JPH05313215A - 低偏光化光信号送信装置 - Google Patents
低偏光化光信号送信装置Info
- Publication number
- JPH05313215A JPH05313215A JP4120676A JP12067692A JPH05313215A JP H05313215 A JPH05313215 A JP H05313215A JP 4120676 A JP4120676 A JP 4120676A JP 12067692 A JP12067692 A JP 12067692A JP H05313215 A JPH05313215 A JP H05313215A
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- JP
- Japan
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- polarization
- optical
- degree
- light signal
- light source
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Abstract
(57)【要約】
【目的】光中継器に複雑な回路を付加することなしに光
増幅器の偏光依存性による光信号パワーの変動を除去し
て安定な信号受信を可能とする光信号送信装置を提供す
ると共に、光信号と光増幅器から発生する光雑音との間
に発生する四光子混合による信号劣化を最小限に抑圧す
ることが可能である低偏光化光信号送信装置を提供す
る。 【構成】光信号を発する光源手段１と、当該光源手段１
から出力される光信号Ｓ１の偏光度をある一定以下に抑
制し当該光源手段１より後段に装備される低偏光化手段
２とからなることを特徴とする低偏光化光信号送信装置
αである。
増幅器の偏光依存性による光信号パワーの変動を除去し
て安定な信号受信を可能とする光信号送信装置を提供す
ると共に、光信号と光増幅器から発生する光雑音との間
に発生する四光子混合による信号劣化を最小限に抑圧す
ることが可能である低偏光化光信号送信装置を提供す
る。 【構成】光信号を発する光源手段１と、当該光源手段１
から出力される光信号Ｓ１の偏光度をある一定以下に抑
制し当該光源手段１より後段に装備される低偏光化手段
２とからなることを特徴とする低偏光化光信号送信装置
αである。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、光ファイバ増幅器等の
光増幅器を光中継器として含む光伝送路と光送受信端局
とで構成される光増幅中継通信システムにおける、光信
号の送信装置に関する。
光増幅器を光中継器として含む光伝送路と光送受信端局
とで構成される光増幅中継通信システムにおける、光信
号の送信装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】光ファイバ増幅器等の光増幅器を光中継
器として利用した光伝送路は、光信号の伝送速度等に非
常に柔軟に対応可能であり、長距離基幹伝送路として実
用化が始まろうとしている。しかし、一般に光増幅器に
は光利得の偏光依存性があり、その一例として、光ファ
イバ増幅器では、それを構成する光部品に由来する偏光
依存性がある。
器として利用した光伝送路は、光信号の伝送速度等に非
常に柔軟に対応可能であり、長距離基幹伝送路として実
用化が始まろうとしている。しかし、一般に光増幅器に
は光利得の偏光依存性があり、その一例として、光ファ
イバ増幅器では、それを構成する光部品に由来する偏光
依存性がある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】光信号パワーを安定化
し、信号受信を安定化するために、各光増幅器に利得安
定化のための回路を付加することが従来から行われてい
るが、光中継器の複雑化及びコスト増につながるという
問題点が存在する。光中継器内への付加回路なしに光信
号パワーの安定化を図る方法としては、光送信装置内に
偏波スクランブラーを用いるという技術が存在する。
し、信号受信を安定化するために、各光増幅器に利得安
定化のための回路を付加することが従来から行われてい
るが、光中継器の複雑化及びコスト増につながるという
問題点が存在する。光中継器内への付加回路なしに光信
号パワーの安定化を図る方法としては、光送信装置内に
偏波スクランブラーを用いるという技術が存在する。
【０００４】しかし偏波スクランブラーを用いる場合に
は、光信号のビットレート以上の速さで偏光状態をラン
ダム化しなければ効果がないため、非常に高速に応答す
る光デバイスや電気回路等が必要となり、高いビットレ
ートに対応可能にすることは非常に困難である。
は、光信号のビットレート以上の速さで偏光状態をラン
ダム化しなければ効果がないため、非常に高速に応答す
る光デバイスや電気回路等が必要となり、高いビットレ
ートに対応可能にすることは非常に困難である。
【０００５】また、波長分散の小さい光ファイバを伝送
路とするような光増幅中継システムにおいては、光ファ
イバの非線形性により、光信号と光増幅器から発生する
光雑音との間で四光子混合が発生して信号劣化を引き起
こし、光増幅中継システムの性能の主要な制限要因とな
る。四光子混合とは、光ファイバの非線形性に起因する
非線形光学現象の一種で、波長の異なる二光波の相互作
用により当該二光波の波長差に相当する分だけ離れたと
ころに新たに光信号が発生する現象をいう。その発生効
率は、波長の異なる二光波のパワーが大きければ大きい
ほど高く、また、光ファイバの分散が０に近ければ近い
ほど高い。
路とするような光増幅中継システムにおいては、光ファ
イバの非線形性により、光信号と光増幅器から発生する
光雑音との間で四光子混合が発生して信号劣化を引き起
こし、光増幅中継システムの性能の主要な制限要因とな
る。四光子混合とは、光ファイバの非線形性に起因する
非線形光学現象の一種で、波長の異なる二光波の相互作
用により当該二光波の波長差に相当する分だけ離れたと
ころに新たに光信号が発生する現象をいう。その発生効
率は、波長の異なる二光波のパワーが大きければ大きい
ほど高く、また、光ファイバの分散が０に近ければ近い
ほど高い。
【０００６】四光子混合の発生効率は関係する光波のパ
ワーに比例し、関係する全ての光波が同一の偏光状態の
時に最も高くなり、偏光状態が直交しているときには殆
ど零になる。光増幅器から発生する光雑音のように無偏
光な光と光信号との間で四光子混合を発生する場合に
は、たとえ偏波スクランブラーを用いてもその発生効率
を低下させることはできないので、この信号劣化は不可
避のものである。
ワーに比例し、関係する全ての光波が同一の偏光状態の
時に最も高くなり、偏光状態が直交しているときには殆
ど零になる。光増幅器から発生する光雑音のように無偏
光な光と光信号との間で四光子混合を発生する場合に
は、たとえ偏波スクランブラーを用いてもその発生効率
を低下させることはできないので、この信号劣化は不可
避のものである。
【０００７】本発明は、上記のような従来技術の問題点
を克服すべく、光中継器に複雑な回路を付加することな
しに光増幅器の偏光依存性による光信号パワーの変動を
除去し、安定な信号受信を可能とする光信号送信装置を
提供すると同時に、光信号と光増幅器から発生する光雑
音との間に発生する四光子混合による信号劣化を最小限
に抑圧することが可能であるような低偏光化光信号送信
装置の提供を目的とするものである。
を克服すべく、光中継器に複雑な回路を付加することな
しに光増幅器の偏光依存性による光信号パワーの変動を
除去し、安定な信号受信を可能とする光信号送信装置を
提供すると同時に、光信号と光増幅器から発生する光雑
音との間に発生する四光子混合による信号劣化を最小限
に抑圧することが可能であるような低偏光化光信号送信
装置の提供を目的とするものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】前記課題の解決のために
は、本発明の次の新規な特徴的構成手段を採用すること
により達成される。すなわち、本発明の特徴は、光増幅
器を含む光中継システムの送信端局として使用される光
信号送信装置において、光信号を発する光源手段と、当
該光源手段から出力される光信号の偏光度をある一定以
下に抑制し当該光源手段より後段に装備される低偏光化
手段とからなることを特徴とする低偏光化光信号送信装
置である。
は、本発明の次の新規な特徴的構成手段を採用すること
により達成される。すなわち、本発明の特徴は、光増幅
器を含む光中継システムの送信端局として使用される光
信号送信装置において、光信号を発する光源手段と、当
該光源手段から出力される光信号の偏光度をある一定以
下に抑制し当該光源手段より後段に装備される低偏光化
手段とからなることを特徴とする低偏光化光信号送信装
置である。
【０００９】
【作用】現在実用化されているような長距離伝送用光送
信装置の光源としては、高速のデジタル光信号送信を可
能にするため、偏光度の高い光源（一般に偏光度０．９
以上）が用いられているので、光信号の偏光状態により
利得の揺らぎを生じ、長距離多増幅中継を伝送した場合
には、光信号パワーが変動し光信号Ｓ／Ｎ比の揺らぎを
生じ、ＣＣＩＴＴ勧告に示されているような良好な信号
受信ができないことが実験的に証明されている。このこ
とを明らかにしたものに関連した出願として、本出願人
による特願平４−９８１９５号がある。
信装置の光源としては、高速のデジタル光信号送信を可
能にするため、偏光度の高い光源（一般に偏光度０．９
以上）が用いられているので、光信号の偏光状態により
利得の揺らぎを生じ、長距離多増幅中継を伝送した場合
には、光信号パワーが変動し光信号Ｓ／Ｎ比の揺らぎを
生じ、ＣＣＩＴＴ勧告に示されているような良好な信号
受信ができないことが実験的に証明されている。このこ
とを明らかにしたものに関連した出願として、本出願人
による特願平４−９８１９５号がある。
【００１０】本発明は前記のような構成手段を採用して
光源の偏光度を抑制するので、光中継器の光増幅器の偏
光依存性による光信号パワーの変動を除去し、安定な信
号受信を可能とし、四光子混合による信号劣化を最小限
に抑圧する。
光源の偏光度を抑制するので、光中継器の光増幅器の偏
光依存性による光信号パワーの変動を除去し、安定な信
号受信を可能とし、四光子混合による信号劣化を最小限
に抑圧する。
【００１１】
【実施例】本発明の実施例を図面につき説明する。図１
は本実施例を示すブロックダイアグラムである。図中、
αは本実施例の低偏光化光信号送信装置、１は偏光度の
高い光を出力する送信用のレーザダイオード光源（以
下、送信ＬＤ光源とする）、２はデポラライザー、３は
外部変調器、４は光信号出力端子である。
は本実施例を示すブロックダイアグラムである。図中、
αは本実施例の低偏光化光信号送信装置、１は偏光度の
高い光を出力する送信用のレーザダイオード光源（以
下、送信ＬＤ光源とする）、２はデポラライザー、３は
外部変調器、４は光信号出力端子である。
【００１２】送信ＬＤ光源１から出力される光信号Ｓ１
は、一般に０．９以上の偏光度を有している。光信号Ｓ
１の偏光度はデポラライザー２によって減少させられ
（たとえば偏光度０．３以下）、外部変調器３を通って
光信号出力端子４から出力される。光信号出力端子４か
ら出力される光信号Ｓ３の偏光度は、デポラライザー２
によって出力される光信号Ｓ２の偏光度に等しい。
は、一般に０．９以上の偏光度を有している。光信号Ｓ
１の偏光度はデポラライザー２によって減少させられ
（たとえば偏光度０．３以下）、外部変調器３を通って
光信号出力端子４から出力される。光信号出力端子４か
ら出力される光信号Ｓ３の偏光度は、デポラライザー２
によって出力される光信号Ｓ２の偏光度に等しい。
【００１３】本実施例の低偏光化光信号送信装置αは、
送信ＬＤ光源１の出力光信号Ｓ１の偏光度を低く、たと
えば偏光度０．３以下にする手段（いわゆるデポラライ
ザー）２を挿入して光信号Ｓ１の偏光度を減少させて光
信号Ｓ２として出力することにより、光中継器中に存在
する光増幅器の偏光依存性による利得の揺らぎの影響及
び光ファイバの非線形性による四光子混合の影響を受け
にくくする。
送信ＬＤ光源１の出力光信号Ｓ１の偏光度を低く、たと
えば偏光度０．３以下にする手段（いわゆるデポラライ
ザー）２を挿入して光信号Ｓ１の偏光度を減少させて光
信号Ｓ２として出力することにより、光中継器中に存在
する光増幅器の偏光依存性による利得の揺らぎの影響及
び光ファイバの非線形性による四光子混合の影響を受け
にくくする。
【００１４】偏光状態を表現する形態として「ポワンカ
レ球」があるが、本実施例に用いているデポラライザー
２とは、ポワンカレ球上の一点又は非常に小さい領域に
ある入射偏光を、ポワンカレ球全面に平等に分散させる
素子ないし装置である。デポラライザー２の原理として
は、散乱という統計現象を利用する，電気光学結晶を用
いて二つの直交偏波成分間の位相差を高速に０から２π
まで変化させる，入射光を二つのインコヒーレントな固
有偏光に分解し両者を合成する，等が挙げられる。
レ球」があるが、本実施例に用いているデポラライザー
２とは、ポワンカレ球上の一点又は非常に小さい領域に
ある入射偏光を、ポワンカレ球全面に平等に分散させる
素子ないし装置である。デポラライザー２の原理として
は、散乱という統計現象を利用する，電気光学結晶を用
いて二つの直交偏波成分間の位相差を高速に０から２π
まで変化させる，入射光を二つのインコヒーレントな固
有偏光に分解し両者を合成する，等が挙げられる。
【００１５】デポラライザー２の具体的な例としては、
送信ＬＤ光源１からの光信号のコヒーレント長よりも長
い偏波面保存ファイバ２本を軸を４５°ずらして組み合
わせたものがあげられる。これは既にライオット・デポ
ラライザーとして様々な文献に記載されている。また、
一光源から出力された光を分波器で二つに分け、分波し
た二光が相互に無相関（インコヒーレント）となるよう
にしたのち、偏光合成して再び一つの光に戻すことによ
っても可能である。分波した二光を無相関化する方法と
しては、例えばそのうち片方の光をコヒーレント長より
長い光ファイバに通す等の装置を考えることができる。
送信ＬＤ光源１からの光信号のコヒーレント長よりも長
い偏波面保存ファイバ２本を軸を４５°ずらして組み合
わせたものがあげられる。これは既にライオット・デポ
ラライザーとして様々な文献に記載されている。また、
一光源から出力された光を分波器で二つに分け、分波し
た二光が相互に無相関（インコヒーレント）となるよう
にしたのち、偏光合成して再び一つの光に戻すことによ
っても可能である。分波した二光を無相関化する方法と
しては、例えばそのうち片方の光をコヒーレント長より
長い光ファイバに通す等の装置を考えることができる。
【００１６】本実施例は以上のような具体的実施態様を
呈するが、以下に、その光送信端局中における動作を説
明する。偏光度が低く抑圧された光信号は、光増幅器の
偏光依存性による利得の揺らぎの影響を偏光度が高いま
まの場合に比較してほとんど受けないので、光中継器出
力の変動が抑圧されることにより光信号Ｓ／Ｎ比の揺ら
ぎが生じず、良好な受信が可能となる。
呈するが、以下に、その光送信端局中における動作を説
明する。偏光度が低く抑圧された光信号は、光増幅器の
偏光依存性による利得の揺らぎの影響を偏光度が高いま
まの場合に比較してほとんど受けないので、光中継器出
力の変動が抑圧されることにより光信号Ｓ／Ｎ比の揺ら
ぎが生じず、良好な受信が可能となる。
【００１７】たとえば偏光度が０．９のときに偏光依存
性により０．５ｄＢの利得揺らぎが生じるような場合に
は、偏光度を０．３にすることにより利得揺らぎを０．
１ｄＢ程度に抑圧することができるので、光信号Ｓ／Ｎ
比に及ぼす影響が非常に低減されることとなる。従っ
て、一般的に言って、偏光度を０．３以下に抑制する低
偏光化手段を用いるとよりよい効果が得られる。
性により０．５ｄＢの利得揺らぎが生じるような場合に
は、偏光度を０．３にすることにより利得揺らぎを０．
１ｄＢ程度に抑圧することができるので、光信号Ｓ／Ｎ
比に及ぼす影響が非常に低減されることとなる。従っ
て、一般的に言って、偏光度を０．３以下に抑制する低
偏光化手段を用いるとよりよい効果が得られる。
【００１８】また、波長分散の非常に少ない光ファイバ
を伝送路とするような光増幅中継システムにおいては、
光ファイバの非線形性により、光信号と光増幅器から発
生する光雑音との間で四光子混合が発生し信号劣化を引
き起こし、光増幅中継システムの主要な制限要因とな
る。
を伝送路とするような光増幅中継システムにおいては、
光ファイバの非線形性により、光信号と光増幅器から発
生する光雑音との間で四光子混合が発生し信号劣化を引
き起こし、光増幅中継システムの主要な制限要因とな
る。
【００１９】四光子混合の発生効率ηは関係する光波の
パワーＰｎに比例し、関係する全ての光波が同一の偏光
状態のときに最も高くなり、偏光状態が直交していると
きには殆ど零になる。たとえば四光子混合に関係する光
波が２種類（Ｌ１，Ｌ２）の場合に、四光子混合によっ
て発生する干渉光のパワーＰｆｐを式で示すと以下の式
（１）のように表される。
パワーＰｎに比例し、関係する全ての光波が同一の偏光
状態のときに最も高くなり、偏光状態が直交していると
きには殆ど零になる。たとえば四光子混合に関係する光
波が２種類（Ｌ１，Ｌ２）の場合に、四光子混合によっ
て発生する干渉光のパワーＰｆｐを式で示すと以下の式
（１）のように表される。
【数１】
【００２０】上記の式（１）においてＰ１は光波Ｌ１の
パワー、Ｐ２は光波Ｌ２のパワーを示し、η（Ｐ１，Ｐ
２，φ１２）は四光子混合の発生効率ηが光波Ｌ１，Ｌ
２のパワーＰ１，Ｐ２に比例しかつ光波Ｌ１，Ｌ２の位
相関係φ１２の関数であることを示す。
パワー、Ｐ２は光波Ｌ２のパワーを示し、η（Ｐ１，Ｐ
２，φ１２）は四光子混合の発生効率ηが光波Ｌ１，Ｌ
２のパワーＰ１，Ｐ２に比例しかつ光波Ｌ１，Ｌ２の位
相関係φ１２の関数であることを示す。
【００２１】上記の式（１）からわかるように、Ｐｆｐ
は光波のパワーＰの２次関数となる。偏光度が０．９の
場合に信号光Ｌｓ（パワーＰｓ）と光雑音Ｌｎ（パワー
Ｐｎ）との間で発生する干渉光のパワーをＰｓｎ、四光
子混合の発生効率をηｓｎとすると、干渉光パワーＰｓ
ｎは以下の式（２）で示される。
は光波のパワーＰの２次関数となる。偏光度が０．９の
場合に信号光Ｌｓ（パワーＰｓ）と光雑音Ｌｎ（パワー
Ｐｎ）との間で発生する干渉光のパワーをＰｓｎ、四光
子混合の発生効率をηｓｎとすると、干渉光パワーＰｓ
ｎは以下の式（２）で示される。
【数２】
【００２２】信号光の偏光度が０．３の場合には、全体
の信号光のパワーが直交する偏波間に分散されるため四
光子混合の発生効率ηｓｎ’が低くおさえられる。ηｓ
ｎ’をηｓｎで表すと、以下の式（３）のようになる。
の信号光のパワーが直交する偏波間に分散されるため四
光子混合の発生効率ηｓｎ’が低くおさえられる。ηｓ
ｎ’をηｓｎで表すと、以下の式（３）のようになる。
【数３】
【００２３】したがって、偏光度が０．３の場合に発生
する干渉光パワーＰｓｎ’は、直交する偏波の成分を考
えて以下の式（４）のように表される。
する干渉光パワーＰｓｎ’は、直交する偏波の成分を考
えて以下の式（４）のように表される。
【数４】
【００２４】式（４）に示されているように、四光子混
合により発生する干渉光のパワーＰｓｎ’が１．６ｄＢ
抑圧されるので、四光子混合に起因する信号劣化が低減
される。特に偏光度が完全に０になると、直交する偏波
間にパワーが等分されるため、四光子混合により発生す
る干渉光のパワーが３ｄＢ抑圧され、光中継システム全
体に及ぼす光ファイバの非線形性の影響を低減すること
ができる。
合により発生する干渉光のパワーＰｓｎ’が１．６ｄＢ
抑圧されるので、四光子混合に起因する信号劣化が低減
される。特に偏光度が完全に０になると、直交する偏波
間にパワーが等分されるため、四光子混合により発生す
る干渉光のパワーが３ｄＢ抑圧され、光中継システム全
体に及ぼす光ファイバの非線形性の影響を低減すること
ができる。
【００２５】
【発明の効果】以上のように、本発明によれば、偏光依
存性のある光増幅器を光中継器として用いた光通信シス
テムにおいて、光中継器の構成を複雑化することなく、
光中継器出力パワーの安定化が行えることになり、光信
号Ｓ／Ｎ比の安定化に関してその効果は極めて大であ
る。また、光ファイバの非線形性に起因する受信信号劣
化は、伝送路として光ファイバを使用するかぎり不可避
のものであるので、当該光信号劣化を低減することが可
能となる等、優れた有用性を発揮する。
存性のある光増幅器を光中継器として用いた光通信シス
テムにおいて、光中継器の構成を複雑化することなく、
光中継器出力パワーの安定化が行えることになり、光信
号Ｓ／Ｎ比の安定化に関してその効果は極めて大であ
る。また、光ファイバの非線形性に起因する受信信号劣
化は、伝送路として光ファイバを使用するかぎり不可避
のものであるので、当該光信号劣化を低減することが可
能となる等、優れた有用性を発揮する。
【図１】本発明の実施例のブロックダイアグラムであ
る。
る。
α…低偏光化光信号送信装置 Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３…光信号 １…送信ＬＤ光源 ２…デポラライザー ３…外部変調器 ４…光信号出力端子
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 若林 博晴 東京都新宿区西新宿２丁目３番２号 国際 電信電話株式会社内
Claims (1)
- 【請求項１】光増幅器を含む光中継システムの送信端局
として使用される光信号の送信装置において、光信号を
発する光源手段と、当該光源手段から出力される光信号
の偏光度をある一定以下に抑制し当該光源手段より後段
に装備される低偏光化手段とからなることを特徴とする
低偏光化光信号送信装置
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4120676A JPH05313215A (ja) | 1992-05-13 | 1992-05-13 | 低偏光化光信号送信装置 |
| EP93303500A EP0570151B1 (en) | 1992-05-08 | 1993-05-05 | Optical transmitter with the signal light of reduced degree of polarization and optical depolarizing circuit |
| US08/058,108 US5430795A (en) | 1992-05-08 | 1993-05-06 | Optical transmitter with the signal light of reduced degree of polarization and optical depolarizing circuit |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4120676A JPH05313215A (ja) | 1992-05-13 | 1992-05-13 | 低偏光化光信号送信装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05313215A true JPH05313215A (ja) | 1993-11-26 |
Family
ID=14792187
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4120676A Pending JPH05313215A (ja) | 1992-05-08 | 1992-05-13 | 低偏光化光信号送信装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05313215A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH06308547A (ja) * | 1993-04-13 | 1994-11-04 | American Teleph & Telegr Co <Att> | 増幅された光伝送システム内での偏光依存利得を低減するための方法 |
| US5729372A (en) * | 1993-06-28 | 1998-03-17 | Fujitsu Limited | Optical transmission method and apparatus and optical amplification method and apparatus for optical communication system |
| JP2007306007A (ja) * | 2007-05-29 | 2007-11-22 | Nikon Corp | 照明光学装置および露光装置 |
| JP2009272346A (ja) * | 2008-04-30 | 2009-11-19 | Sunx Ltd | レーザ発生装置及びレーザ加工装置 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS57190922A (en) * | 1981-05-20 | 1982-11-24 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | Polarization eliminating circuit |
| JPS57207219A (en) * | 1981-06-16 | 1982-12-18 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | Production of polarization cancellation circuit |
-
1992
- 1992-05-13 JP JP4120676A patent/JPH05313215A/ja active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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