JPH0511288A - Optical transmission path - Google Patents
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- JPH0511288A JPH0511288A JP3164714A JP16471491A JPH0511288A JP H0511288 A JPH0511288 A JP H0511288A JP 3164714 A JP3164714 A JP 3164714A JP 16471491 A JP16471491 A JP 16471491A JP H0511288 A JPH0511288 A JP H0511288A
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は高い電力を有する光信号
を光ファイバに入射させ、長距離伝送を可能とする光フ
ァイバを用いた光伝送路に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an optical transmission line using an optical fiber which allows an optical signal having high power to enter the optical fiber and enables long-distance transmission.
【０００２】[0002]
【従来の技術】光信号を光ファイバを用いて伝送する場
合、中継間隔の増大などを目的に高い光電力を光ファイ
バに入射させると、光ファイバ中で非線形現象を生じ光
信号波形が歪む等の波形劣化を生じたり入力光電力が制
限される。この非線形現象としては、入射光電力に応じ
自己位相変調、後方誘導ブリルアン散乱、後方ラマン散
乱の順に発生する。特に、後方誘導ブリルアン散乱は入
力制限に対して支配的要因である。また、この発生状況
は光ファイバの構造によって異なるが、信号光の変調条
件によっても発生の様子が異なる。2. Description of the Related Art When an optical signal is transmitted using an optical fiber, if a high optical power is incident on the optical fiber for the purpose of increasing the repeater interval, a nonlinear phenomenon occurs in the optical fiber and the optical signal waveform is distorted. Waveform deterioration or input optical power is limited. This non-linear phenomenon occurs in the order of self-phase modulation, backward stimulated Brillouin scattering, and backward Raman scattering depending on the incident light power. In particular, backward stimulated Brillouin scattering is the dominant factor for input limitation. Moreover, although the occurrence status differs depending on the structure of the optical fiber, the appearance status also differs depending on the modulation condition of the signal light.
【０００３】まず、従来の光ファイバ伝送路における誘
導ブリルアン散乱によって生じる入力制限について説明
する。図１は従来の光ファイバ伝送路での誘導ブリルア
ン散乱の発生の素子を示す図である。図中４は伝送用光
ファイバ、１１は入射光、１２はブリルアンシフト周波
数、１３は後方伝播光である。通常、高い入力信号電力
が入射すると入射光に対して低周波側に約１０〜１１Ｇ
Ｈｚのブリルアンシフト周波数に対応した周波数だけシ
フトして後方伝播するストークス光を生じる。このスト
ークス光は光ファイバを伝播中の入射光信号の一部が変
換されたものである。従来の光ファイバでは屈折率やコ
ア径などのファイバパラメータ、即ちドープ元素やその
量、構造などが伝播方向に均一で一様であるためブリル
アンシフト周波数は一定となり、ストークス光は指数関
数的に増大しながら後方に伝播する。そのため、入力信
号電力がファイバで固有なしきい値に達すると、常にス
トークス光に変換されることになり、それ以上の光信号
電力が光ファイバに入力しても伝播されず後方に戻るこ
とになる。通常このしきい値は＋５〜＋７ｄＢｍであ
る。したがって、誘導ブリルアン散乱が生じると伝播可
能な光電力は制限されることになり高入力による長距離
伝送は困難になる。First, the input limitation caused by stimulated Brillouin scattering in a conventional optical fiber transmission line will be described. FIG. 1 is a diagram showing an element for generating stimulated Brillouin scattering in a conventional optical fiber transmission line. In the figure, 4 is an optical fiber for transmission, 11 is incident light, 12 is Brillouin shift frequency, and 13 is backward propagation light. Normally, when a high input signal power is incident, it is about 10-11G on the low frequency side with respect to the incident light.
Stokes light is produced which is shifted backward by a frequency corresponding to the Brillouin shift frequency of Hz. This Stokes light is obtained by converting a part of the incident optical signal propagating through the optical fiber. In conventional optical fibers, the Brillouin shift frequency is constant and the Stokes light exponentially increases because the fiber parameters such as refractive index and core diameter, that is, the doping element, its amount, and structure are uniform and uniform in the propagation direction. While propagating backwards. Therefore, when the input signal power reaches a threshold value peculiar to the fiber, it is always converted into Stokes light, and even if more optical signal power is input to the optical fiber, it does not propagate and returns to the rear. . Usually, this threshold value is +5 to +7 dBm. Therefore, when stimulated Brillouin scattering occurs, the propagating optical power is limited, and long-distance transmission with high input becomes difficult.
【０００４】次に、従来の入力制限回避法について述べ
る。誘導ブリルアン散乱を回避する方法として、従来入
射光のスペクトル幅を広げる方法が考えられている。こ
れは誘導ブリルアン散乱の発生するブリルアンしきい値
Ｐｔｈが、Ｐｔｈ＝Ｐｔｈ，0・（ΔＶＢ＋ΔＶＬ）／
ΔＶＢ（ ΔＶＢは光ファイバにおけるブリルアン利得
幅，ΔＶＬは入射光のスペクトル幅，Ｐｔｈ，0 はΔＶ
Ｌ＝０の時の誘導ブリルアン散乱の発生するしきい値）
なる関係により与えられることを利用したものである。
図２は従来の方法を説明した図である。（１）はコヒー
レント方式において誘導ブリルアン散乱抑圧のための変
調を信号光に重畳する方法、（２）はたとえば半導体レ
ーザの直接変調で生じるチャーピングによりスペクトル
幅を広げる方法、（３）は多モードレーザ，モード同期
やＱスイッチによる方法である。図中９は光信号のスペ
クトル、１０は広げられた光信号のスペクトルである。Next, a conventional input restriction avoidance method will be described. As a method of avoiding stimulated Brillouin scattering, a method of broadening the spectral width of incident light has been conventionally considered. This is because the Brillouin threshold value Pth at which stimulated Brillouin scattering occurs is Pth = Pth, 0 · (ΔVB + ΔVL) /
ΔVB (ΔVB is the Brillouin gain width in the optical fiber, ΔVL is the spectral width of the incident light, Pth, 0 is ΔV
(Threshold value at which stimulated Brillouin scattering occurs when L = 0)
It takes advantage of what is given by the relationship.
FIG. 2 is a diagram illustrating a conventional method. (1) is a method of superimposing modulation for suppressing stimulated Brillouin scattering on the signal light in the coherent method, (2) is a method of widening the spectrum width by chirping caused by direct modulation of a semiconductor laser, and (3) is multimode It is a method using a laser, mode-locking or Q-switch. In the figure, 9 is the spectrum of the optical signal, and 10 is the spectrum of the expanded optical signal.
【０００５】また、図３に従来の方法を用いた場合の構
成例を示す。１は送信部、２は受信部、３は光源、４は
伝送用光ファイバ、５は受光器、６は復調器、７は誘導
ブリルアン散乱抑圧用に重畳した信号成分を分離するた
めの分離回路、８は変調回路及び誘導ブリルアン散乱抑
圧用重畳回路等である。これらの図から明らかなよう
に、誘導ブリルアン散乱を抑圧するための変調重畳法や
モード同期，Ｑスイッチによる方法では原理的に信号変
調成分とブリルアン抑圧変調成分を合成，分離する特別
な付加回路が必要となる。また、チャーピングによる方
法では、使用した半導体レーザの個体差や変調条件によ
りスペクトル広がりが決まるため、伝送装置の特性に重
点を置いた従来から用いられている設計が必ずしも可能
ではなくなるという欠点がある。さらに、この方法は変
調速度の０．１％以下という狭いスペクトル幅が要求さ
れるコヒーレント方式には原理的に適用不可能である。
一方、光ファイバ伝播時には光ファイバの波長分散によ
る遅延時間差を生じ信号波形の劣化を引き起こす。その
ため、従来の光信号スペクトルを一層広げる方法では、
信号劣化はさらに大きくなるため情報伝送上からは好ま
しいとは言えない。Further, FIG. 3 shows an example of the configuration when the conventional method is used. 1 is a transmitter, 2 is a receiver, 3 is a light source, 4 is an optical fiber for transmission, 5 is a light receiver, 6 is a demodulator, and 7 is a separation circuit for separating the signal components superimposed for suppressing stimulated Brillouin scattering. , 8 are a modulation circuit and a superposed circuit for suppressing stimulated Brillouin scattering. As is clear from these figures, in the modulation superposition method for suppressing the stimulated Brillouin scattering, the mode synchronization, and the method using the Q switch, in principle, a special additional circuit for combining and separating the signal modulation component and the Brillouin suppression modulation component is used. Will be needed. In addition, the method based on chirping has a drawback in that the spectrum spread is determined by the individual difference of the semiconductor laser used and the modulation condition, and thus the conventionally used design that focuses on the characteristics of the transmission device is not always possible. . Furthermore, this method cannot be applied in principle to the coherent system that requires a narrow spectrum width of 0.1% or less of the modulation rate.
On the other hand, when the optical fiber propagates, a delay time difference occurs due to the wavelength dispersion of the optical fiber, which causes deterioration of the signal waveform. Therefore, in the conventional method of further broadening the optical signal spectrum,
Since the signal deterioration is further increased, it is not preferable from the viewpoint of information transmission.
【０００６】[0006]
【発明が解決しようとする課題】以上述べたように、従
来の光伝送路では伝播方向にブリルアンシフト周波数が
一定であるため本質的に誘導ブリルアン散乱による入力
制限を生じること、またこれを改善する従来の方法では
原理的に特別な付加回路を必要とし、回路構成上複雑に
なること、さらに光信号のスペクトルを広げたことによ
り光ファイバの波長分散に起因した劣化が一層大きくな
るという欠点があった。As described above, in the conventional optical transmission line, since the Brillouin shift frequency is constant in the propagation direction, the input limitation is essentially caused by the stimulated Brillouin scattering, and this is improved. The conventional method has a drawback that a special additional circuit is required in principle, the circuit configuration becomes complicated, and further the spectrum of the optical signal is widened, so that the deterioration due to the chromatic dispersion of the optical fiber is further increased. It was
【０００７】そこで、本発明は、光ファイバの構造を工
夫することにより光送信部で付加的な変調を重畳するこ
となく、高い光電力信号を光ファイバに入射させ長距離
伝送を可能とする光伝送路を提供することにある。Therefore, in the present invention, by devising the structure of the optical fiber, a high optical power signal is made incident on the optical fiber without superimposing additional modulation in the optical transmitting section, and optical transmission is enabled for long distance transmission. It is to provide a transmission line.
【０００８】[0008]
【課題を解決するための手段】このような目的を達成す
るために、本発明は、光入力伝送用光ファイバとしてフ
ァイバ固有のブリルアンシフト周波数が入射光の伝播方
向に変化する構成とする。即ち、伝播方向に均一で一様
な構造の通常の伝送用光ファイバではブリルアンシフト
周波数が一定となることに対して、屈折率やドープ量な
どのファイバパラメータや光弾性定数などを伝播方向に
変化させることでブリルアンシフト周波数を強制的に変
化させた構造とし、従来の光ファイバにおける入射光の
後方伝播光への変換を抑圧して指数関数的な増大を抑
え、光ファイバの入力制限を回避した高入力伝送用光フ
ァイバを構成することを特徴とする。In order to achieve such an object, the present invention is configured as an optical fiber for optical input transmission such that the Brillouin shift frequency peculiar to the fiber changes in the propagation direction of incident light. That is, in a normal transmission optical fiber having a uniform and uniform structure in the propagation direction, the Brillouin shift frequency is constant, whereas the fiber parameters such as the refractive index and the doping amount and the photoelastic constant are changed in the propagation direction. By doing so, the Brillouin shift frequency was forcibly changed, and the conversion of incident light into backward propagating light in the conventional optical fiber was suppressed to suppress the exponential increase and avoid the input restriction of the optical fiber. It is characterized in that it constitutes an optical fiber for high input transmission.
【０００９】[0009]
【作用】本発明は、伝送用光ファイバにおいて誘導ブリ
ルアン散乱におけるブリルアンシフト周波数を伝播方向
に強制的に変化させた構造とすることで高入力伝送を実
現するので、単にブリルアンシフト周波数の一定な従来
の均一な光ファイバを用いる光伝送路や入射光をさらに
変調する従来の方法とき大きく相違する。The present invention realizes high input transmission by adopting a structure in which the Brillouin shift frequency in stimulated Brillouin scattering in the optical fiber for transmission is forcibly changed in the propagation direction. The optical transmission line using a uniform optical fiber and a conventional method for further modulating incident light are largely different.
【００１０】[0010]
【実施例】以下、図面の図４〜図８を参照して本発明を
詳細に説明する。図４は本構成の原理を示した図であ
る。図中で、１４はブリルアンシフト周波数を変化させ
た伝送用光ファイバである。いま、光ファイバの入射部
から距離Ｌの地点において後方伝播するストークス光の
強度をＩS（Ｌ）とすると、入射部におけるストークス
光強度は次式で与えられる。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will be described in detail below with reference to FIGS. FIG. 4 is a diagram showing the principle of this configuration. In the figure, 14 is a transmission optical fiber in which the Brillouin shift frequency is changed. Now, assuming that the intensity of the Stokes light propagating backward at a distance L from the incident portion of the optical fiber is IS (L), the Stokes light intensity at the incident portion is given by the following equation.
【００１１】
ＩS（Ｏ）＝ＩS（Ｌ）ｅｘｐ（ｇB・ＰO・Ｌeff／Ａeff−α・Ｌ）……（１）
上記（１）式において、ｇBは利得係数、Ａeffは実行コ
ア面積、αは光ファイバの損失、Ｌeff は実効長でＬ
eff ＝〔ｌ−ｅｘｐ（−α・Ｌ）〕／α、ＰO は光電力
である。この式から、ストークス光強度は光電力、光損
失や実効コア面積が同一の場合、利得係数に依存して決
まることがわかる。通常、利得係数ｇBは、ブリルアン
シフト周波数ＶB、ブリルアン利得巾ΔＶBを用いて、
ｇB＝４π・ｎ8・ｐ2 12／（ｃ・λP 3・ｐo・ΔＶB・ＶB）〜１／（ΔＶB・ＶB）
……（２）
より表される。ｎは光ファイバの屈折率、ｐ12，ｐo，
λP は光ファイバ固有の光弾性に関する量である。IS (O) = IS (L) exp (g B · P O · L eff / A eff −α · L) (1) In the above equation (1), g B is a gain coefficient and A eff is Is the execution core area, α is the optical fiber loss, L eff is the effective length, L
eff = [l-exp (-α · L)] / alpha, P O is the optical power. From this equation, it is understood that the Stokes light intensity is determined depending on the gain coefficient when the optical power, the optical loss, and the effective core area are the same. Usually, the gain coefficient g B is calculated by using the Brillouin shift frequency V B and the Brillouin gain width ΔV B , and g B = 4π · n 8 · p 2 12 / (c · λ P 3 · p o · ΔV B · V B ) To 1 / (ΔV B · V B ) ... (2) n is the refractive index of the optical fiber, p 12 , p o ,
λ P is a quantity related to photoelasticity peculiar to the optical fiber.
【００１２】ここで、ブリルアンシフト周波数ＶBを伝
播方向に変化させたとする。即ち、ＶB ＝ＶBO＋ｆ
（Ｌ）。一例として、正弦波状に変化するものとし、
ＶB＝ＶBO＋（ＶO ／２）ｓｉｎ（２πＬ） ……（３）
で表す。この時ブリルアンシフト周波数ＶB は周波数に
着目するとＶBOを中心として、周期的に周波数幅ＶO を
変化することになる。これは、実効的に本来のブリルア
ン利得幅ΔＶBOがブリルアンシフト周波数の平均値ＶBO
を中心に
ΔＶB ＝ΔＶBO＋ＶO ……（４）
とＶO だけ広がったと考えることができる。これから、
利得係数ｇB は近似的に
ｇB〜１／（ΔＶB ・ΔＶBO）
＝｛１／（ΔＶBO・ＶBO）｝・｛ΔＶBO／（ΔＶBO＋ＶO）｝ ……（５）
と表されるので、従来の均一で一様な光ファイバに比べ
利得係数をΔＶBO／（ΔＶBO＋ＶO ）倍と低下すること
ができる。これは、（１）式のストークス光強度を抑制
することになる。光ファイバの入力制限を示す目安であ
るブリルアンしきい値Ｐthは、Ｐth＝２１・Ａeff／
（ｇB・Ｌeff）で表されることから、本原理によりｇB
を実効的に低減することでブリルアンしきい値を（ΔＶ
BO＋ＶO ）／ΔＶBO倍に増加させ、入力制限を改善する
ことが出来る。即ち、ブリルアンシフト周波数を周期的
に変化させることで、近似的に変化幅に対応する分、均
一で一様な光ファイバに比べ誘導ブリルアン散乱に起因
したストークス光の発生を抑え、原理的に入力制限を改
善することができる。Here, it is assumed that the Brillouin shift frequency V B is changed in the propagation direction. That is, V B = V BO + f
(L). As an example, it is assumed to change in a sine wave shape, and is represented by V B = V BO + (V O / 2) sin (2πL) (3). At this time, focusing on the frequency, the Brillouin shift frequency V B changes the frequency width V O periodically around V BO . This is because the original Brillouin gain width ΔV BO is effectively the average value V BO of the Brillouin shift frequency.
It can be considered the ΔV B = ΔV BO + V O ...... in the center and (4) V O only spread with. from now on,
The gain coefficient g B is approximately g B ˜1 / (ΔV B · ΔV BO ) = {1 / (ΔV BO · V BO )} · {ΔV BO / (ΔV BO + V O )} (5) Therefore, the gain coefficient can be reduced by ΔV BO / (ΔV BO + V O ) times as compared with the conventional uniform and uniform optical fiber. This suppresses the Stokes light intensity of the equation (1). The Brillouin threshold value Pth, which is a measure of the input limit of the optical fiber, is Pth = 21 · A eff /
Since it is expressed by (g B · L eff ), g B
By effectively reducing the Brillouin threshold (ΔV
BO + V O ) / ΔV BO can be increased to improve the input limitation. In other words, by periodically changing the Brillouin shift frequency, the amount of Stokes light caused by stimulated Brillouin scattering is suppressed compared to a uniform and uniform optical fiber by approximately corresponding to the change width, and in principle the input Limits can be improved.
【００１３】次に、ブリルアンシフト周波数の変化方法
について述べる。一般にブリルアンシフト周波数ＶB は
ＶB ＝２πＶa ／λ（ｎは屈折率，Ｖa は音波の速度，
λは信号光波長）なる関係がある。ここで、Ｖa は材料
の弾性定数や密度など、つまり弾性歪みにより決まる。
光ファイバでは、この弾性歪みは線引き時の張力の影響
を受け決まることになる。また、ｎは光ファイバのコア
／クラッドの屈折率に関連して決まる。そこで、たとえ
ば光ファイバの製造時に線引きの張力を強制的に変化さ
せると、その変化に対応してブリルアンシフト周波数を
任意に変化させることができる。また、光ファイバの母
材作成時にはふっ素やゲルマニウム等の元素を添加して
コア／クラッドの屈折率やコア径などの導波構造を決め
る。そこで、これら添加元素の添加量や添加方法を調節
することで、ｎやコア径を決めることができる。即ち、
光ファイバの母材の軸方向にこれら元素を強制的に変化
させることで、ブリルアンシフト周波数を光ファイバの
伝播方向に任意に変化させることができる。さらに、ブ
リルアンシフト周波数の異なった光ファイバを伝播方向
に従属に接続することでブリルアンシフト周波数を変化
させた光ファイバを実現することも可能である。Next, a method of changing the Brillouin shift frequency will be described. Generally, the Brillouin shift frequency V B is V B = 2πV a / λ (n is the refractive index, V a is the velocity of the sound wave,
λ is a signal light wavelength). Here, V a is determined by the elastic constant and density of the material, that is, elastic strain.
In an optical fiber, this elastic strain is determined by the influence of the tension during drawing. Further, n is determined in relation to the refractive index of the core / clad of the optical fiber. Therefore, for example, when the drawing tension is forcibly changed during the manufacture of an optical fiber, the Brillouin shift frequency can be arbitrarily changed corresponding to the change. Further, when a base material of an optical fiber is formed, elements such as fluorine and germanium are added to determine a waveguide structure such as a core / clad refractive index and a core diameter. Therefore, n and the core diameter can be determined by adjusting the addition amount and the addition method of these additional elements. That is,
By forcibly changing these elements in the axial direction of the base material of the optical fiber, the Brillouin shift frequency can be changed arbitrarily in the propagation direction of the optical fiber. Furthermore, it is also possible to realize an optical fiber having a different Brillouin shift frequency by connecting optical fibers having different Brillouin shift frequencies in a subordinate manner in the propagation direction.
【００１４】たとえば、現在の石英系ファイバの場合、
ＶB＝１１ＧＨｚ，ΔＶB＝５０ＭＨｚであるが、ブリル
アンシフト周波数をこれを中心に幅１００ＭＨｚ（ＶO
＝１００ＭＨｚ）で周期的に変化させると、利得係数は
従来の約１／３となる。したがって、従来の光ファイバ
のブリルアンしきい値が＋７ｄＢｍであることを考える
と、本原理によりしきい値を＋１１．８ｄＢｍとし入力
制限を改善することができる。For example, in the case of the present silica type fiber,
Although V B = 11 GHz and ΔV B = 50 MHz, the Brillouin shift frequency is centered around this and the width is 100 MHz (V O
= 100 MHz), the gain coefficient becomes about 1/3 of the conventional value. Therefore, considering that the Brillouin threshold of the conventional optical fiber is +7 dBm, the threshold can be set to +11.8 dBm to improve the input limitation according to the present principle.
【００１５】図５は他の１実施例を示した図である。本
構成では光ファイバのブリルアンシフト周波数を三角波
状に周期的に変化させた方法である。図４と同じ原理に
より実効的にブリルアン利得幅ΔＶB を変化量ＶO だけ
増大できるので、入力制限を改善できる。FIG. 5 is a diagram showing another embodiment. In this configuration, the Brillouin shift frequency of the optical fiber is periodically changed in a triangular wave shape. Since the Brillouin gain width ΔV B can be effectively increased by the change amount V O according to the same principle as in FIG. 4, the input limitation can be improved.
【００１６】図６はさらに他の１実施例を示した図であ
る。ここでは、ブリルアンシフト周波数を周期的に鋸歯
状に変化させた方法で、図４で述べた本原理によりブリ
ルアン利得幅を広げ入力制限を改善できる。FIG. 6 is a diagram showing still another embodiment. Here, the Brillouin shift frequency is periodically changed in a sawtooth shape, and the Brillouin gain width can be widened and the input limitation can be improved by the present principle described in FIG.
【００１７】図７は他の１実施例として、ブリルアンシ
フト周波数を伝播方向にステップ状に周期的に変化させ
た場合を示す。ブリルアンシフト周波数が一定である部
分は十分小さくこの部分ではストークス光の増大はほと
んど無視できること、およびブリルアンシフト周波数の
ステップ間隔がブリルアン利得幅より大きいとすると、
ステップ状態の数をｎとした場合利得係数ｇB はｇB ＝
ｇBO／ｎとなる。（ｇBOはブリルアンシフト周波数が一
定な場合の利得係数）即ち、実効的に利得係数をＩ／ｎ
に低減することができるので、ブリルアンしきい値をｎ
倍に入力制限を改善することができる。たとえば、ブリ
ルアンシフト周波数を２値でステップ間隔（周波数差）
１００ＭＨｚで周期的に変化するように設定した場合
（ｎ＝２に相当）、ブリルアン利得はブリルアンシフト
が一定の場合にくらべ１／２となりしきい値を３ｄｂ改
善することができる。FIG. 7 shows, as another embodiment, a case where the Brillouin shift frequency is periodically changed stepwise in the propagation direction. The part where the Brillouin shift frequency is constant is small enough that the increase of Stokes light is almost negligible in this part, and if the step interval of the Brillouin shift frequency is larger than the Brillouin gain width,
When the number of step states is n, the gain coefficient g B is g B =
g BO / n. (G BO is a gain coefficient when the Brillouin shift frequency is constant) That is, the gain coefficient is effectively I / n.
The Brillouin threshold can be reduced to n
Input restrictions can be improved twice. For example, the Brillouin shift frequency is a binary step interval (frequency difference)
When it is set to change periodically at 100 MHz (corresponding to n = 2), the Brillouin gain becomes 1/2 as compared with the case where the Brillouin shift is constant, and the threshold value can be improved by 3 dB.
【００１８】図８に、本発明の一実施例における測定結
果を示す。この測定では、ブリルアンシフト周波数の異
なる光ファイバを４本従属に（＃１〜＃４）接続し、伝
搬方向にブリルアンシフト周波数をステップ状に変化さ
せた場合である。ブリルアン利得幅ΔＶBOは、いずれも
約５０ＭＨｚであり、ブリルアンシフト周波数ＶB 及び
ファイバ長はそれぞれ、＃１では１０．９２ＧＨｚ、３
ｋｍ、＃２では、１０．９０ＧＨｚ、３ｋｍ、＃３では
１０．８０ＧＨｚ、２ｋｍ、＃４では１０．９０ＧＨ
ｚ、３ｋｍと、全長は１１ｋｍである。また、この図に
は、長さ１１ｋｍの均一で一様なブリルアンシフト周波
数（約１１ＧＨｚ）を有するファイバについての測定例
を示した。測定値は、光ファイバの出力端における出力
パワーと光ファイバ入射端における戻り光パワーをファ
イバ入力パワーをパラメータとして測定した値である。
戻り光パワーの急激な増加は、誘導ブリルアン散乱によ
るものである。本構成により入射パワーに対する戻り光
パワーのしきい値は従来のファイバに比べ約２ｄＢ上昇
していること、また、ファイバ出力も約１ｄＢ増加して
いることがわかる。したがって、本構成により原理的に
誘導ブリルアン散乱による入力制限を改善することが可
能であると言える。FIG. 8 shows the measurement result in one embodiment of the present invention. In this measurement, four optical fibers having different Brillouin shift frequencies are connected in a dependent manner (# 1 to # 4), and the Brillouin shift frequency is changed stepwise in the propagation direction. The Brillouin gain width ΔV BO is about 50 MHz in all cases, and the Brillouin shift frequency V B and the fiber length are 10.92 GHz and 3 in # 1, respectively.
km, # 2: 10.90 GHz, 3 km, # 3: 10.80 GHz, 2 km, # 4: 10.90 GH
z, 3 km, and the total length is 11 km. The figure also shows an example of measurement for a fiber having a uniform and uniform Brillouin shift frequency (about 11 GHz) having a length of 11 km. The measured value is a value obtained by measuring the output power at the output end of the optical fiber and the return light power at the optical fiber entrance end with the fiber input power as a parameter.
The sharp increase in the return light power is due to stimulated Brillouin scattering. With this configuration, it can be seen that the threshold value of the return light power with respect to the incident power is increased by about 2 dB compared with the conventional fiber, and the fiber output is also increased by about 1 dB. Therefore, it can be said that this configuration can improve the input limitation due to stimulated Brillouin scattering in principle.
【００１９】[0019]
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
光ファイバのブリルアンシフト周波数を伝播方向に強制
的に変化させることで、高い光信号電力を効率良く伝播
させることができる。本発明は単に光電力に着目すれ
ば、光信号だけでなく高い光電力を伝送することにも有
効である。As described above, according to the present invention,
By forcibly changing the Brillouin shift frequency of the optical fiber in the propagation direction, high optical signal power can be efficiently propagated. The present invention is effective not only in transmitting optical signals, but also in transmitting high optical power, focusing solely on optical power.
【図１】従来の光ファイバにおける誘導ブリルアン散乱
の発生する様子を示す図。FIG. 1 is a diagram showing how stimulated Brillouin scattering occurs in a conventional optical fiber.
【図２】従来の誘導ブリルアン散乱による入力制限を回
避する原理を示す図。FIG. 2 is a diagram showing a principle of avoiding input limitation due to conventional stimulated Brillouin scattering.
【図３】従来の誘導ブリルアン散乱により入力制限を回
避する構成例を示す図。FIG. 3 is a diagram showing a configuration example in which input limitation is avoided by conventional stimulated Brillouin scattering.
【図４】本発明の原理を説明した一実施例の図。FIG. 4 is a diagram of an embodiment for explaining the principle of the present invention.
【図５】ブリルアンシフト周波数を三角波状に周期的に
変化させた本発明の他の一実施例を示す図。FIG. 5 is a diagram showing another embodiment of the present invention in which the Brillouin shift frequency is periodically changed in a triangular wave shape.
【図６】ブリルアンシフト周波数を鋸歯状に周期的に変
化させた本発明の他の一実施例を示す図。FIG. 6 is a diagram showing another embodiment of the present invention in which the Brillouin shift frequency is cyclically changed in a sawtooth shape.
【図７】ブリルアンシフト周波数をステップ状に周期的
に変化させた本発明の他の一実施例を示す図。FIG. 7 is a diagram showing another embodiment of the present invention in which the Brillouin shift frequency is periodically changed in a step shape.
【図８】本発明の光ファイバと従来の光ファイバの光パ
ワーを測定した結果を示すグラフ。FIG. 8 is a graph showing the results of measuring the optical powers of the optical fiber of the present invention and the conventional optical fiber.
１ 光送信部
２ 受信部
３ 光源
４ 伝送用ファイバ
５ 受光器
６ 復調回路
７ 誘導ブリルアン散乱抑圧用に重畳した信号成分分離
回路
８ 変調回路および誘導ブリルアン散乱抑圧用に変調重
畳回路
９ 光信号のスペクトル
１０ 広げられた光信号のスペクトル
１１ 入射光
１２ ブリルアンシフト周波数
１３ 誘導ブリルアン散乱による後方伝播光
１４ ブリルアンシフト周波数を変化させた光ファイバ1 Optical Transmitter 2 Receiver 3 Light Source 4 Transmission Fiber 5 Light Receiver 6 Demodulation Circuit 7 Signal Component Separation Circuit 8 Superposed to Suppress Stimulated Brillouin Scattering Modulation Circuit and Modulation and Superposition Circuit 9 to Suppress Stimulated Brillouin Scattering 9 Spectrum of Optical Signal 10 Spectrum of spread optical signal 11 Incident light 12 Brillouin shift frequency 13 Backward propagation light by stimulated Brillouin scattering 14 Optical fiber with changed Brillouin shift frequency
Claims (3)
じる誘導ブリルアン散乱のブリルアンシフト周波数が光
信号の伝播方向に変化する構成としたことを特徴とする
光伝送路。1. An optical transmission line characterized in that the Brillouin shift frequency of stimulated Brillouin scattering generated by an optical signal propagating in an optical fiber changes in the propagation direction of the optical signal.
伝播方向に周期的に変化する構成としたことを特徴とす
る請求項１記載の光伝送路。2. The optical transmission line according to claim 1, wherein the Brillouin shift frequency is periodically changed in a propagation direction of an optical signal.
伝播方向にランダムに変化する構成としたことを特徴と
する請求項１記載の光伝送路。3. The optical transmission line according to claim 1, wherein the Brillouin shift frequency is randomly changed in a propagation direction of an optical signal.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3164714A JPH0511288A (en) | 1991-07-04 | 1991-07-04 | Optical transmission path |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3164714A JPH0511288A (en) | 1991-07-04 | 1991-07-04 | Optical transmission path |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0511288A true JPH0511288A (en) | 1993-01-19 |
Family
ID=15798494
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3164714A Pending JPH0511288A (en) | 1991-07-04 | 1991-07-04 | Optical transmission path |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0511288A (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101034842B1 (en) * | 2009-07-06 | 2011-05-17 | 서울시립대학교 산학협력단 | Method for measuring brillouin gain coeffient of bismuth oxide-based photonic crystal fiber |
| JP2014164053A (en) * | 2013-02-22 | 2014-09-08 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | Optical fiber and method for manufacturing the same |
-
1991
- 1991-07-04 JP JP3164714A patent/JPH0511288A/en active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101034842B1 (en) * | 2009-07-06 | 2011-05-17 | 서울시립대학교 산학협력단 | Method for measuring brillouin gain coeffient of bismuth oxide-based photonic crystal fiber |
| JP2014164053A (en) * | 2013-02-22 | 2014-09-08 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | Optical fiber and method for manufacturing the same |
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