JPS5851636A - 光伝送方式 - Google Patents
光伝送方式Info
- Publication number
- JPS5851636A JPS5851636A JP56149631A JP14963181A JPS5851636A JP S5851636 A JPS5851636 A JP S5851636A JP 56149631 A JP56149631 A JP 56149631A JP 14963181 A JP14963181 A JP 14963181A JP S5851636 A JPS5851636 A JP S5851636A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- light
- optical fiber
- optical
- signal
- wavelength
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04B—TRANSMISSION
- H04B10/00—Transmission systems employing electromagnetic waves other than radio-waves, e.g. infrared, visible or ultraviolet light, or employing corpuscular radiation, e.g. quantum communication
- H04B10/29—Repeaters
- H04B10/291—Repeaters in which processing or amplification is carried out without conversion of the main signal from optical form
- H04B10/2912—Repeaters in which processing or amplification is carried out without conversion of the main signal from optical form characterised by the medium used for amplification or processing
- H04B10/2916—Repeaters in which processing or amplification is carried out without conversion of the main signal from optical form characterised by the medium used for amplification or processing using Raman or Brillouin amplifiers
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
- H01S3/00—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
- H01S3/30—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range using scattering effects, e.g. stimulated Brillouin or Raman effects
- H01S3/302—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range using scattering effects, e.g. stimulated Brillouin or Raman effects in an optical fibre
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- Optics & Photonics (AREA)
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- Optical Communication System (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、光フアイバ内で生じる非線形効果を利用して
長距離の光伝送を可能とした光伝送方式ｒｃＩｌｌする
ものである。
長距離の光伝送を可能とした光伝送方式ｒｃＩｌｌする
ものである。
従来の光伝送方式としては、半導体レーザへの注入電流
に信号【載せて直接半導体レーザを変調するか、半導体
レーザや固体レーザを連続発振させてそのレーず光をＬ
ｉＮ１＋ＯｍやＫＤＰ等からなる外部変調器で変調して
から光ファイバに導入することが行われていた。これら
の方式では、光フアイバ出射端での光パワーレベルは光
ファイバの損失と入射端光ツァイパ内の光パワーレベル
とから決定され、これにより敷設できる光７アイパの長
さが決定される。このような光伝送方式を用いて、１１
００ｋ以上の光フアイバ伝送を実現するには、現状のツ
アイパの損失を考慮すると、極力光パワーレベルの高い
レーザ光を光フアイバ内に導入しなければならない。し
かし、現状の半導体レーずでは大きな出力管期待するこ
とは難しい問題があった― そこで、本発明の目的は、このような間ｇを解決すべく
、光フアイバ内で住じる非ｉｉ形効果を利用して、進行
波光増幅機能を持たせて光伝送を行うようにした新規な
光伝送方式上提供することにある。
に信号【載せて直接半導体レーザを変調するか、半導体
レーザや固体レーザを連続発振させてそのレーず光をＬ
ｉＮ１＋ＯｍやＫＤＰ等からなる外部変調器で変調して
から光ファイバに導入することが行われていた。これら
の方式では、光フアイバ出射端での光パワーレベルは光
ファイバの損失と入射端光ツァイパ内の光パワーレベル
とから決定され、これにより敷設できる光７アイパの長
さが決定される。このような光伝送方式を用いて、１１
００ｋ以上の光フアイバ伝送を実現するには、現状のツ
アイパの損失を考慮すると、極力光パワーレベルの高い
レーザ光を光フアイバ内に導入しなければならない。し
かし、現状の半導体レーずでは大きな出力管期待するこ
とは難しい問題があった― そこで、本発明の目的は、このような間ｇを解決すべく
、光フアイバ内で住じる非ｉｉ形効果を利用して、進行
波光増幅機能を持たせて光伝送を行うようにした新規な
光伝送方式上提供することにある。
かかる目的を達成するために、本発明では、連続発振す
る第１レーザ光を、光フアイバ内で生じる誘導ラマン発
振の閾値以下でｍ導うマン利得を与える光強度に設定し
て前記光ファイバに導入し。
る第１レーザ光を、光フアイバ内で生じる誘導ラマン発
振の閾値以下でｍ導うマン利得を与える光強度に設定し
て前記光ファイバに導入し。
および誘導ラマン発振によって生じる高次の項を含むス
トークス光の波長のいずれかに相当する波長を有する第
コレーザ光に伝送すべき信号を載せて、前記誘導ラマン
利得を与える第１レーザ光と重畳させて前記光ファイバ
に導入し、前記光フアイバ出力端には前記伝送すべき信
号を載せた第コレーザ光の波長のみが通過する光フィル
タを配設し、該光フィルタを通過した光を検出すること
によって、光信号の送受信ｔ−行う。
トークス光の波長のいずれかに相当する波長を有する第
コレーザ光に伝送すべき信号を載せて、前記誘導ラマン
利得を与える第１レーザ光と重畳させて前記光ファイバ
に導入し、前記光フアイバ出力端には前記伝送すべき信
号を載せた第コレーザ光の波長のみが通過する光フィル
タを配設し、該光フィルタを通過した光を検出すること
によって、光信号の送受信ｔ−行う。
以下に図面を参照して本発明の詳細な説明する。
第１図は本発明光伝送方式の構成例を示し、ここでＩは
図示波形の如く連続発振するボ／ピング光伽、奮発生す
るレーザ光源、コは光フアイバ内でポンピング光から誘
導ラマン発振によって発生する高次の項を含むストーク
ス光の波長のいずれかに相当する波長のレーザ光６＃１
を発生するレーダ光源で、とのレーザ光には伝送すべき
信号３が図示１！８の如く載っている。参は光源Ｉとコ
の出力光を合成する合波器、！は合波器部からの光を伝
送する光７アイパ、６は光ファイバ！の出射端値に配置
され、光源−からのレーザ光（ストークス光）の波長と
同一波長の光のみ管通過させるフィルタ、γはフィルタ
１からの出力光を受ける光検出器、例えばＧ・−ＡＰＤ
である。光源ｌからのレーザ光の光強度は、光ファイバ
！内で生じる誘導ラマン発振の閾値以下で誘導ラマン利
得１与える大きさに定めておく。
図示波形の如く連続発振するボ／ピング光伽、奮発生す
るレーザ光源、コは光フアイバ内でポンピング光から誘
導ラマン発振によって発生する高次の項を含むストーク
ス光の波長のいずれかに相当する波長のレーザ光６＃１
を発生するレーダ光源で、とのレーザ光には伝送すべき
信号３が図示１！８の如く載っている。参は光源Ｉとコ
の出力光を合成する合波器、！は合波器部からの光を伝
送する光７アイパ、６は光ファイバ！の出射端値に配置
され、光源−からのレーザ光（ストークス光）の波長と
同一波長の光のみ管通過させるフィルタ、γはフィルタ
１からの出力光を受ける光検出器、例えばＧ・−ＡＰＤ
である。光源ｌからのレーザ光の光強度は、光ファイバ
！内で生じる誘導ラマン発振の閾値以下で誘導ラマン利
得１与える大きさに定めておく。
光ファイバ！内における誘導ラマンによって生じるスト
ークス光Ｐｓ （Ｌ）は・ Ｐｓ（Ｌ）閣！易（０） 、”ｏＬ（１）となる、但し
、Ｌは光ファイバの実効長であり、１、 謬（／ −１
″″”）／ａ （２）で表わされる。
ークス光Ｐｓ （Ｌ）は・ Ｐｓ（Ｌ）閣！易（０） 、”ｏＬ（１）となる、但し
、Ｌは光ファイバの実効長であり、１、 謬（／ −１
″″”）／ａ （２）で表わされる。
ここで、Ｐｓ（（７）は光フアイバ入射端におけるスト
ークス光のパワー、！は光ファイバ長、αは光ファイバ
の損失、Ｇは誘導ラマン利得、工０はポンピング光のパ
ワー密度である０例えば、光ファイバ５として、α＝
ｏ、 ｚ ｄｉｄ／ｌａ＝ ＋ １− ＩＤＯ＆２Ｉの
石英系ファイバを考える。石英系光ファイバの場合、Ｑ
−０，タコｘｔｏ ａｍ／Ｗとなる（ Ｙ、 ８ａｓ
ａｋｌ他、 ］ｌｆｌ＠ｏｔｒｏｎｉｅｓ Ｌｅｔｔ＠
ｒ、 Ｖｏｌ、 ／７． ％ｒ。
ークス光のパワー、！は光ファイバ長、αは光ファイバ
の損失、Ｇは誘導ラマン利得、工０はポンピング光のパ
ワー密度である０例えば、光ファイバ５として、α＝
ｏ、 ｚ ｄｉｄ／ｌａ＝ ＋ １− ＩＤＯ＆２Ｉの
石英系ファイバを考える。石英系光ファイバの場合、Ｑ
−０，タコｘｔｏ ａｍ／Ｗとなる（ Ｙ、 ８ａｓ
ａｋｌ他、 ］ｌｆｌ＠ｏｔｒｏｎｉｅｓ Ｌｅｔｔ＠
ｒ、 Ｖｏｌ、 ／７． ％ｒ。
ｐｐ、 １１１−３１４ （／デｒｔ））。今、Ｐｓ（
Ｌ）／Ｐｇ（の；／、／とすればコア径７μｍの単一モ
ード光ファイバではＩｏ−４ｍＷとなり、これは現在用
いられている半導体レーザでも十分間に合う値である。
Ｌ）／Ｐｇ（の；／、／とすればコア径７μｍの単一モ
ード光ファイバではＩｏ−４ｍＷとなり、これは現在用
いられている半導体レーザでも十分間に合う値である。
一方・ＩＩ！Ｉラマン発振におけるポンピング光の波長
λｐとストークス光の波長λ目は魁 λｌｆｉλｐ／（／−ｍΔνλｐ ）
（３）で表わされる。ここで、ｍは整数、Δνは波数で
石英ファイバの場合にはΔν＝＝＋＝＃ｔｏα である
―誘導ラマン発振とは、ひとつの光源からポンピング光
とは波長の異なるストークス光が発生する現象であるが
、１７Ｉｃｌに示した構成では、ポンピング光・ｐに別
の光源としてのストークス光ω１を合波することによっ
て、ポンピング光よりエネルギーを吸収して入射ストー
クス光が進行波的に増幅されていく、第１図はポンピン
グ光ωｐとしてＹＡＧレーザ−スイッチ・モードロック
光（波長／、０４μｒｔｈ ） ｔ−７５−のＷＡＤ
（気相軸付法）による光ファイバに導入したときのスト
ークス光ω１．ω鵞。
λｐとストークス光の波長λ目は魁 λｌｆｉλｐ／（／−ｍΔνλｐ ）
（３）で表わされる。ここで、ｍは整数、Δνは波数で
石英ファイバの場合にはΔν＝＝＋＝＃ｔｏα である
―誘導ラマン発振とは、ひとつの光源からポンピング光
とは波長の異なるストークス光が発生する現象であるが
、１７Ｉｃｌに示した構成では、ポンピング光・ｐに別
の光源としてのストークス光ω１を合波することによっ
て、ポンピング光よりエネルギーを吸収して入射ストー
クス光が進行波的に増幅されていく、第１図はポンピン
グ光ωｐとしてＹＡＧレーザ−スイッチ・モードロック
光（波長／、０４μｒｔｈ ） ｔ−７５−のＷＡＤ
（気相軸付法）による光ファイバに導入したときのスト
ークス光ω１．ω鵞。
・−・・・の励起状況を示す、この場合に多く見られる
スペクトツム光ω１．ω！ ｌ ””−は高次のストー
クス光および反ストークス光である。第２図から分かる
ように、ストークス光のスペクトラムはポンピング光に
比べて拡がっている。このことは、第１図の装置におけ
る増幅すべきストークス光のスペクトラムの波長制御性
は厳しくないことを示している。
スペクトツム光ω１．ω！ ｌ ””−は高次のストー
クス光および反ストークス光である。第２図から分かる
ように、ストークス光のスペクトラムはポンピング光に
比べて拡がっている。このことは、第１図の装置におけ
る増幅すべきストークス光のスペクトラムの波長制御性
は厳しくないことを示している。
例えば−一次のストークス光ωＫを石英ツアイパの零分
散であるλ虐：３Ｅ１．３コμｍにすると、（３）式よ
りポンピング光ωｐの波長はλｐ ＝ ／、２１１４１
μｍとなる。したがって、合波６ｓによりこの波長λｐ
の連続発振ポンピング光ωｐにストークス光−６の信号
を載せて第１図に示すように送信すれば、信号光である
ストークス光は光ファイバ！の損失によって減衰するが
、ポンピング光よりエネルギー′ｌｔｇ＆収するので、
光フアイバ出射端における信号光は、ポンピング光の無
い伏線に比べ光パワーレベルの減少を小さくでき、従っ
て第１図の方式は長距離光ファイバの光伝送に極めて好
適である。
散であるλ虐：３Ｅ１．３コμｍにすると、（３）式よ
りポンピング光ωｐの波長はλｐ ＝ ／、２１１４１
μｍとなる。したがって、合波６ｓによりこの波長λｐ
の連続発振ポンピング光ωｐにストークス光−６の信号
を載せて第１図に示すように送信すれば、信号光である
ストークス光は光ファイバ！の損失によって減衰するが
、ポンピング光よりエネルギー′ｌｔｇ＆収するので、
光フアイバ出射端における信号光は、ポンピング光の無
い伏線に比べ光パワーレベルの減少を小さくでき、従っ
て第１図の方式は長距離光ファイバの光伝送に極めて好
適である。
ここで、ポンピング光を連続発振させる理由は。
ポンピング光とストークス光の位相速度の相違があるた
めで、パルス化されたストークス光が光ファイバｊ内の
どこでもポンピング光からエネルギー供給を受けられる
ようにするためである。光伝送としてこの方法を用いる
場合、ストークス光を大幅に増幅する必要はないから、
上述したようにポンピング光は小さくてよい。しかし、
より長距離の光伝送を行う場合には、ポンピング光のパ
ワー１大きくする方がよいこと勿論である。但し、その
場合、ポンピング光のみで強いストークス光を発生する
ような高いパワーレベルでは信号光の劣化を招くので、
当然パワーレベルには上限があり、これは実験により求
められる。なお、光源ｌ。
めで、パルス化されたストークス光が光ファイバｊ内の
どこでもポンピング光からエネルギー供給を受けられる
ようにするためである。光伝送としてこの方法を用いる
場合、ストークス光を大幅に増幅する必要はないから、
上述したようにポンピング光は小さくてよい。しかし、
より長距離の光伝送を行う場合には、ポンピング光のパ
ワー１大きくする方がよいこと勿論である。但し、その
場合、ポンピング光のみで強いストークス光を発生する
ような高いパワーレベルでは信号光の劣化を招くので、
当然パワーレベルには上限があり、これは実験により求
められる。なお、光源ｌ。
コとしては固体レーザ、気体レーザ、半導体レーザのい
ずれをも用い得るが、波長の同調には半導体レーザが好
適である。
ずれをも用い得るが、波長の同調には半導体レーザが好
適である。
以上説明したように、本発明によれば、入力信号光のパ
ワーが小さくても、防電ラマン利得によってポンピング
光の光エネルギーを光フアイバ内で進行波的［！１収し
て増幅するので、長距離光伝送が可能となる。
ワーが小さくても、防電ラマン利得によってポンピング
光の光エネルギーを光フアイバ内で進行波的［！１収し
て増幅するので、長距離光伝送が可能となる。
第１−は本発明光伝送方式の構成の一例を示すブロック
線−５Ｍ２図はポンピング光ωｐによって光フアイバ内
に発生した誘導ラマン光の各波長ならびにこれらの和周
波光の光パワー分布を示す特性−−図である。 ｌ・・・ポンピング光源、 コ・・・ボンピング光源によって発生する誘導２マン光
のストークス光の波長に相当する光源、Ｊ・・・信号源
。
線−５Ｍ２図はポンピング光ωｐによって光フアイバ内
に発生した誘導ラマン光の各波長ならびにこれらの和周
波光の光パワー分布を示す特性−−図である。 ｌ・・・ポンピング光源、 コ・・・ボンピング光源によって発生する誘導２マン光
のストークス光の波長に相当する光源、Ｊ・・・信号源
。
Claims (1)
- 連続発振する第１レーザ光１１１光フアイバ内で生じる
誘導ラマン発振の閾値以下で誘導２マン利得會与える光
強度に設定して前記光ファイバに導入し、および誘導ラ
マン発振によって生じる高次の項を含むストークス光の
波長のいずれかに相当する波長を有する第２レーザ光に
伝送すべき信号聖職せて、前記ＷＩｊ導ラマン利得を与
える第１レーダ光と重畳させて前記光ファイバに導入し
・前記光フアイバ出力端には前記伝送すべき信号を載せ
た＃！コレーザ光の波長のみが通過する光フィルタを配
設し、該光フィルタｔ−通過した光を検出することによ
って、光信号の送受信を行うことを特級とする光伝送方
式。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56149631A JPS5851636A (ja) | 1981-09-24 | 1981-09-24 | 光伝送方式 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56149631A JPS5851636A (ja) | 1981-09-24 | 1981-09-24 | 光伝送方式 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5851636A true JPS5851636A (ja) | 1983-03-26 |
Family
ID=15479442
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP56149631A Pending JPS5851636A (ja) | 1981-09-24 | 1981-09-24 | 光伝送方式 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5851636A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0342637A (ja) * | 1989-07-10 | 1991-02-22 | Furukawa Electric Co Ltd:The | 光信号増幅方式 |
| JPH03195221A (ja) * | 1989-12-25 | 1991-08-26 | Hitachi Cable Ltd | 光多重分配装置 |
| US5229876A (en) * | 1990-03-26 | 1993-07-20 | At&T Bell Laboratories | Telemetry for optical fiber amplifier repeater |
-
1981
- 1981-09-24 JP JP56149631A patent/JPS5851636A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0342637A (ja) * | 1989-07-10 | 1991-02-22 | Furukawa Electric Co Ltd:The | 光信号増幅方式 |
| JP2749645B2 (ja) * | 1989-07-10 | 1998-05-13 | 古河電気工業株式会社 | 光信号増幅方式 |
| JPH03195221A (ja) * | 1989-12-25 | 1991-08-26 | Hitachi Cable Ltd | 光多重分配装置 |
| US5229876A (en) * | 1990-03-26 | 1993-07-20 | At&T Bell Laboratories | Telemetry for optical fiber amplifier repeater |
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