JP3501824B2 - 非常に長い距離にわたってソリトンの流れを送るための光学的伝送方法および装置 - Google Patents

非常に長い距離にわたってソリトンの流れを送るための光学的伝送方法および装置

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    • H04B10/2507—Arrangements specific to fibre transmission for the reduction or elimination of distortion or dispersion
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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、非常に長い距離にわた
ってソリトンを送るための光学的伝送方法および装置に
関するものである。
【０００２】
【従来の技術】光パルスは、ドープされたファイバ、お
よび半導体増幅器、ラマン増幅器、パラメトリック増幅
器等のような光増幅器の開発により、現在は大陸間距離
にわたって光ファイバで伝送できる。それらの増幅器に
より、電子的再生器よりはるかに高いビット伝送速度、
およびはるかに低いコストでデータ伝送が可能にされ
る。図１は、光増幅器Ａ０を備える送波器Ｅと受波器Ｒ
の間の伝送装置の線図的表現である。この装置は、光パ
ルスを伝送するために相互接続されている単一モード光
ファイバの多数の区間Ｔf を含む。この装置は、光パル
スを電気的パルスへ変換することなしに、光エネルギー
を増幅装置に注入することにより光パルスを増幅する装
置も含む。光増幅は光ファイバの全長に沿って「分布さ
せる」ことができ（たとえば、ラマン増幅器、および低
濃度にドープされたファイバ増幅器の場合におけるよう
に）、または伝送装置の特性に応じて２５〜１５０ｋｍ
程度隔てられる比較的小型のモジュールで「集中させ
る」ことができる。
【０００３】しかし、光増幅は伝送される信号の形を変
えず、したがって伝播する各パルスの歪みは累積される
ために、伝送の信頼性が制約される。光パルスは、歪み
を引き起こす２つの物理現象、すなわち、光ファイバの
色分散および光学適否直線性、により通常影響を受け
る。
【０００４】しかし、「ソリトン」と呼ばれる特殊な光
パルスが存在する。そのソリトンの形および強さの特性
は、２種類の歪み（色および非直線）を打ち消すことが
できないようなものである。その打ち消しは、光ファイ
バの色分散が不規則で、群速度分散に対して負の係数を
有する。現在用いられているシリカガラスでは、この条
件は、１．５μｍの波長付近でいわゆる「最小減衰」窓
において満足される。光ファイバ内の光パルスの伝播は
非線形シュレディンガー方程式により表現される。その
中において電界の輪郭が双曲線関数の正接の形（sech x
=1/cosh x ）である光パルスがその方程式の特別解であ
って、ソリトンを構成する。したがって、それらの光ソ
リトンは、周期的増幅により減衰が補償されるならば、
大陸間の距離にわたって光ファイバ内部を伝播できる。
ソリトンを用いる光通信装置の現在の技術状態および性
能が下記の文献に記載されている。
【０００５】［１］エバンゲライデス（Ｓ. Ｇ.Evangel
ides) 、モレンアウアー（L.F.Mollenauer) 、ゴードン
（J.P.Gordon) 、バーガノ（n.s.Bergano)著「ソリトン
による偏光多重化（Poralization multiplexing with s
olitons)」、ジャーナル・オブ・ライトウエーブ・テク
ノロジー（Journal of Lightwave Technology)」vol.1
0、２８〜３５（１９９２）。
【０００６】［２］Ｍ. なかざわ、Ｋ. すずき、Ｅ．や
まだ、Ｈ．くぼた著「エルビウムをドープされたファイ
バ増幅器を用いた５００ｋｍにわたる２０Ｇビット／秒
ソリトン伝送における非直線相互作用の観察（Observat
ion of nonlinear interaction in 20 Gbits/s soliton
transmission over 500km using erbium-doped fiber
amplifiers」、エレクトロニクス・レタース（Electron
ics Letters)、vol.27、１６６２〜１６６３（１９９
１）． ［３］モレンアウアー（L.F.Mollenauer) 、ニューベル
ト（M.J.Newbelt)、エバンゲライデス（Ｓ. Ｇ.Evangel
ides) 、ゴードン（J.P.Gordon) 、シンプソン（J.R.Si
mpson)、コーヘン（L.G.Cohen)著「分散シフトされたフ
ァイバ中の１００００ｋｍを超えるソリトン伝送の実験
的研究（Experimental study of soliton transmission
over more than 10000km in dispersion-shifted faib
er )」、オプチックス・レターズ(Optics Letters)」vo
l.15、１２０３〜１２０５（１９９０）． 従来技術には下記のような欠点がある。
【０００７】ソリトン伝送のために現在用いられている
振幅変調は全てか無か（オン−オフキーイング）（ＯＯ
Ｋ）型であり、時間窓（クロックにより定められる時間
間隔であって、「ビット期間」としても知られている）
の中にパルスが存在することは２進数の１を表し、存在
しないことは２進数の０を表す。したがって、２進数の
１１を伝送することは２個のソリトンを連続する２つの
ビット期間内にファイバへ送り込むことになる。２個の
ソリトンのおのおのにとって、他のソリトンが存在する
ことは色歪みおよび非直線歪みの間の微妙な平衡を乱す
から、これはソリトンの間の相互作用として示される。
それらのソリトンは伝播するにつれて合体して周期的に
分離する。ソリトンの間の最初の分離ｑo がソリトン３
個分の幅LSであるとすると（ｑo ＝３LS、ソリトン幅は
最大の半分におけるパルスの全幅として定められる）、
パルスは４５０ｋｍ伝播した後は合体する。これは３５
０ｋｍより遠方における復号の信頼性を低下させること
になる（参考文献［２］を参照されたい）。１００００
ｋｍ以上の距離（この場合の合体距離は１３０００ｋｍ
である）を確実に伝送させるためには最初の分離がｑo
＝６LSである必要がある（参考文献［３］を参照された
い）。したがって、伝送距離を制限するばかりでなく、
ソリトンの間の相互作用はビット期間に対する最小値に
対して作用する。これはビット伝送速度を制約する。
【０００８】ソリトン伝送のビット伝送速度および距離
に対する第２の制約は、パルスの流れの光学的増幅に際
して導入されるノイズの結果もたらされるものである。
そのノイズはソリトンの速さのランダムな成分として通
常表されて、受信端においてビット期間フレーム内のソ
リトンの位置をいくらか不確定にする。したがって、信
頼できる伝送のための距離およびビット伝送速度は、増
幅ノイズによるソリトンのジッタがビット伝送速度の一
部を超えないような値に制約される（これはドン＝ハウ
ス限界である、下記の参考文献［４］を参照された
い）。
【０００９】［４］ゴードン（J.P.Gordon) 、ハウス
（H.A.Haus) 著「光ファイバ伝送におけるコヒーレント
に増幅されたソリトンの不規則な動き（Random walk of
coherently amplified solitons in optical fiber tr
ansmission) 」、オプチカル・レターズ（Optical Lett
ers)、vol.11、６６５〜６６７（１９８６）。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、デー
タ伝送距離とビット伝送速度の少なくとも一方を増大さ
せるためにソリトンの間の相互作用を補償できるソリト
ン通信装置を得ることである。それらの相互作用を補償
することにより隣接するパルスの合体が無くされ、増幅
ノイズによる分離しているソリトンに影響を及ぼすジッ
タのような、速さおよび位置の不規則な変動において移
行するソリトンの強固な流れを生ずる。
【００１１】本発明は、ソリトンの間の相互作用の補償
を保持し、パルス流の安定な特性を大きく保持するデー
タ符号化法を含む。
【００１２】ソリトンの安定な流れを伝送するという要
求に適合する光パルス送波器および受波器の実施例も説
明する。
【００１３】ソリトンの安定な流れによる光通信を１つ
または複数のデータ伝送チャネルで行うことができる。
装置が２つ以上の伝送チャネルを含むとすると、それら
のチャネルは時分割多重化される。
【００１４】１つの面においては、少なくとも１つの光
パルスの流れを発生する過程と、前記流れの光パルスを
符号化して伝送すべきデータをそれへ導入する過程と、
符号化された前記光パルスの流れを単一モード光ファイ
バ内へ注入すなわち結合する過程と、符号化された前記
光パルスの流れをソリトン・パルスの態様で前記単一モ
ード光ファイバ内を伝播させる過程と、ソリトン・パル
スが光ファイバ内を伝播している間にそれらのソリトン
・パルスを増幅する過程と前記ソリトンの流れを受ける
過程と、を備え、各前記光パルスは時間窓内を送られ、
連続する時間窓は隣接し、かつ同じ持続時間であり、光
パルスは同じ形および同じ振幅を有し、その振幅は、光
パルスの流れが前記単一モード光ファイバ内を伝播する
時に、ソリトン・パルスを得るために必要なしきい値よ
り大きく、単一モード光ファイバはパルスの光波長にお
いて非直線屈折率と不規則な群速度ばらつきを有する、
非常に長い距離にわたってソリトンの流れを送るための
光学的伝送方法において、発生過程の後で、各ソリトン
と、そのソリトンの直前のソリトンおよび直後のソリト
ンとの間に反発性の相互作用を導入することによって、
時間窓の内部の各ソリトンを安定にすることにより、前
記ソリトンの流れを安定にすることを特徴とする非常に
長い距離にわたってソリトンの流れを送るための光学的
伝送方法にある。
【００１５】本発明の好適な実施例においては、反発性
の相互作用を導入することによって前記ソリトンの流れ
を安定にする過程は、ソリトンの光学的位相変調によ
り、連続するソリトンの間で相対的な位相にπラジアン
の交番を導入して、位相の交番により安定された流れを
生ずることにより得られる。
【００１６】上記実施例の好適な変更においては、前記
符号化は、ソリトンの偏光変調により行って、ソリトン
の流れの安定にされた性質、すなわち、隣接するソリト
ンの間の安定にする相互作用の反発性を保存することに
より行う。
【００１７】上記変更の好適な実現においては、前記符
号化を、変調値による２進符号化と、Ｍを２より大きい
数として、Ｍ個の変調値による分散符号化と、連続する
変調値によるアナログ符号化とを備える群から選択す
る。
【００１８】本発明に従って、前記ソリトンの流れの受
信は、ソリトンを符号化する変調と、ソリトンを安定に
する変調との間で弁別する過程を備える。
【００１９】本発明の方法の好適な実施例に従って、前
記光パルスの流れの発生が、要求された伝送ビット伝送
速度より低いパルス伝送速度を生ずる時に、ｉ）発生さ
れた流れを、Ｎを１より大きい整数として、Ｎ個の同一
のチャネルの間で分割する過程と、ｉｉ）ｑl を発生さ
れた流れのパルスの間の時間間隔として、ｑl ／Ｎに等
しい相対的な遅延時間をＮ個のチャネルの間に導入する
過程と、ｉｉｉ）連続するパルスの間の時間間隔ｑ0 ＝
ｑl ／Ｎが求められているビット伝送速度の時間窓に等
しいような、パルス列を発生するためにＮ個のチャネル
を再結合する過程とにより、発生されるビット伝送速度
の値を求められている伝送ビット伝送速度まで高くし、
Ｎ個のチャネルの再結合後に交番する位相を生ずるプロ
トコルを用いて、再結合の前に、すなわち、Ｎ個のチャ
ネルのおのおのに対して別々に、求められているビット
伝送速度を有するパルスの流れの位相を交番させること
により安定化を行う。
【００２０】本発明に従って、Ｎ個のチャネルを１つの
パルスの流れに再結合した後でそれらのチャネルが１つ
のデータ・チャネルを構成するように、前記プロトコル
に従う再結合の前に、Ｎ個のチャネルのおのおのの符号
化を行う。
【００２１】また本発明に従って、Ｎ個のチャネルのお
のおのに対して独立に行う再結合の前に、Ｎ個のチャネ
ルの符号化を行うことにより独立のデータチャネルを構
成して、Ｎ個のチャネルの再結合の後でＮ個のデータ・
チャネルがインターリーブされて前記独立のチャネルの
伝送を時分割多重化式に行えるようにし、求められてい
るパルス・ビット伝送速度におけるパルスの流れの受信
を、Ｎ個のチャネルにおいて検出する過程により行い、
Ｎ個のチャネルが検出したパルスの受信を時分割多重分
離化により行う。
【００２２】本発明の別の面においては、本発明は、少
なくとも１つの光パルスの流れを発生する手段と、前記
流れの光パルスを符号化して伝送すべきデータをそれへ
導入する手段と、符号化された前記光パルスの流れを単
一モード光ファイバ内へ注入すなわち結合する手段と、
パルスの光波長において非直線屈折率と不規則な群速度
ばらつきを有する単一モード光ファイバを備え、光パル
スをソリトン・パルスの態様で伝播させる手段と、ソリ
トン・パスが光ファイバ内を伝播している間にそれらの
ソリトン・パルスを増幅する手段と、ソリトンの流れを
受け、ソリトンの流れを増幅する手段と、を備え、各前
記光パルスは時間窓内へ送られ、連続する時間窓は隣接
し、かつ同じ持続時間であり、光パルスは同じ形を有
し、および同じ振幅を有し、その振幅は、光パルスの流
れが前記単一モード光ファイバ内を伝播する時に、ソリ
トン・パルスを得るために必要なしきい値より大きい、
非常に長い距離にわたって少なくとも１つのソリトンの
流れを送るための光学的伝送装置において、各ソリトン
と、そのソリトンの直前のソリトンおよび直後のソリト
ンとの間に反発性の相互作用を導入することによって、
時間窓の内部の各ソリトンを安定にすることにより、前
記ソリトンの流れを安定させる手段を更に備える、非常
に長い距離にわたってソリトンの流れを送るための光学
的伝送装置にある。
【００２３】本発明の装置の好適な実施例においては、
反発性の相互作用を導入することによって前記ソリトン
の流れを安定にする手段は、ソリトンの光学的位相変調
により、連続するソリトンの間で相対的な位相にπラジ
アンの交番を導入して、位相の交番により安定された流
れを生ずる少なくとも１つの光学的位相変調器を備え
る。
【００２４】上記実施例の好適な変更に従って、前記符
号化手段は、前記ソリトンの流れの安定にされた性質、
すなわち、隣接するソリトンの間の安定にする相互作用
の反発性を保存するために、少なくとも１つのソリトン
の偏光変調器を備える。
【００２５】本発明に従って、前記ソリトンの流れを受
信する手段は、ソリトンを符号化する変調と、ソリトン
を安定にする変調との間で弁別する手段を備える。
【００２６】本発明の装置の好適な実施例に従って、前
記光パルスの流れを発生する手段が、要求された伝送ビ
ット伝送速度より低いパルス伝送速度を生ずるものとす
ると、ｉ）発生された流れを、Ｎを１より大きい整数と
して、Ｎ個の同一のチャネルの間で分割する手段と、ｉ
ｉ）ｑl を発生された流れのパルスの間の時間間隔とし
て、ｑl ／Ｎに等しい相対的な遅延時間をＮ個のチャネ
ルの間に導入する手段と、ｉｉｉ）連続するパルスの間
の時間間隔ｑ0 ＝ｑl ／Ｎが求められているビット伝送
速度の時間窓に等しいような、パルス列を発生するため
にＮ個のチャネルを再結合する手段と、により、発生さ
れるビット伝送速度の値を求められている伝送ビット伝
送速度まで高くし、求められているビット伝送速度を有
するパルスの流れの位相を交番させることにより安定化
を行う手段は、Ｎ個のチャネルの再結合後に交番する位
相を生ずるプロトコルを用いて、再結合手段の前で、す
なわち、Ｎ個のチャネルのおのおのに対して別々に、動
作する。
【００２７】本発明に従って、Ｎ個のチャネルを１つの
パルスの流れに再結合した後でそれらのチャネルが１つ
のデータ・チャネルを構成するように、前記プロトコル
に従ってＮ個のチャネルのおのおのを別々に再結合する
前に符号化手段は動作する。
【００２８】また本発明に従って、Ｎ個のチャネルのお
のおのに対して独立に行う再結合の前に、Ｎ個のチャネ
ルの符号化を行う手段は動作することにより独立のチャ
ネルを構成して、前記再結合手段はＮ個の独立している
データ・チャネルを多重化するようにし、求められてい
るパルス・ビット伝送速度でパルスの流れを受ける手段
はＮ個のチャネル検出器装置を備え、デマルチプレクサ
はＮ個の独立したデータ・チャネルを受ける。
【００２９】別の面においては、本発明は、少なくとも
１つの光パルスの流れを発生する手段と、前記流れの光
パルスを符号化して伝送すべきデータをそれへ導入する
手段と、符号化された前記光パルスの流れを単一モード
光ファイバ内へ注入すなわち結合する手段とを備え、各
前記光パルスは時間窓の内部を送られ、連続する時間窓
は隣接し、かつ同じ持続時間であり、光パルスは同じ形
および同じ振幅を有し、その振幅は、光パルスの流れが
前記単一モード光ファイバ内を伝播する時に、ソリトン
・パルスを得るために求められるしきい値より大きい、
ソリトンの少なくとも１つの流れを送る送波装置におい
て、各ソリトンと、そのソリトンの直前のソリトンおよ
び直後のソリトンとの間に反発性の相互作用を導入する
ことによって、時間窓の内部の各ソリトンを安定にする
ことにより、前記ソリトンの流れを安定させる手段を更
に備えることを特徴とする少なくとも１つのソリトンの
流れを送るための送波装置にある。
【００３０】本発明の装置の好適な実施例においては、
反発性の相互作用を導入することによって前記ソリトン
の流れを安定にする手段は、連続するソリトンの間で相
対的な位相にπラジアンの交番を生じさせて、位相の交
番により安定にされた流れを生ずる少なくとも１つのソ
リトン光学的位相変調器を備える。
【００３１】上記実施例の好適な変更においては、前記
符号化手段は、前記ソリトンの流れの安定にされた性
質、すなわち、隣接するソリトンの間の安定にする相互
作用の反発性を保存するために、少なくとも１つのソリ
トン偏光変調器を備える。
【００３２】本発明に従って、前記ソリトンの流れを受
ける手段は、ソリトンを符号化する変調とソリトンを安
定にする変調との間で弁別する手段を備える。
【００３３】本発明の装置の好適な実施例に従って、前
記光パルスの流れを発生するための前記手段が、要求さ
れた伝送ビット伝送速度より低いパルス伝送速度を生じ
たとすると、ｉ）発生された流れを、Ｎを１より大きい
整数として、Ｎ個の同一のチャネルの間で分割する手段
と、ｉｉ）ｑL を発生された流れのパルスの間の時間間
隔として、ｑL ／Ｎに等しい相対的な遅延時間をＮ個の
チャネルの間に導入する手段と、ｉｉｉ）連続するパル
スの間の時間間隔ｑ0 ＝ｑL ／Ｎが求められているビッ
ト伝送速度の時間窓に等しいような、パルス列を発生す
るためにＮ個のチャネルを再結合する手段とにより、発
生されるビット伝送速度を求められている伝送ビット伝
送速度まで高くし、求められているビット伝送速度を有
するパルスの流れの位相を交番させることにより安定化
を行う手段は、Ｎ個のチャネルの再結合後に交番する位
相を生ずるプロトコルを用いて、再結合手段の前で、す
なわち、Ｎ個のチャネルのおのおのに対して別々に、動
作する。
【００３４】本発明に従って、Ｎ個のチャネルを１つの
パルスの流れに再結合した後でそれらのチャネルが１つ
のデータ・チャネルを構成するように、前記プロトコル
に従ってＮ個のチャネルのおのおのを別々に再結合する
前に符号化手段は動作する。
【００３５】また本発明に従って、Ｎ個のチャネルのお
のおのに対して独立に行う再結合の前に、Ｎ個のチャネ
ルの符号化を行う手段は動作することにより独立のデー
タ・チャネルを構成して、前記再結合手段はＮ個の独立
しているデータ・チャネルを多重化するようにし、求め
られているパルス・ビット伝送速度でパルスの流れを受
ける手段はＮ個のチャネル検波器装置を備え、デマルチ
プレクサはＮ個の独立に検出されるデータ・チャネルを
受ける。
【００３６】本発明の別の面においては、本発明は、各
ソリトンと、そのソリトンの直前のソリトンおよびその
ソリトンの直後のソリトンとの間に反発性相互作用を導
入することにより、ソリトンを符号化する変調と、ソリ
トンの少なくとも１つの流れを安定させる変調との間で
弁別するための手段を備えることを特徴とするソリトン
の少なくとも１つの流れを受けるための受波器にある。
【００３７】本発明の受波器の第１の好適な実施例にお
いては、ソリトンは、ソリトン光学的位相変調により安
定にされて、連続するソリトンの間の相対的な位相にπ
ラジアンの交番を生じさせて、位相の交番により安定に
される流れを生じ、ソリトンは偏光変調により符号化さ
れ、前記弁別手段は偏光分離器を備える。
【００３８】本発明の受波器の好適な実施例において
は、求められている受波ビット伝送速度より高いソリト
ン伝送ビット伝送速度を有する流れを受けるときは、Ｎ
を１より大きい整数として、Ｎチャネル検波器装置と、
Ｎ個の独立して検出されるチャネルを受けるためのデマ
ルチプレクサとを備える。
【００３９】
【実施例】本発明の伝送方法は位相がπラジアンずれて
いるソリトンの反発を利用することを基にしている。隣
接しているソリトンの間のその反発により、パルス間隔
が安定しており、かつソリトンの合体と増幅のジッタに
強いパルスの強固で周期的な流れを発生できるようにさ
れる。
【００４０】本発明の方法は、従来のソリトンの流れ伝
送に対して２つの改善を施したことを特徴とするもので
ある。
【００４１】（１）ソリトンの流れのビット伝送速度は
高い。というのは、典型的には、従来の装置で採用され
ている分離と比較して３倍も一緒に近接させることがで
きるからである。
【００４２】（２）ソリトンの相互反発によりソリトン
の流れを安定させることによりソリトンの合体が解消さ
れ、増幅ジッタが減少するから、それの距離が長くされ
る。したがって、それら２つの現象は伝送に対する制約
要素ではもはやなく、ソリトンの安定にされた流れの最
長距離は、高次の非直線性のような他の物理現象により
制約される。それでもその非直線性の範囲は正確に数量
化せねばならない。
【００４３】ここで、ソリトンの間の相互作用を補償す
ることによる伝送の原理について説明する。光ファイバ
内のソリトンの展開を支配する非線形シュレジンガー方
程式は、ソリトンの流れの内部で起きる相互作用を記述
するものである。この方程式の正しい解は困難な数学的
手法（逆散乱法）またはコンピュータによる数値シミュ
レーションを必要とする。それらの正確な方法の欠点
は、単純な傾向の直観的な指示を与える簡単な解釈に役
立たないことである。しかし、明らかに分離されている
２つのソリトンの伝播の場合には（分離ｒ＞２ＬＳ）、
それらの相互作用の簡単で比較的正確な記述を与える近
似式が存在する。相互に非常に接近しているソリトンへ
それらの式が適用されたとすると、それらの式は正確な
定量結果を与えることができない（ｑ＝２では正確な解
との食い違いはすでに数パーセントである）が、ソリト
ンの展開についての簡単な定量的情報を与えることがで
きる。それらの近似式は簡単であるから、この提案を支
持する議論において使用される。
【００４４】同じ直線偏光で、等しい振幅の２つのソリ
トンの伝播について考えることにする。それらのソリト
ンの間の相互作用は、それらのソリトンの間の距離ｑと
相対的な位相φ、の２つのパラメータに依存する。それ
らのソリトンが相互作用すると、ソリトンはそれら２つ
のパラメータを変更することにより展開する。φ＝０、
およびφ＝πという特別なケースにおいては、２つのソ
リトンの伝播を通じて相対位相は不変であり、相互作用
は、加速度を生ずる２個のソリトンの間の「ニュートン
力」に類似する（参考文献［５］を参照されたい）。
【００４５】［５］ゴードン（J.P.Gordon）「光ファイ
バ内部におけるソリトンの間の相互作用力（Interactio
n forces among solitons in optical fibers)」、オプ
チックス・レターズ（Optics Letters) 、vol.８、５９
６〜５９８（１９８３）。
【００４６】
【数１】 したがって、ソリトン「力」は、２個のソリトンが同相
であれば吸引力であり、逆相であれば反発力である。２
個のパルスの間の間隔が大きくなるとその力は指数関数
的に減少する。
【００４７】ソリトン直線偏光が異なっているとする
と、逆位相の２個のソリトンの間の反発性相互作用は、
２つの変更の間の角度の関数として変化する。対応する
加速度は、
【００４８】
【数２】 ここに、cos a は２つの偏光の間の角度ａの余弦であ
る。
【００４９】次にソリトンの安定な流れの構成について
説明する。従来のニュートン力との類似性によって、多
数のソリトンを含む流れ内部での複雑な相互作用につい
ての簡単な構図が得られる。ニュートン力の周知の合力
キャラクタを用いて、ソリトンの流れにおける全相互作
用を全ての可能なソリトン対の間の２進力の和として表
現できる。この解析は、それらの力が各ソリトンの平衡
点に関して対称的に補償されるものとすると、同じ振幅
の等距離ソリトンの無限な流れを安定させられる事を意
味する。この安定化は、偏光が同じであるが、隣接する
ソリトンの間の光位相がπだけ交番するような流れに起
きる。以下、それらの流れをＡＰＨ流と呼ぶことにする
（位相交番により安定にされる流れ、図２参照）。
【００５０】この場合には、近くのソリトンの間の反発
力により流れは安定にされて、安定な平衡状態を生ず
る。伝播中は、ソリトンがそれの近くの１個のソリトン
へ向かって動くと、相互の反発力が復帰力として作用す
る。その復帰力がソリトンをそれの平衡点へ戻し、ソリ
トンの間の平均距離をほぼ一定に維持する。したがっ
て、ＡＰＨ流においては、パルスはそれぞれの平衡点を
中心として小さい距離だけ通常振動する。復帰力はソリ
トンの間の距離に指数関数的に関連するから、隣接する
ソリトンの間の平衡距離が短くなるにつれて、そのよう
な振動の振幅は急激に減少する。このことは、位相交番
により安定にされているソリトンの流れにおいては、増
幅ジッタの影響が復帰力により非常に限定される事を意
味する。
【００５１】同じ位相および同じ偏光を持つパルスを有
する流れは、近くのソリトンの間の吸引力により安定さ
せられる（式１）。しかし、これは不安定な平衡であ
る。伝播中は、それによりソリトンがそれの近くの別の
１個のソリトン（たとえば、先行するソリトン）へ近付
くと、そのソリトンとの間の吸引力は強くなり、近くの
別のソリトン（すなわち、次のソリトン）に対する吸引
力は弱くなる。したがって、ソリトンは、第１の近くの
ソリトン（先行するソリトン）と合体するまでそのソリ
トンへ向かって動き続けるから、流れの不安定化を開始
することになる。
【００５２】最近の研究によれば、ソリトンが共通の履
歴を有するならば、光ファイバが均質ではなく、かつ変
動が生じても、ソリトンの間の位相関係および偏光関係
は、伝播している間中不変であることが判明している
（参考文献［１］参照）。これは、ＡＰＨの流れの交番
が伝播中保たれていることを意味する。したがって、ソ
リトンの間の相互作用の補償、およびコンパクトな流れ
内の指数関数的な復帰力に起因するジッタの影響を受け
ない性質は、ソリトンの間の距離を一定に保ったまま、
ＡＰＨ流を大陸間の距離にわたって伝播させられること
を意味する。
【００５３】次に、安定にされたソリトンの流れの符号
化について説明する。ＡＰＨソリトン流へ通常のＯＯＫ
符号化法を適用すると、ソリトンの間の力の補償を無く
すギャップが導入される。したがって、ＯＯＫ符号化は
コンパクトな安定にされた流れの全ての利点をなくして
しまい、現在のソリトン通信に加えられているような、
相互作用とジッタによる制約が再び加えられるようにな
る。
【００５４】本発明は、安定にされた流れに適当な符号
化法を提案するものである。採用される符号化の原理
は、ソリトンの偏光を適切な角度だけ回転することによ
り、隣接するソリトンの間の反発力を維持することを基
にしている。これは力の平衡を大きく保持するから、符
号化された流れはデータの劣化無しに大陸間距離を伝播
できる。２進符号化された流れの力学の概略について検
討することにより、採用されている符号化の原理につい
て限定しない例を以下に示す。以下の説明は２進符号化
ばかりではなくて、Ｍ個（Ｍ＞２）の個別値での符号化
および連続値でのアナログ符号化へも原理的には適用さ
れる。
【００５５】ＡＰＨ流は、２進数１を表すソリトンの偏
光を適切な角度（この角度の最適値は、ビット伝送速度
と、ソリトンの持続時間および伝送距離に依存する）だ
け回転させることにより２進符号化できる。目的コード
の偏光を保持するソリトンは２進数０を表す。たとえ
ば、２進数列・・００１００・・がＡＰＨ流れへ符号化
されたとすると、１個のソリトンの偏光は４５度回転さ
せられる。符号化されたビットの近くのソリトンの列は
下記のように表せる。 （４）・・・０(-3) π(-2) ０(-1) Ｐ(0) ０(1) π
(2) ０(3) ・・・ ここに、０とπは相対位相がそれぞれ０とπであるソリ
トン・パルスを表し、Ｐは回転されている偏光を表し、
指数は符号化されたビットに対する各ソリトンの位置を
表す。
【００５６】符号化法において「位相」型反発力（式
２）を偏光型反発相互作用（式３）で交換すると、ソリ
トン力の平衡が変化する。とくに、偏光が４５度回転さ
せられると、位置１におけるパルスの平衡点は、そのよ
うな置換のために、平均して０．１７ＬＳだけ移動させ
られる。最初のソリトン間隔がｑ0 ＝３ＬＳであれば、
その移動距離は受波端においてはソリトンの位置に関し
て、伝送距離とは独立に、ビット期間の６％のオーダの
不確実さとして見ることができる。ソリトン力の比較的
短い範囲が与えられると、次に最も近いソリトンは符号
化法により大きく乱されることはない。それらの平衡点
はビット周期の１％以下だけ通常移動させられる。より
長い数列で符号化された流れの力学は同じ原理を基にし
ており、類似の結果を生ずる。図３は、より長い、従っ
てより複雑な数列、とくに数列・・・０１１０１０・・
・によるＡＰＨ流の符号化の例を示す。この図では基本
的な枠組みが、πだけ位相が交番するようなソリトンに
より構成され、第２のソリトン、第３のソリトンおよび
第５のソリトンのそれぞれの偏光を４５度回転させるこ
とにより符号化は行われる。
【００５７】Ｍ＞２の個別値（０、１、２、３、．．．
（Ｍ−１））による符号化においては、偏光を［（ｍ−
１）／（Ｍ−１）］、ａmax だけ回転させることにより
ｍ番目の値が符号化される。ここにａmax は適切な最大
角度である。アナログ符号化のためには、０とａmax の
間の全ての値が許容される。
【００５８】この解析はＡＰＨ流が符号化の後もそれの
安定性を保持し、従ってデータの劣化無しに長距離にわ
たって伝播できることを示す。限られた長さすなわち限
られた持続時間の流れでは、最初のいくつかのパルスお
よび最後のいくつかのパルスは良く安定しておらず、従
ってどのような符号化も妥協してはならない。
【００５９】ソリトンの安定な流れによる光通信法は、
すでに利用可能な集積化した光部品（または「個別」光
部品）で実現できるが、将来開発されるであろう専用ハ
ードウェアによりプロセスのいくつかの段階が最適にさ
れるであろう。広く利用されているオプトエレクトロニ
クス部品を用いてこの方法を実現することについて、実
現可能性の非限定的な例として説明する。
【００６０】ほぼ同じ形、ほぼ同じ振幅、およびほぼ同
じ位相を有する等間隔のパルスを非常に多数有する光パ
ルスの流れを、モードロック・レーザにより発生でき
る。ソリトンを光ファイバ内部へ送り込むためには、レ
ーザにより供給されるパルスは、基本的なソリトンの正
確な形である双曲線の余接の輪郭をとる必要はない。類
似の形のパルス（モードロック・レーザにより通常発生
されるガウス形のような）は光ファイバ内部へ等しく良
く送り込むことができる。この場合には、パルスの強さ
が特定のしきい値を超えたとすると、パルスは光ファイ
バに沿って伝播する間に基本的なソリトンの双曲線の余
接の形へ向かって変化する。
【００６１】間隔ｑL （すなわち、モードロック・レー
ザにより供給された流れのパルスの間の時間間隔）はい
くつかのパルス幅に通常等しい。この間隔は下記の３段
階手順により整数係数Ｎ（Ｎ＞１）だけ狭くできる。
【００６２】（１）流れをＮ個の同一のチャネルの間に
分割する。
【００６３】（２）Ｎ個のチャネルの間に相対的な送れ
時間ｑL ／Ｎを導入する。
【００６４】（３）それらのチャネルを再結合する。 この手順はｑ0 ＝ｑL ／Ｎだけ隔てられたパルスの流れ
を生ずる。ここに、ｑ0は求められているパルスビット
伝送速度の時間窓である。
【００６５】再結合された流れ中の１つおきのパルス位
相を、電子光学的位相変調器を用いて変調することによ
りそのＡＰＨ流を安定させることが可能である。しか
し、Ｎ個のチャネルの再結合の後で位相交番を行うプロ
トコルを用いて、その位相変調をＮチャネルのおのおの
へ別々に加えることが好ましい。最も簡単な場合はＮが
偶数である場合である。２進ビットを再結合された流れ
で、または再結合の前に各チャネルで別々に、符号化で
きる。後の場合には種々の利点がある。
【００６６】（ａ）２つの変調法（安定化および符号
化）を１つの変調法へ組合わせること。
【００６７】（ｂ）安定化のために要求される交番のプ
ロトコルをコンパイルされると仮定すると、各チャネル
を他のチャネルとは独立に符号化できること。
【００６８】（ｃ）個々のチャネルの符号化が伝送ビッ
ト伝送速度より係数Ｎだけ遅いから、利用できる電子光
学的部品の帯域幅に一致させることができること。
【００６９】（ｄ）再結合された列中のソリトンの間隔
がｑ0 ≦２ＬＳのオーダであるとすると、隣接するソリ
トンは無視できないほど重なりあう。そのために位相を
変調すること、または個々のソリトンの偏光を変調する
ことが困難にされ、あるいは不可能にすらされる。Ｎ分
の１だけ密度が低い流れを符号化することにより、変調
中にソリトン・パルスの完全性を保持することが可能に
される。
【００７０】図４は、パルスの間の間隔ｑL を定め、か
つ求められている伝送ビット伝送速度以下であるビット
伝送速度で、光パルスの流れがモードロック・レーザＬ
bmにより送られる一般的なケースを示す線図である。そ
の流れは分割器ＳP によりＮ個のチャネルの間に分割さ
れる。パルスを安定させ、符号化するために本発明によ
り求められる位相変調および偏光変調は、両方の機能を
同時に実行する１台の装置ＭＰＰにより各チャネルへ適
用される。装置Ｒt は遅延時間ｑL ／Ｎをチャネルと以
前のチャネルの間に導入されて、ｎ番目のチャネルの遅
延時間が（ｎ−１）／ｑL ／Ｎとなるようにする。再結
合器Ｒc が求められている伝送ビット伝送速度でソリト
ンの流れを発生する。すなわち、パルスはｑ0 ＝ｑL ／
Ｎだけ隔てられる。
【００７１】安定化されたソリトンの流れの構成と符号
化を良く理解するために、モードロック・レーザにより
供給されたパルスの間隔ｑL が、送りモジュールの出力
端子で得られる流れの中のソリトンの間隔より４倍広い
Ｎ＝４である場合について考える。以下の説明で述べる
全てのハードウェア装置は当業者に周知のものであるか
ら、個々ではそれについての説明は省略する。
【００７２】モードロック・レーザにより供給されたパ
ルスの流れを、光ファイバの相互接続において普通に用
いられている「スター結合器」を用いて、４個のチャネ
ルＶ1 、Ｖ2 、Ｖ3 、Ｖ4 の間に分割する。各チャネル
は位相変調器と、偏光変調器と、光遅延線とを含む。２
つの変調器は分離でき、または両方の機能を同時に実行
する単一の装置を構成できる。各チャネルの遅延線は求
められている遅延時間にセットせねばならない。チャネ
ルＶ1 では遅延時間Ｒ1 は零遅延時間（Ｒ1＝０）にセ
ットできる。チャネルＶ2 では遅延時間Ｒ2 は零遅延時
間（Ｒ2 ＝ｑL ／４）にセットできる。チャネルＶ3 で
は遅延時間Ｒ3 は零遅延時間（Ｒ3 ＝ｑL ／２）にセッ
トできる。チャネルＶ4 では遅延時間Ｒ4 は零遅延時間
（Ｒ4＝３ｑL ／４）にセットできる。各遅延線は適切
な長さの光ファイバで構成できる。たとえば、チャネル
ｉでは長さＬi はＬi ＝ｖＲi により与えられる。ここ
に、ｖはパルスの群速度である。遅延時間を導入した後
で、４個のチャネルが第２の「スター結合器」により再
結合されると、角度が４倍である１つのパルス流が得ら
れる結果となる。
【００７３】ＡＰＵ流を構成するためにはチャネル
Ｖ1 、Ｖ2 の位相変調器を、それを通る任意のパルスの
位相であるπだけ移相（遅延）せねばならず、チャネル
Ｖ1 、Ｖ3 におけるパルスの位相は同じでなければなら
ない。あるビット列をＡＰＨ流へ符号化せねばならない
とすると、それは４ビット（Ｂ1 、Ｂ2 、Ｂ3 、Ｂ4 、
Ｂ1 、Ｂ2 等）の連続列に分割される。各ビット列中の
最初のビットＢ1 はチャネルＶ1 の偏光変調器により符
号化され、第２のビットＢ2 はチャネルＶ2 の偏光変調
器により符号化され、第３のビットＢ3 はチャネルＶ3
の偏光変調器により符号化され、第４のビットＢ4 はチ
ャネルＶ4 の偏光変調器により符号化され、以下列中の
各ビットは同様に符号化される。４個のチャネルが第２
の「スター結合器」により再結合された後で、安定化さ
れ、かつ偏光変調符号化されたＡＰＨ流を、単一モード
光ファイバ装置により受波器へ送ることができる。
【００７４】符号化されたたＡＰＨ流は、偏光多重化さ
れたソリトンを受けるために用いられるハードウェアに
類似するハードウェア（参考文献［１］参照）、すなわ
ち、少なくとも１つの偏光制御器（流れの偏光の不規則
な変化を補償する）と、その後に接続される、元の流を
互いに直角に偏光された２つの流れへ分離する偏光器
と、その後に接続される検波器装置とで受けることがで
きる。各流れからの２つの流れの１つが検波器装置へ供
給される。第２の流れは、たとえば、偏光制御のために
使用する第２の制御器装置へ供給でき、またはその流れ
は第１の流れとほぼ同じデータを含むから、第２の流れ
は捨てることができる。
【００７５】２つの偏光の分離は第１のパルス流偏光変
調を各２つの出力流における振幅変調へ変換し、位相変
調を弁別する（第１の近似は無視する）。これは第１の
流れを安定させる。偏光分離器の向きは、検出された流
れの信号対ノイズ比を最高にし、受波装置の偏光制御器
およびその他の装置の動作を最適にするという基準を基
にして選択できる。受波モジュールの動作を、偏光器部
材の２本の軸が、２進０を表すパルスの偏光方向にそれ
ぞれ直角および平行であるような状況に対して、限定し
ない例について説明することにする。この場合には、偏
光器からの２つのチャネルは、第１の流れにおいて相補
的に振幅変調符号化されたビットの同じ列より構成され
たパルスの列を含む（それの偏光は２進数０を表すパル
スの偏光方向に対して直角である）。時間窓内にパルス
が存在することは２進数１を表し、時間窓内にパルスが
存在しないことは２進数０を表す。これは従来のＯＯＫ
符号化と同様である。第２の流れにおいては（それの偏
光方向は２進数０を表すパルスの偏光方向に平行である
２）２進数０は輝度がＩであるパルスで実現され、偏光
角度を４５度回転させること似よ符号化の場合には、２
進数１は輝度がＩ／２であるパルスで実現される。図５
は図３を参照して説明した流れにより運ばれる数列・・
・０１１０１０・・・を受けたときに、２つの偏光に従
って分割して受けられた信号（２進数０を表すパルスの
偏光方向に直角および平行である）を示す。
【００７６】それらの流れを検出するための装置は「直
接検出」原理を基にできる。この原理は各ビット期間中
に検波器へ入射する光の強さを測定することにほぼあ
る。この測定は光ダイオードのような光検波器を用いて
行うことができる。その光ダイオードの感度カーブはソ
リトンの光学的波長を包含する。
【００７７】ＡＰＨ流が受けられると、偏光器からの包
含する流れも位相変調される。各パルスの位相は、流れ
内のパルスの位置に応じて０またはπである。この変調
は安定化のためにＡＰＨ流に導入したものであり、流れ
内のビットは振幅変調により符号化される。それらのパ
ルスの光学的位相変調により、上記光センサの代わりに
第２の種類の検波器を使用できる。そのような検波器と
しては平衡ホモダイン検波器とする事ができる。そのホ
モダイン検波器の局部発振器は周期がｑL ／ＮのＡＰＨ
流（受けたＡＰＨ流と同一）であり、それのフレームが
受けた流れのフレームへ同期させられる。この構成にお
いては、平衡ホモダイン検波器は「アンド」論理ゲート
として機能して、符号化され流れのパルスが検波器に達
した時に非零電気信号を発生し、符号化された流れでギ
ャップが検出された場合は零電気信号を発生する。
【００７８】次に、別々の検波器を各々備える多数の出
力チャネルを有する受波器について説明する。個々で説
明する実施例は、前記４チャネル送波器に対応する関係
にある、チャネルの総数が４（Ｖ1 、Ｖ2 、Ｖ3 、
Ｖ4 ）である場合をカバーする。検波器の４個のチャネ
ルは、偏光器の２つの出力端子の１つへ接続される２つ
の出力ポートの１つへ接続される４つの出力ポートを有
する「スター結合器」を用いて、または偏光器の２つの
出力端子のおのおのへ接続される２つの出力ポートを有
する「Ｙ結合器」を用いて得ることができる。
【００７９】４個のチャネルのおのおのは適切な検出器
を有する。単一チャネルで受けるのと同様に、平衡ホモ
ダイン検波器を用いてＡＰＨ流を受けることができる。
しかし、４個のチャネルを受けるために、局部発振器
は、ｑL だけ隔てられた、すなわち、受けた流れの間隔
の４倍、コヒーレントなパルスの列を発振せねばならな
い。局部発振器のパルスは、受けた流れのパルスへ下記
のようにして同期できる。
【００８０】チャネルＶ1 においては、局部発振器のパ
ルスは、送波端で定められたビットＢ1 を搬送する受け
た流れのパルスに同期させられる。それから、平衡ホモ
ダイン検波器は「アンド」論理ゲートとして機能して電
気信号を発生する。その電気信号は、ビットＢ1 に対し
ては非零、その他の全てのビットに対しては零である。
【００８１】ＡＰＨ流を受けるためには、パルスが受け
られた時は電気信号は電圧Ｅ（またはーＥ）とすること
ができ、フレーム内にギャップが存在しないことが検出
された時は零電圧とすることができる。
【００８２】チャネルＶ2 においては、局部発振器はビ
ットＢ1 に同期されるから、そのビットは検出により選
択される。この説明はチャネルＶ3 、Ｖ4 に対しても適
用される。
【００８３】送波と同様に、多チャネル検出は伝送ビッ
ト伝送速度のＮ分の１と遅いから、現在利用できるオプ
トエレクトロニック部品の帯域幅に検出機能を整合させ
ることができる。また、送波端で時分割多重化されたＮ
個の独立チャネルを光学的に多重分離できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】送波器と受波器の間のソリトン列のための光リ
ンクを示すブロック図である。
【図２】ソリトン列内の各ソリトンと２つの隣接するソ
リトンの間の反発がそれらのソリトンの相対的な距離を
安定させるという意味で、連続するソリトンの間の相対
的な光学的位相であるπだけ位相交番させることによ
り、それらのソリトンの間の相互作用を補償することに
より、本発明によって安定させられたソリトンの列を示
す線図である。
【図３】偏光変調により符号化された位相交番流れを示
す線図である。
【図４】求められている伝送ビット伝送速度以下のビッ
ト伝送速度でパルスを発生するモードロック・レーザを
用いて本発明を応用することにより安定にされるソリト
ンの流れを発生し、符号化するための送波器の全体的な
構成を示す線図である。
【図５】偏光変調符号化された位相交番ソリトン列の受
信を示す図３に類似する図である。
【符号の説明】
Ｌｂｍ モードロック・レーザ Ｓp 分割器 Ｒt 遅延装置 Ｒc 再結合器
フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭63−76532（ＪＰ，Ａ) 米国特許111322（ＵＳ，Ａ) Ｔ．Ｇｅｏｒｇｅｓ， Ａｍｐｌｉｆ ｉｅｒ ｎｏｉｓｅ ｊｉｔｔｅｒ ｏ ｆ ｔｗｏ ｉｎｔｅｒａｃｔｉｎｇ, Ｏｐｔｉｃｓ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔ ｉｏｎ， 1991年 ９月 １日， Ｖｏ ｌ．85， Ｎｏ．２／３， ｐｐ．195 −201 Ｍ．Ｎａｋａｚａｗａ ｅｔ ａ ｌ．， Ｏｂｓｅｒｖａｔｉｏｎ ｏｆ ｎｏｎｌｉｎｅａｒ ｉｎｔｅｒａｃ ｔｉｏｎｓ ｉｎ 20 Ｇｂｉｔ／ｓ ｓｏｌｉｔｏｎ ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉ ｏｎ ｏｖｅｒ 500 ｋｍ ｕｓｉｎ ｇ Ｅｒｂｉｕｍ−ｄｏｐ， Ｅｌｅｃ ｔｒｏｎｉｃｓ Ｌｅｔｔｅｒｓ， 1991年 ８月29日， Ｖｏｌ．27， Ｎ ｏ．18，， ｐｐ．1662−1663 (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H04B 10/00 - 10/28 H04J 14/00 - 14/08 G02F 1/35

Claims (24)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】少なくとも１つの光パルスの流れを発生さ
    せる過程であって、各前記光パルスは時間窓内に送出さ
    れ、連続する時間窓は隣接し、各時間窓は同じ持続時間
    であり、光パルスは同じ形および同じ振幅を有し、その
    光パルスの振幅は前記流れが単一モード光ファイバ内を
    伝播する時にソリトン・パルスを得るために必要なしき
    い値より大きい、過程と、 前記流れの光パルスを符号化して伝送すべきデータをそ
    れへ導入する過程と、 符号化された前記光パルスの流れを単一モード光ファイ
    バ内へ注入すなわち結合する過程と、 符号化された前記光パルスの流れをソリトン・パルスの
    態様で前記単一モード光ファイバ内を伝播させる過程
    と、 複数のソリトン・パルスが光ファイバ内を伝播している
    間にそれらのソリトン・パルスを増幅する過程と、 前記ソリトン・パルスの流れを受ける過程と、 を備え、非常に長い距離にわたってソリトンの流れを送
    るための光学的伝送方法であって、 光パルスの流れを発生させる過程の後、 各ソリトンと、そのソリトンの直前のソリトンおよび直
    後のソリトンとの間に反発性の相互作用を生じさせるこ
    とによって、時間窓の内部の各ソリトンを安定にするこ
    とにより、前記ソリトンの流れを安定にする過程をさら
    に有することを特徴とする光学的伝送方法。
  2. 【請求項２】請求項１記載の方法において、前記ソリト
    ンの流れを安定にする過程は、ソリトンの光学的位相変
    調により、連続するソリトンの間で相対的な位相にπラ
    ジアンの交番を導入して、位相の交番により安定された
    流れを生じる過程であることを特徴とする方法。
  3. 【請求項３】請求項２記載の方法において、前記符号化
    を、ソリトンの偏向変調により行って、ソリトンの流れ
    の安定性、すなわち、隣接するソリトンの間の反発性の
    相互作用による安定性を保存することを特徴とする方
    法。
  4. 【請求項４】請求項３記載の方法において、前記符号化
    を、変調値による２進符号化と、Ｍを２より大きい数と
    して、Ｍ個の変調値による分散符号化と、連続する変調
    値によるアナログ符号化とを備える群から選択すること
    を特徴とする方法。
  5. 【請求項５】請求項３または４記載の方法において、前
    記ソリトン・パルスの流れを受ける過程は、ソリトンを
    符号化する変調と、ソリトンを安定にする変調と、を弁
    別する過程を備えることを特徴とする方法。
  6. 【請求項６】請求項３〜５のいずれか１つに記載の方法
    において、前記光パルスの流れの発生が、要求された伝
    送ビット伝送速度より低いパルス伝送速度を生ずる時
    に、 ｉ）発生された流れを、Ｎを１より大きい整数として、
    Ｎ個の同一のチャネルの間で分割する過程と、 ｉｉ）ｑl を発生された流れのパルスの間の時間間隔と
    して、ｑl ／Ｎに等しい相対的な遅延時間をＮ個のチャ
    ネルの間に導入する過程と、 ｉｉｉ）連続するパルスの間の時間間隔ｑ0 ＝ｑl ／Ｎ
    が求められているビット伝送速度の時間窓に等しいよう
    な、パルス列を発生するためにＮ個のチャネルを再結合
    する過程とにより、発生されるビット伝送速度の値を求
    められている伝送ビット伝送速度まで高くし、 Ｎ個のチャネルの再結合後に交番する位相を生ずるプロ
    トコルを用いて、再結合の前に、すなわち、Ｎ個のチャ
    ネルのおのおのに対して別々に、求められているビット
    伝送速度を有するパルスの流れの位相を交番させること
    により安定化を行うことを特徴とする方法。
  7. 【請求項７】請求項６記載の方法において、Ｎ個のチャ
    ネルを１つのパルスの流れに再結合した後でそれらのチ
    ャネルが１つのデータ・チャネルを構成するように、前
    記プロトコルに従う再結合の前に、Ｎ個のチャネルのお
    のおのの符号化を行うことを特徴とする方法。
  8. 【請求項８】請求項６記載の方法において、Ｎ個のチャ
    ネルのおのおのに対して独立に行う再結合の前に、Ｎ個
    のチャネルの符号化を行うことにより独立のデータチャ
    ネルを構成して、Ｎ個のチャネルの再結合の後でＮ個の
    データ・チャネルがインターリーブされて前記独立のチ
    ャネルの伝送を時分割多重化式に行えるようにし、求め
    られているパルス・ビット伝送速度におけるパルスの流
    れの受信を、Ｎ個のチャネルにおいて検出する過程によ
    り行い、Ｎ個のチャネルが検出したパルスの受信を時分
    割多重分離化により行うことを特徴とする方法。
  9. 【請求項９】少なくとも１つの光パルスの流れを発生さ
    せる手段であって、各前記光パルスは時間窓内に送出さ
    れ、連続する時間窓は隣接し、各時間窓は同じ持続時間
    であり、光パルスは同じ形および同じ振幅を有し、その
    光パルスの振幅は前記流れが単一モード光ファイバ内を
    伝播する時にソリトン・パルスを得るために必要なしき
    い値より大きい、手段と、 前記流れの光パルスを符号化して伝送すべきデータをそ
    れへ導入する手段と、 符号化された前記光パルスの流れを単一モード光ファイ
    バ内へ注入すなわち結合する手段と、 符号化された前記光パルスの流れをソリトン・パルスの
    態様で前記単一モード光ファイバ内を伝播させる手段
    と、 複数のソリトン・パルスが光ファイバ内を伝播している
    間にそれらのソリトン・パルスを増幅する手段と、 前記ソリトンの流れを受け、ソリトンの流れを増幅する
    手段と、 を備え、非常に長い距離にわたってソリトンの流れを送
    るための光学的伝送装置であって、 各ソリトンと、そのソリトンの直前のソリトンおよび直
    後のソリトンとの間に反発性の相互作用を生じさせるこ
    とによって時間窓の内部の各ソリトンを安定にすること
    により、前期ソリトンの流れを安定させる手段をさらに
    備えることを特徴とする光学的伝送装置。
  10. 【請求項１０】請求項９記載の装置において、前記ソリ
    トンの流れを安定にする手段は、ソリトンの位相変調に
    より、連続するソリトンの間で相対的な位相にπラジア
    ンの交番を導入して、位相の交番により安定された流れ
    を生ずる少なくとも１つの位相変調器を備えることを特
    徴とする装置。
  11. 【請求項１１】請求項１０記載の装置において、前記符
    号化手段は、ソリトンの流れの安定性、すなわち、隣接
    するソリトンの間の反発性の相互作用による安定性を保
    存するために、少なくとも１つのソリトンの変更変調器
    を備えたものであることを特徴とする装置。
  12. 【請求項１２】請求項１１記載の装置において、前記ソ
    リトンの流れを受信する手段は、ソリトンを符号化する
    変調と、ソリトンを安定にする変調と、を弁別する手段
    を備えたものであることを特徴とする装置。
  13. 【請求項１３】請求項１１または１２に記載の装置にお
    いて、前記光パルスの流れを発生する手段は、要求され
    た伝送ビット伝送速度より低いパルス伝送速度を生ずる
    時に、 ｉ）発生された流れを、Ｎを１より大きい整数として、
    Ｎ個の同一のチャネルの間で分割する手段と、 ｉｉ）ｑl を発生された流れのパルスの間の時間間隔と
    して、ｑl ／Ｎに等しい相対的な遅延時間をＮ個のチャ
    ネルの間に導入する手段と、 ｉｉｉ）連続するパルスの間の時間間隔ｑ0 ＝ｑl ／Ｎ
    が求められているビット伝送速度の時間窓に等しいよう
    な、パルス列を発生するためにＮ個のチャネルを再結合
    する手段と により、発生されるビット伝送速度の値を求められてい
    る伝送ビット伝送速度まで高くするものであり、 求められているビット伝送速度を有するパルスの流れの
    位相を交番させることにより安定化を行う手段は、Ｎ個
    のチャネルの再結合後に交番する位相を生ずるプロトコ
    ルを用いて、再結合手段の前で、すなわち、Ｎ個のチャ
    ネルのおのおのに対して別々に、動作するものであるこ
    とを特徴とする装置。
  14. 【請求項１４】請求項１３記載の装置において、Ｎ個の
    チャネルを１つのパルスの流れに再結合した後でそれら
    のチャネルが１つのデータ・チャネルを構成するよう
    に、前記プロトコルに従ってＮ個のチャネルのおのおの
    を別々に再結合する前に符号化手段は動作するものであ
    ることを特徴とする装置。
  15. 【請求項１５】請求項１３記載の装置において、Ｎ個の
    チャネルのおのおのに対して独立に行う再結合の前に、
    Ｎ個のチャネルの符号化を行う手段は動作することによ
    り独立のチャネルを構成して、前記再結合手段はＮ個の
    独立しているデータ・チャネルを多重化するようにし、
    求められているパルス・ビット伝送速度でパルスの流れ
    を受ける手段はＮ個のチャネル検出器装置を備えてお
    り、デマルチプレクサはＮ個の独立したデータ・チャネ
    ルを受けるものであることを特徴とする装置。
  16. 【請求項１６】少なくとも１つの光パルスの流れを発生
    する手段であって、各前記光パルスは時間窓内に送出さ
    れ、連続する時間窓は隣接し、各時間窓は同じ持続時間
    であり、光パルスは同じ形を有し、および同じ振幅を有
    し、その振幅は、光パルスの流れが前記単一モード光フ
    ァイバ内を伝播する時に、ソリトン・パルスを得るため
    に求められるしきい値より大きい、手段と、 前記流れの光パルスを符号化して伝送すべきデータをそ
    れへ導入する手段と、 符号化された前記光パルスの流
    れを単一モード光ファイバ内へ注入すなわち結合する手
    段と、を備え、ソリトンの少なくとも１つの流れを送る
    送波装置であって、 各ソリトンと、そのソリトンの直前のソリトンおよび直
    後のソリトンとの間に反発性の相互作用を生じさせるこ
    とによってそれぞれのソリトンを時間窓の中で安定させ
    てソリトンの流れを安定にする手段をさらに備えること
    を特徴とする送波装置。
  17. 【請求項１７】請求項１６記載の送波装置において、前
    記反発性の相互作用を導入する手段は、連続するソリト
    ンの間で相対的な位相にπラジアンの交番を生じさせ
    て、位相の交番により安定にされた流れを生じる位相変
    調器を備えることを特徴とする送波装置。
  18. 【請求項１８】請求項１７記載の送波装置において、前
    記符号化手段は、ソリトンの流れの安定性、すなわち、
    隣接するソリトンの間の反発性の相互作用による安定性
    を保存するために、少なくとも１つのソリトンの変更変
    調器を備えていることを特徴とする送波装置。
  19. 【請求項１９】請求項１８記載の送波装置において、前
    記光パルスの流れを発生する手段は、要求された伝送ビ
    ット伝送速度より低いパルス伝送速度を生じたとする
    と、 ｉ）発生された流れを、Ｎを１より大きい整数として、
    Ｎ個の同一のチャネルの間で分割する手段と、 ｉｉ）ｑL を発生された流れのパルスの間の時間間隔と
    して、ｑL ／Ｎに等しい相対的な遅延時間をＮ個のチャ
    ネルの間に導入する手段と、 ｉｉｉ）連続するパルスの間の時間間隔ｑ0 ＝ｑL ／Ｎ
    が求められているビット伝送速度の時間窓に等しいよう
    な、パルス列を発生するためにＮ個のチャネルを再結合
    する手段とにより、発生されるビット伝送速度を求めら
    れている伝送ビット伝送速度まで高くし、 求められているビット伝送速度を有するパルスの流れの
    位相を交番させることにより安定化を行う手段は、Ｎ個
    のチャネルの再結合後に交番する位相を生ずるプロトコ
    ルを用いて、再結合手段の前で、すなわち、Ｎ個のチャ
    ネルのおのおのに対して別々に、動作するものであるこ
    とを特徴とする送波装置。
  20. 【請求項２０】請求項１９記載の送波装置において、Ｎ
    個のチャネルを１つのパルスの流れに再結合した後でそ
    れらのチャネルが１つのデータ・チャネルを構成するよ
    うに、符号化手段は前記プロトコルに従ってＮ個のチャ
    ネルのおのおのを別々に再結合する前に動作するもので
    あることを特徴とする装置。
  21. 【請求項２１】請求項１９記載の装置において、Ｎ個の
    チャネルのおのおのに対して独立に行う再結合の前に、
    Ｎ個のチャネルの符号化を行う手段は動作することによ
    り独立のデータ・チャネルを構成して、前記再結合手段
    はＮ個の独立しているデータ・チャネルを多重化するよ
    うにし、求められているパルス・ビット伝送速度でパル
    スの流れを受ける手段はＮ個のチャネル検出器装置を備
    え、デマルチプレクサはＮ個の独立に検出されるデータ
    ・チャネルを受けるものであることを特徴とする装置。
  22. 【請求項２２】少なくとも１つのソリトンの流れを受け
    るための受波器であって、 各ソリトンとそのソリトンの直前のソリトンおよびその
    ソリトンの直後のソリトンとの間に反発性相互作用を生
    じさせることによってソリトンの流れを安定させる変調
    と、 ソリトンを符号化する変調と、 を区別する手段を備えたことを特徴とする受波器。
  23. 【請求項２３】請求項２２記載の受波器において、 前記ソリトンの流れは、位相変調により連続する各ソリ
    トンの間の相対的な位相にπラジアンの交番を生じさせ
    られて位相の交番により安定にされ、偏光変調により符
    号化され、 前記弁別手段は、偏光分離器を備えていることを特徴と
    する受波器。
  24. 【請求項２４】請求項２３記載の受波器において、求め
    られている受波ビット伝送速度より高いソリトン伝送ビ
    ット伝送速度を有する流れを受けるときは、Ｎを１より
    大きい整数として、Ｎチャネル検出器装置と、Ｎ個の独
    立して検出されるチャネルを受けるためのデマルチプレ
    クサとを備えていることを特徴とする受波器。
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Families Citing this family (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH09501510A (ja) * 1993-08-10 1997-02-10 ブリテイッシュ・テレコミュニケーションズ・パブリック・リミテッド・カンパニー 光学システム
FR2715254B1 (fr) * 1994-01-14 1996-02-16 Alain Leclert Procédé de transmission optique par solitons, émetteur et récepteur correspondants.
FR2715255B1 (fr) * 1994-01-14 1996-02-16 Alain Leclert Procédé de transmission optique par solitons, à faible densité spectrale aux fréquences basses émetteur et récepteur correspondants.
FR2719957B1 (fr) * 1994-05-11 1996-08-09 France Telecom Procédé pour la transmission d'informations codées sous forme binaire par un train de solitons.
IT1281856B1 (it) * 1995-03-24 1998-03-03 Ght Giotto High Technology S R Apparecchiatura per trasmissioni numeriche in fibra ottica
GB2346025B (en) * 1995-09-11 2000-09-13 Univ Southampton Optical pulse propagation
FR2759516B1 (fr) * 1997-02-10 1999-03-26 Alsthom Cge Alcatel Procede et dispositif de regeneration en ligne d'un signal transmis par solitons multiplexes en longueur d'onde et systeme de telecommunications optiques comprenant un tel dispositif de regeneration
FR2770001B1 (fr) * 1997-10-16 1999-12-03 Alsthom Cge Alcatel Reparation de systemes sous-marins de transmission a fibre optique a signaux solitons et a multiplexage de longueur d'onde
US6612743B1 (en) * 1999-09-09 2003-09-02 California Institute Of Technology Wavelength division multiplexed optical solitons
FR2799011B1 (fr) * 1999-09-24 2001-12-14 Cit Alcatel Regenerateur optique pour signaux rz limitant le bruit dans les "zeros"
FR2803144B1 (fr) * 1999-12-27 2002-03-15 Cit Alcatel Modulation de phase alternee pour des transmissions rz optiques non-solitons
US6404526B2 (en) 2000-08-03 2002-06-11 Massachusetts Institute Of Technology WDM system that uses nonlinear temporal gratings
US6384945B1 (en) 2000-08-03 2002-05-07 Massachusetts Institute Of Technology Nonlinear temporal grating as a new optical solitary wave
EP1410533A1 (en) * 2000-09-21 2004-04-21 John W. Hicks Long line fiber optic communication system without repeaters or with widely spaced repeaters and with inexpensive amplifiers
JP2002300116A (ja) * 2001-03-30 2002-10-11 Oki Electric Ind Co Ltd 光通信装置
US7848655B2 (en) * 2003-08-28 2010-12-07 Telcordia Technologies, Inc. Mode-locked optical amplifier as a source for a wdm-WDM hierarchy architecture
JP2010085716A (ja) 2008-09-30 2010-04-15 Fujinon Corp レンズ組立体及び撮像装置
CN108347283B (zh) * 2018-03-09 2023-09-29 中国科学院西安光学精密机械研究所 基于微腔光孤子晶体频梳的相干光通信***

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US111322A (en) 1871-01-31 Improvement in gates

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4486885A (en) * 1981-05-13 1984-12-04 Exxon Research & Engineering Co. Generation of short amplified pulses of light using an absorbing medium
JP2693423B2 (ja) * 1986-09-19 1997-12-24 日本電信電話株式会社 光ソリトン時分割多重伝送方式
WO1992007430A1 (en) * 1990-10-18 1992-04-30 Australian And Overseas Telecommunications Corporation Limited Quasi-soliton communication system
US5111322A (en) * 1991-04-04 1992-05-05 At&T Bell Laboratories Polarization multiplexing device with solitons and method using same

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US111322A (en) 1871-01-31 Improvement in gates

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Ｍ．Ｎａｋａｚａｗａ ｅｔ ａｌ．， Ｏｂｓｅｒｖａｔｉｏｎ ｏｆ ｎｏｎｌｉｎｅａｒ ｉｎｔｅｒａｃｔｉｏｎｓ ｉｎ ２０ Ｇｂｉｔ／ｓ ｓｏｌｉｔｏｎ ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ ｏｖｅｒ ５００ ｋｍ ｕｓｉｎｇ Ｅｒｂｉｕｍ−ｄｏｐ， Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ Ｌｅｔｔｅｒｓ， １９９１年 ８月２９日， Ｖｏｌ．２７， Ｎｏ．１８，， ｐｐ．１６６２−１６６３
Ｔ．Ｇｅｏｒｇｅｓ， Ａｍｐｌｉｆｉｅｒ ｎｏｉｓｅ ｊｉｔｔｅｒ ｏｆ ｔｗｏ ｉｎｔｅｒａｃｔｉｎｇ， Ｏｐｔｉｃｓ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ， １９９１年 ９月 １日， Ｖｏｌ．８５， Ｎｏ．２／３， ｐｐ．１９５−２０１

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DE69319970T2 (de) 1999-03-18
DE69319970D1 (de) 1998-09-03
US5502588A (en) 1996-03-26

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