram for explaining one condition of optical pulse compression.

【図7】 光パルス圧縮の一条件を説明するための模式
図である。
FIG. 7 is a schematic diagram for explaining one condition of optical pulse compression.

【図8】 本発明における一中継区間内の分散値を示す
図である。
FIG. 8 is a diagram showing a variance value in one relay section according to the present invention.

【図9】 (a)〜(c)は本発明の効果を説明する図
であって、(a)は初期波形図、(b)は光フィルタ中
心周波数をスライドさせない場合の300km伝搬後の
波形図、(c)は光フィルタ中心周波数を30km毎に
7.0GHzダウンスライドさせた場合の300km伝
送後の波形図である。
9 (a) to 9 (c) are diagrams for explaining the effect of the present invention, FIG. 9 (a) is an initial waveform diagram, and FIG. 9 (b) is a waveform after 300 km propagation when the optical filter center frequency is not slid. FIG. 6C is a waveform diagram after 300 km transmission when the optical filter center frequency is downslide by 7.0 GHz every 30 km.

【図10】 (a)は本発明の非線形伝送における伝送
距離対S/Nの関係を示す図であり、(b)は伝送距離
対タイミングジッタの関係を示す図である。
10A is a diagram showing a relationship between transmission distance and S / N in the nonlinear transmission of the present invention, and FIG. 10B is a diagram showing a relationship between transmission distance and timing jitter.

【図11】 本発明の第2の実施形態例を説明する図で
ある。
FIG. 11 is a diagram illustrating a second exemplary embodiment of the present invention.

【図12】 本発明の第3の実施形態例を説明する図で
ある。
FIG. 12 is a diagram illustrating a third exemplary embodiment of the present invention.

【図13】 本発明の第4の実施形態例を説明する図で
ある。
FIG. 13 is a diagram illustrating a fourth exemplary embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 光パルス送信器 2 光受信器 3,3a,3b,3c,3d 伝送用分散減少光ファイ
バ(DDF) 4,4a,4b,4c 光増幅器 5,5a,5b,5c 狭帯域光フィルタ(光フィル
タ) 6 光周波数シフタ 7,7a,7b,7c,7d 分布型光増幅ファイバ
1 Optical pulse transmitter 2 Optical receiver 3,3a, 3b, 3c, 3d Dispersion decreasing optical fiber (DDF) 4, 4a, 4b, 4c Optical amplifier 5, 5a, 5b, 5c Narrow band optical filter (optical filter ) 6 Optical frequency shifter 7, 7a, 7b, 7c, 7d Distributed optical amplification fiber

Claims (13)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 長手方向に分散値が減少する光ファイ
バ、光増幅器、及び光フィルタをこの順序に接続した伝
送回路を複数個備えて構成され、 所定の光パルス幅を得るように、前記伝送回路毎に各光
ファイバの分散値減少と各光増幅器の増幅度が設定さ
れ、 前記複数の光フィルタの各中心周波数が伝搬方向に対し
て低周波数側に順次スライドされ、 かつ、前記複数の光ファイバの各平均零分散波長が伝搬
方向に順次増加されることを特徴とする伝送路。
1. A transmission circuit comprising a plurality of transmission circuits in which a dispersion value is reduced in the longitudinal direction, an optical fiber, an optical amplifier, and an optical filter are connected in this order, and the transmission is performed so as to obtain a predetermined optical pulse width. The reduction of the dispersion value of each optical fiber and the amplification factor of each optical amplifier are set for each circuit, the center frequencies of the plurality of optical filters are sequentially slid toward the low frequency side in the propagation direction, and the plurality of optical filters are set. A transmission line characterized in that each mean-zero-dispersion wavelength of the fiber is sequentially increased in the propagation direction.
【請求項2】 請求項1記載の伝送路において、 前記各光ファイバを出力する光信号のパルス幅をその入
力時のパルス幅よりも減少させ、かつ該光ファイバを出
力する光信号のスペクトル幅をその入力時のスペクトル
幅よりも増大させるように、 下記条件を満足するように前記各光ファイバの分散値減
少と各光増幅器の増幅度が設定されることを特徴とする
伝送路 (I)当該光ファイバの分散値減少を当該光ファイバ中
を伝搬する光信号の強度減衰よりも大きくし、かつ、
(II)当該光ファイバの入力光信号のピーク強度P0を P0=0.776(λ3Aeff/π2cn2)D/τ2 で定義される光ピーク強度にする(ただし、λは光信号
波長、Aeffは当該光ファイバの有効コア断面積、cは真
空中の光速、n2は当該光ファイバの非線形定数、Dは
当該光ファイバの入力端における分散値、τは光信号の
パルス幅)。
2. The transmission line according to claim 1, wherein the pulse width of the optical signal output from each optical fiber is made smaller than the pulse width at the time of input, and the spectral width of the optical signal output from the optical fiber. So as to increase the spectrum width at the time of input, the dispersion value reduction of each optical fiber and the amplification degree of each optical amplifier are set so as to satisfy the following conditions: (I) The dispersion value reduction of the optical fiber is made larger than the intensity attenuation of the optical signal propagating in the optical fiber, and
(II) The peak intensity P 0 of the input optical signal of the optical fiber is set to the optical peak intensity defined by P 0 = 0.776 (λ 3 A eff / π 2 cn 2 ) D / τ 2 (where λ Is the optical signal wavelength, A eff is the effective core area of the optical fiber, c is the speed of light in vacuum, n 2 is the nonlinear constant of the optical fiber, D is the dispersion value at the input end of the optical fiber, and τ is the optical signal. Pulse width).
【請求項3】 請求項1記載の伝送路において、 前記各光ファイバを出力する光信号のパルス幅をその入
力時のパルス幅よりも減少させ、かつ該光ファイバを出
力する光信号のスペクトル幅をその入力時のスペクトル
幅よりも増大させるように、 下記条件を満足するように前記各光ファイバの分散値減
少と各光増幅器の増幅度が設定されることを特徴とする
伝送路 (I)当該光ファイバの分散値減少を当該光ファイバ中
を伝搬する光信号の強度減衰と同一にし、かつ、(II)
当該光ファイバの入力光信号のピーク強度P0を P0=0.776(λ3Aeff/π2cn2)D/τ2 で定義される光ピーク強度よりも大きくする(ただし、
λは光信号波長、Aeffは当該光ファイバの有効コア断面
積、cは真空中の光速、n2は当該光ファイバの非線形
定数、Dは当該光ファイバの入力端における分散値、τ
は光信号のパルス幅)。
3. The transmission line according to claim 1, wherein the pulse width of the optical signal output from each of the optical fibers is made smaller than the pulse width at the time of its input, and the spectral width of the optical signal output from the optical fiber. So as to increase the spectrum width at the time of input, the dispersion value reduction of each optical fiber and the amplification degree of each optical amplifier are set so as to satisfy the following conditions: (I) Making the dispersion value reduction of the optical fiber the same as the intensity attenuation of the optical signal propagating in the optical fiber, and (II)
The peak intensity P 0 of the input optical signal of the optical fiber is made larger than the optical peak intensity defined by P 0 = 0.776 (λ 3 A eff / π 2 cn 2 ) D / τ 2 (however,
λ is the optical signal wavelength, A eff is the effective core area of the optical fiber, c is the speed of light in vacuum, n 2 is the nonlinear constant of the optical fiber, D is the dispersion value at the input end of the optical fiber, and τ
Is the pulse width of the optical signal).
【請求項4】 請求項1記載の伝送路において、 前記各光ファイバを出力する光信号のパルス幅をその入
力時のパルス幅よりも減少させ、かつ該光ファイバを出
力する光信号のスペクトル幅をその入力時のスペクトル
幅よりも増大させるように、 下記条件を満足するように前記各光ファイバの分散値減
少と各光増幅器の増幅度が設定されることを特徴とする
伝送路 (I)当該光ファイバの分散値減少を当該光ファイバ中
を伝搬する光信号の強度減衰よりも大きくし、かつ、
(II)当該光ファイバの入力光信号のピーク強度P0を P0=0.776(λ3Aeff/π2cn2)D/τ2 で定義される光ピーク強度よりも大きくする(ただし、
λは光信号波長、Aeffは当該光ファイバの有効コア断面
積、cは真空中の光速、n2は当該光ファイバの非線形
定数、Dは当該光ファイバの入力端における分散値、τ
は光信号のパルス幅)。
4. The transmission line according to claim 1, wherein the pulse width of the optical signal output from each of the optical fibers is made smaller than the pulse width at the time of its input, and the spectral width of the optical signal output from the optical fiber. So as to increase the spectrum width at the time of input, the dispersion value reduction of each optical fiber and the amplification degree of each optical amplifier are set so as to satisfy the following conditions: (I) The dispersion value reduction of the optical fiber is made larger than the intensity attenuation of the optical signal propagating in the optical fiber, and
(II) The peak intensity P 0 of the input optical signal of the optical fiber is made larger than the optical peak intensity defined by P 0 = 0.776 (λ 3 A eff / π 2 cn 2 ) D / τ 2 (however, ,
λ is the optical signal wavelength, A eff is the effective core area of the optical fiber, c is the speed of light in vacuum, n 2 is the nonlinear constant of the optical fiber, D is the dispersion value at the input end of the optical fiber, and τ
Is the pulse width of the optical signal).
【請求項5】 請求項1記載の伝送路において、 分散値が徐々に減少するよう製造された光ファイバを前
記光ファイバとして用いることを特徴とする伝送路。
5. The transmission line according to claim 1, wherein an optical fiber manufactured so that the dispersion value gradually decreases is used as the optical fiber.
【請求項6】 請求項1記載の伝送路において、 分散値の異なる光ファイバを複数接続して前記光ファイ
バを構成することにより、その分散値を伝搬方向に徐々
に減少させることを特徴とする伝送路。
6. The transmission line according to claim 1, wherein a plurality of optical fibers having different dispersion values are connected to form the optical fiber, and the dispersion value is gradually reduced in the propagation direction. Transmission line.
【請求項7】 長手方向に分散値が減少する光ファイ
バ、光増幅器、光周波数シフタ、及び光フィルタをこの
順序に接続した伝送回路を複数個備えて構成され、 所定の光パルス幅を得るように、前記伝送回路毎に各光
ファイバの分散値減少と各増幅器の増幅度が設定され、 かつ、前記複数の光周波数シフタの各出力光の光スペク
トルが各入力光スペクトルに対して高周波数側であるこ
とを特徴とする伝送路。
7. An optical fiber, an optical amplifier, an optical frequency shifter, and an optical filter, which are connected in this order in the order of decreasing the dispersion value in the longitudinal direction, are provided to obtain a predetermined optical pulse width. In addition, the dispersion value reduction of each optical fiber and the amplification degree of each amplifier are set for each transmission circuit, and the optical spectrum of each output light of the plurality of optical frequency shifters is higher than that of each input optical spectrum. A transmission line characterized by:
【請求項8】 伝搬方向に利得を持つ分布型光増幅器で
ある光ファイバ、及び光フィルタからなる伝送回路を複
数個備えて構成され、 前記複数の光フィルタの各中心周波数が伝搬方向に低周
波数側に順次スライドされ、 かつ、前記複数の光ファイバの各平均零分散波長が伝搬
方向に順次増加されることを特徴とする伝送路。
8. An optical fiber, which is a distributed optical amplifier having a gain in the propagation direction, and a plurality of transmission circuits each including an optical filter, and each center frequency of the plurality of optical filters is a low frequency in the propagation direction. A transmission line characterized in that the mean zero dispersion wavelength of each of the plurality of optical fibers is sequentially increased in the propagation direction.
【請求項9】 請求項8記載の伝送路において、 前記各光ファイバを出力する光信号のパルス幅を入力時
のパルス幅よりも減少させ、当該光ファイバを出力する
光信号のスペクトル幅を入力時のスペクトル幅よりも増
大させるように、下記条件を満足するように前記各光フ
ァイバの増幅度が設定されることを特徴とする伝送路 (I)前記複数の光ファイバの各増幅度が伝搬方向に順
次増大され、かつ(II)前記複数の光ファイバの入力光
信号のピーク強度P0を P0=0.776(λ3Aeff/π2cn2)D/τ2 で定義される光ピーク強度にする(ただし、λは光信号
波長、Aeffは当該光ファイバの有効コア断面積、cは真
空中の光速、n2は当該光ファイバの非線形定数、Dは
当該光ファイバの入力端における分散値、τは光信号の
パルス幅)。
9. The transmission line according to claim 8, wherein the pulse width of the optical signal output from each of the optical fibers is made smaller than the pulse width at the input, and the spectral width of the optical signal output from the optical fiber is input. The transmission path is characterized in that the amplification factor of each of the optical fibers is set so as to satisfy the following condition so as to increase the spectrum width more than the time. (I) Each amplification factor of the plurality of optical fibers propagates. Direction, and (II) the peak intensity P 0 of the input optical signals of the plurality of optical fibers is defined by P 0 = 0.776 (λ 3 A eff / π 2 cn 2 ) D / τ 2. Optical peak intensity (where λ is the optical signal wavelength, A eff is the effective core area of the optical fiber, c is the speed of light in vacuum, n 2 is the nonlinear constant of the optical fiber, and D is the input of the optical fiber. The dispersion value at the edge, τ is the pulse width of the optical signal).
【請求項10】 請求項8記載の伝送路において、 前記各光ファイバを出力する光信号のパルス幅を入力時
のパルス幅よりも減少させ、当該光ファイバを出力する
光信号のスペクトル幅を入力時のスペクトル幅よりも増
大させるように、下記条件を満足するように前記各光フ
ァイバの増幅度が設定されることを特徴とする伝送路 (I)前記複数の光ファイバの各増幅度が伝搬方向で一
定にされ、かつ(II)前記複数の光ファイバの入力光信
号のピーク強度P0を P0=0.776(λ3Aeff/π2cn2)D/τ2 で定義される光ピーク強度より大きくする(ただし、λ
は光信号波長、Aeffは当該光ファイバの有効コア断面
積、cは真空中の光速、n2は当該光ファイバの非線形
定数、Dは当該光ファイバの入力端における分散値、τ
は光信号のパルス幅)。
10. The transmission path according to claim 8, wherein the pulse width of the optical signal output from each of the optical fibers is made smaller than the pulse width at the input, and the spectral width of the optical signal output from the optical fiber is input. The transmission path is characterized in that the amplification factor of each of the optical fibers is set so as to satisfy the following condition so as to increase the spectrum width more than the time. (I) Each amplification factor of the plurality of optical fibers propagates. Direction, and (II) the peak intensity P 0 of the input optical signals of the plurality of optical fibers is defined by P 0 = 0.776 (λ 3 A eff / π 2 cn 2 ) D / τ 2. Greater than optical peak intensity (however, λ
Is the optical signal wavelength, A eff is the effective core area of the optical fiber, c is the speed of light in vacuum, n 2 is the nonlinear constant of the optical fiber, D is the dispersion value at the input end of the optical fiber, and τ
Is the pulse width of the optical signal).
【請求項11】 請求項8記載の伝送路において、 前記各光ファイバを出力する光信号のパルス幅を入力時
のパルス幅よりも減少させ、当該光ファイバを出力する
光信号のスペクトル幅を入力時のスペクトル幅よりも増
大させるように、下記条件を満足するように前記各光フ
ァイバの増幅度が設定されることを特徴とする伝送路 (I)前記複数の光ファイバの各増幅度が伝搬方向に順
次増大され、かつ(II)前記複数の光ファイバの入力光
信号のピーク強度P0を P0=0.776(λ3Aeff/π2cn2)D/τ2 で定義される光ピーク強度より大きくする(ただし、λ
は光信号波長、Aeffは当該光ファイバの有効コア断面
積、cは真空中の光速、n2は当該光ファイバの非線形
定数、Dは当該光ファイバの入力端における分散値、τ
は光信号のパルス幅)。
11. The transmission line according to claim 8, wherein the pulse width of the optical signal output from each of the optical fibers is made smaller than the pulse width at the input, and the spectral width of the optical signal output from the optical fiber is input. The transmission path is characterized in that the amplification factor of each of the optical fibers is set so as to satisfy the following condition so as to increase the spectrum width more than the time. (I) Each amplification factor of the plurality of optical fibers propagates. Direction, and (II) the peak intensity P 0 of the input optical signals of the plurality of optical fibers is defined by P 0 = 0.776 (λ 3 A eff / π 2 cn 2 ) D / τ 2. Greater than optical peak intensity (however, λ
Is the optical signal wavelength, A eff is the effective core area of the optical fiber, c is the speed of light in vacuum, n 2 is the nonlinear constant of the optical fiber, D is the dispersion value at the input end of the optical fiber, and τ
Is the pulse width of the optical signal).
【請求項12】 伝搬方向に利得を持つ分布型光増幅器
である光ファイバ、光周波数シフタ、及び光フィルタを
この順序に接続した伝送回路を複数個備えて構成され、 所定の光パルス幅を得るように、前記伝送回路毎に各増
幅器の増幅度が設定され、 かつ、前記複数の光周波数シフタの各出力光の光スペク
トルが各入力光スペクトルに対して高周波数側であるこ
とを特徴とする伝送路。
12. A distributed optical amplifier having a gain in the propagation direction, an optical fiber, an optical frequency shifter, and an optical filter are connected in this order to form a plurality of transmission circuits, and a predetermined optical pulse width is obtained. Thus, the amplification degree of each amplifier is set for each of the transmission circuits, and the optical spectrum of each output light of the plurality of optical frequency shifters is on the high frequency side with respect to each input optical spectrum. Transmission line.
【請求項13】 光送信装置と、 該光送信装置に接続された請求項1〜12のいずれか1
項に記載の伝送路と、 該伝送路に接続された光受信装置から構成されることを
特徴とする伝送システム。
13. An optical transmitter, and any one of claims 1 to 12 connected to the optical transmitter.
And a light receiving device connected to the transmission line.
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