ペアド・ソリトン伝送システムに関する研究

1995 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 07650392
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 藤井 陽一 東京大学, 生産技術研究所, 教授 (00013110)
• 研究分担者: 荒川 泰彦 東京大学, 生産技術研究所, 教授 (30134638) ; 菊地 和朗 東京大学, 工学部, 教授 (50134458)
• キーワード: 長距離波形伝送 / 光ファイバ / マッハツェンダ型干渉計 / ASE雑音 / ソリトンパルス / ゴ-ドン=ハウス・ジッタ / 位相共役器 / ジッタ抑圧効果

研究概要

安定した長距離波形伝送を行うためには、光ファイバの群速度分散、非線形光学効果による伝送波形歪を補償することが必要であり、波形整形・再生技術の進歩が、重要であると考えられている。我々は下記の2段階の研究を行った。
(1)伝送信号を2つの平行伝送路へ分離、伝搬させた後、マッハツェンダ(MZ)型干渉計を用いて自己干渉させることによる波形整形:
この方法は、システム構成に伝送路を2本用い、途中に光結合器を挿入することが特徴であり、光増幅器からのASE(増幅自然放出光)雑音が主な原因で引き起こされるソリトンパルスのゴ-ドン=ハウス・ジッタに強い。結果として、合波する2つの光ソリトンが受けたジッタの値がパルス幅程度までなら、ジッタの安定化が可能であり、合波するソリトン間の位相差の影響も考えなくてよいことが示された。
(2)位相共役器による高次非線形効果の補償:
位相共役器を用いたソリトン伝送システムを提案し、中継器間隔の拡大、SSFS(低周波数側へのパワーのシフトが分散によってソリトンパルスの遅れとなる非線形光学効果)の抑圧効果について検討した。ここで提案した伝送システムでは、SSFSの影響を抑圧でき、中継間隔が20kmで安定に伝送できることが計算により確認された。また、隣接パルスが短い場合に、雑音と非線形光学効果がソリトン伝送に与える影響を考慮し、その抑圧を位相共役器によって行う方法を提案、検討した最初の位相共役器の挿入距離を変えて、抑圧効果を調べた。
以上より、位相共役ソリトン伝送を提案し、ジッタ抑圧効果について検討した。ランダムパルス列では、ソリトンパルス間相互作用が大きな問題となり、位相共役ソリトンによる補償は、長距離伝送の際に大きな効果が期待できることがわかった。ASE雑音によるジッタの抑圧も確認できた。

研究成果

• [文献書誌] A.Levanon,S.R.Friberg,Y.Fujii: "Solitons for High-Resolution Optical Time Pomain Reflectometry" to be published in Journal of Optical Society of America B. (1995)
• [文献書誌] H.SOTOBAYASHI,Y.FUJII: "Optical Soliton Switching and Coupled-Soliton Propagation in Three-Core Fiber Nonlinear Pirectional Couplers" Electronics and Communications in Japan,Part2. 78-C-I. 157-165 (1995)
• [文献書誌] 酒井敦正,藤井陽一: "ペアドソリトン伝送方式のジッタ安定性" 電子情報通信学会論文誌. J-79-C-I. 19-24 (1996)
• [文献書誌] A.Levanon,S.R.Friberg,Y.Fujii: "Solitons for Optical Time Domain Reflectometry" Tenth International Conference on Integrated Optics and Optical Fibre Communication. 4. 6 (1995)
• [文献書誌] S.R.Friberg,M.Werner,S.Machida,A.Levanon: "Observation of Photon-Number Squeezing in N31 Solitons" CLEO Pacific Rim'95. TuF2. 14 (1995)
• [文献書誌] A.Levanon,S.R.Friberg,Y.Fujii: "Observation of Nonlinear Pulse Propation in the Spectral Domain using a Novel Time-resolved Spectral Reflectometer" ECOC'95. 3. 1039-1043 (1995)