JPH03210841A - 光フアイバ通信システム - Google Patents
光フアイバ通信システムInfo
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- JPH03210841A JPH03210841A JP2297387A JP29738790A JPH03210841A JP H03210841 A JPH03210841 A JP H03210841A JP 2297387 A JP2297387 A JP 2297387A JP 29738790 A JP29738790 A JP 29738790A JP H03210841 A JPH03210841 A JP H03210841A
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- Japan
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- polarization
- polarization state
- period
- fiber
- transmission
- Prior art date
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- 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
- H04B10/50—Transmitters
- H04B10/516—Details of coding or modulation
- H04B10/532—Polarisation modulation
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
- G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
- G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour
- G02F1/0136—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour for the control of polarisation, e.g. state of polarisation [SOP] control, polarisation scrambling, TE-TM mode conversion or separation
- G02F1/0139—Polarisation scrambling devices; Depolarisers
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
- Signal Processing (AREA)
- Optical Communication System (AREA)
- Radio Transmission 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】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、光フアイバ通信システムに関し、殊に、偏波
ダイバーシチ伝送を使用するコーヒレント通信システム
、即ち既にデジタル・データ信号によって変調された光
搬送波の偏波状態を伝送側で変化させるシステムに係る
。
ダイバーシチ伝送を使用するコーヒレント通信システム
、即ち既にデジタル・データ信号によって変調された光
搬送波の偏波状態を伝送側で変化させるシステムに係る
。
光フアイバ通信システムで使用されている在来型の単一
モードのファイバ（即ち、偏波を維持しないファイバ）
は、距離・時間の両方により変化する複屈折特性を表す
ものであり、そのためファイバに沿って伝搬する信号の
偏波状態が、連続的で予期不能な様子で変化することは
知られている、最も広く使用されているヘテロゲイン方
式受信のコーヒレント通信システムの場合、受信機は、
受信信号の偏波状態が、局部発振器により発生する信号
のそれとマツチするときだけ正確に動作することが出来
るが、そうでなければ、フィールドのある部分だけがヘ
テロダイン変換を受ける。その結果、完全な信号フェー
ディングさえ生じうる、このように、偏波に重点を置い
た通信システムの重要性は明らかである。
モードのファイバ（即ち、偏波を維持しないファイバ）
は、距離・時間の両方により変化する複屈折特性を表す
ものであり、そのためファイバに沿って伝搬する信号の
偏波状態が、連続的で予期不能な様子で変化することは
知られている、最も広く使用されているヘテロゲイン方
式受信のコーヒレント通信システムの場合、受信機は、
受信信号の偏波状態が、局部発振器により発生する信号
のそれとマツチするときだけ正確に動作することが出来
るが、そうでなければ、フィールドのある部分だけがヘ
テロダイン変換を受ける。その結果、完全な信号フェー
ディングさえ生じうる、このように、偏波に重点を置い
た通信システムの重要性は明らかである。
かような問題点に対して提案された解決法は、受信また
は伝送側のいずれかで作動するものである。
は伝送側のいずれかで作動するものである。
受信側での干渉に基づく解決法は、偏波トラッキング受
信機あるいは偏波ダイバーシチ受信機を利用する。偏波
トラッキング受信機は、無端偏波変成器と適当な自動制
御回路を必要とし、一方、偏波ダイバーシチ受信機は、
偏波分割器に加えて二つの完全な復調電子段を必要とす
るか、あるいは平衡型受信機の場合、少なくとも二つの
かような分割器と偏波に無関係の３ｄＢカプラを必要と
する。産業規模での製造に適したシステムへの実際の導
入のために、該受信機は、好ましくは半導体であるモノ
リシック集積素子として作られるべきである；ところが
現在の技術のａ′態では、良い成績で所要の機能を遂行
する集積素子の開発および満足すべき収率での産業規模
の生産は、両方ともかなりの困難を引き起こす。また、
コーヒレント光通信システムの最も興味ある応用の一つ
において、かようなシステムは、単一のソースが複数の
受信機に送信する分配ネットワークに導入すべきことに
も配慮すべきことである；かような場合、上述の解決法
は、システムを偏波変動の影響を受けなくする装置を各
受信機に付随させなければならず、システムの複雑さと
価格を増大させると言う、さらなる欠点をもたらす。
信機あるいは偏波ダイバーシチ受信機を利用する。偏波
トラッキング受信機は、無端偏波変成器と適当な自動制
御回路を必要とし、一方、偏波ダイバーシチ受信機は、
偏波分割器に加えて二つの完全な復調電子段を必要とす
るか、あるいは平衡型受信機の場合、少なくとも二つの
かような分割器と偏波に無関係の３ｄＢカプラを必要と
する。産業規模での製造に適したシステムへの実際の導
入のために、該受信機は、好ましくは半導体であるモノ
リシック集積素子として作られるべきである；ところが
現在の技術のａ′態では、良い成績で所要の機能を遂行
する集積素子の開発および満足すべき収率での産業規模
の生産は、両方ともかなりの困難を引き起こす。また、
コーヒレント光通信システムの最も興味ある応用の一つ
において、かようなシステムは、単一のソースが複数の
受信機に送信する分配ネットワークに導入すべきことに
も配慮すべきことである；かような場合、上述の解決法
は、システムを偏波変動の影響を受けなくする装置を各
受信機に付随させなければならず、システムの複雑さと
価格を増大させると言う、さらなる欠点をもたらす。
伝送側での干渉に基づく解決法は、伝送すべき信号の偏
波状態の急速なスイッチングに基づいている。該解決法
の一例は、ホジキンソン（Ｔ、Ｇ。
波状態の急速なスイッチングに基づいている。該解決法
の一例は、ホジキンソン（Ｔ、Ｇ。
Ｈｏｄｇｋｉｎｓｏｎ） 、ハーモン（Ｒ，Ａ、ＩＩａ
ｒｓｏｎ）およびスミス（Ｄ、Ｗ、Ｓｍ１ｔｈ ）の「
偏波スクランプリングを用いた偏波影響を受けないヘテ
ロダイン検波」’Ｐｏ１ａｒｉｓａｔｉｏｎ−ｉｎｓｅ
ｎｓｉｔｉｖｅ ｈｅｔｅｒｏｄｙｎｅｄｅｔｅｃｔｉ
ｏｎ ｕｓｉｎｇ ｐｏｌａｒｉｓａｔｉｏｎ ｓｃｒ
ａｍｂｌｉｎｇ”と題する論文に記載されている。この
公知のシステムにおいて、送信機は、レーザが発生した
光搬送波をデータ信号で変調する振幅変調器と光ファイ
バとの間に、光信号を、符号周波数の４倍に等しい周波
数で、二つの直交する偏波状態の間で切り換えるように
強制する偏波スクランブラ−を含むものである。この偏
波スクランブラ−は、信号を二つの別々の経路に等しく
分配する１：１ ファイバ・カプラを含むものである
。かような経路の一つは、所望のスイッチング周波数で
、矩形波により制御される導波管位相変調器を含み、そ
の前段に、位相変調器入力部で正確な状態を与える偏波
制御装置を有するものである。この二つの経路は、次い
でファイバが接続されている偏波選択性カプラで合流す
る。
ｒｓｏｎ）およびスミス（Ｄ、Ｗ、Ｓｍ１ｔｈ ）の「
偏波スクランプリングを用いた偏波影響を受けないヘテ
ロダイン検波」’Ｐｏ１ａｒｉｓａｔｉｏｎ−ｉｎｓｅ
ｎｓｉｔｉｖｅ ｈｅｔｅｒｏｄｙｎｅｄｅｔｅｃｔｉ
ｏｎ ｕｓｉｎｇ ｐｏｌａｒｉｓａｔｉｏｎ ｓｃｒ
ａｍｂｌｉｎｇ”と題する論文に記載されている。この
公知のシステムにおいて、送信機は、レーザが発生した
光搬送波をデータ信号で変調する振幅変調器と光ファイ
バとの間に、光信号を、符号周波数の４倍に等しい周波
数で、二つの直交する偏波状態の間で切り換えるように
強制する偏波スクランブラ−を含むものである。この偏
波スクランブラ−は、信号を二つの別々の経路に等しく
分配する１：１ ファイバ・カプラを含むものである
。かような経路の一つは、所望のスイッチング周波数で
、矩形波により制御される導波管位相変調器を含み、そ
の前段に、位相変調器入力部で正確な状態を与える偏波
制御装置を有するものである。この二つの経路は、次い
でファイバが接続されている偏波選択性カプラで合流す
る。
この種の装置は、受信可能なパワーの半分の損失を伴う
としても、上述の欠点を克服する；実際上、偏波スイッ
チングは、無端偏波変成器により遂行される機能に比べ
簡単な機能であり、偏波ダイバーシチ受信機で使われ、
既に集積型で入手可能なものに比べてより複雑でない装
置で実施可能である；これに加え１９分分配ネットワー
ク中使用されたとき、システムを偏波不影響にする装置
は、各受信機にではなく、只−つの送信機のみに設ける
だけでよいため、システムとしての複雑性を有意に増大
させない。
としても、上述の欠点を克服する；実際上、偏波スイッ
チングは、無端偏波変成器により遂行される機能に比べ
簡単な機能であり、偏波ダイバーシチ受信機で使われ、
既に集積型で入手可能なものに比べてより複雑でない装
置で実施可能である；これに加え１９分分配ネットワー
ク中使用されたとき、システムを偏波不影響にする装置
は、各受信機にではなく、只−つの送信機のみに設ける
だけでよいため、システムとしての複雑性を有意に増大
させない。
偏波スイッチングは、受信機に帯域幅問題をもたらす。
実際、受信機の中間周波数フィルタに必要とされる帯域
幅は、大略データ信号の帯域幅（これは、引用論文のシ
ステム中で使用されたＡＳＫシステムについて、少なく
ともその幅が符号周波数の２倍に等しい主ローブ（１ｏ
ｂｅ）に表れる）プラス偏波状態のスイッチング周波数
の２倍の帯域幅として与えられる。スペクトラムの拡張
は、次のような多くの困難をもたらす、即ち；１）中間
周波数において、偏波スイッチングの無い場合に必要と
される帯域幅より大幅に広い帯域幅の電子回路により作
動させる必要があること；２）中間周波数受信機は、ス
ペクトラム中に生じる非常に高いレベルの副次的ローブ
によって否定的に影響されること；実際、周波数の原点
付近でのスペクトラム折り返しくｆｏｌｄｏｖｅｒ）が
、有用な信号の主ローブに干渉することを防ぐために、
どちらかといえば高い中間周波数で作動させる必要が生
じること；３）偏波スイッチング無しに作動する理想的
システムに関して、あるエラー確率を得るのに必要な信
号パワーの面で、あるペナルティ−が導入される；かよ
うなペナルティ−は、中間周波数フィルタがより大きな
信号振幅を要し、そのため、より大量のノイズの通過を
許容するという事実に起因している。
幅は、大略データ信号の帯域幅（これは、引用論文のシ
ステム中で使用されたＡＳＫシステムについて、少なく
ともその幅が符号周波数の２倍に等しい主ローブ（１ｏ
ｂｅ）に表れる）プラス偏波状態のスイッチング周波数
の２倍の帯域幅として与えられる。スペクトラムの拡張
は、次のような多くの困難をもたらす、即ち；１）中間
周波数において、偏波スイッチングの無い場合に必要と
される帯域幅より大幅に広い帯域幅の電子回路により作
動させる必要があること；２）中間周波数受信機は、ス
ペクトラム中に生じる非常に高いレベルの副次的ローブ
によって否定的に影響されること；実際、周波数の原点
付近でのスペクトラム折り返しくｆｏｌｄｏｖｅｒ）が
、有用な信号の主ローブに干渉することを防ぐために、
どちらかといえば高い中間周波数で作動させる必要が生
じること；３）偏波スイッチング無しに作動する理想的
システムに関して、あるエラー確率を得るのに必要な信
号パワーの面で、あるペナルティ−が導入される；かよ
うなペナルティ−は、中間周波数フィルタがより大きな
信号振幅を要し、そのため、より大量のノイズの通過を
許容するという事実に起因している。
上述の公知システムの場合におけるように、光ファイバ
・システムのため一般にもくろまれるような非常に高い
ビット・レート（Ｍｂｉｔ／ｓの百倍あるいはＧｂｉｔ
／ｓのオーダーの）で、また符号周波数の何倍かのスイ
ッチング周波数で作動させると、１）および２）で引用
した現象が、システムの実用的な実施を極めて困難且つ
高価に、あるいは不可能にさえしかねない、と言うのは
、これらは現在の技術の限界上の、極端に高速のエレク
トロニクスの使用を前提としているからである。３）で
引用した現象は、システムの成績に否定的に影響する。
・システムのため一般にもくろまれるような非常に高い
ビット・レート（Ｍｂｉｔ／ｓの百倍あるいはＧｂｉｔ
／ｓのオーダーの）で、また符号周波数の何倍かのスイ
ッチング周波数で作動させると、１）および２）で引用
した現象が、システムの実用的な実施を極めて困難且つ
高価に、あるいは不可能にさえしかねない、と言うのは
、これらは現在の技術の限界上の、極端に高速のエレク
トロニクスの使用を前提としているからである。３）で
引用した現象は、システムの成績に否定的に影響する。
［問題点を解決するための手段〕
本発明は、単一モード光ファイバ上にデジタル信号を伝
送する方法、およびこの方法を使用する光通信システム
を提供するものであり、そこでは、ファイバ中の偏波変
動に対する不影響性が、偏波ダイハーシチ伝送によって
得られ、偏波ダイバーシチが、伝送したパワーの半分の
回復を可能としながら、偏波スイッチングと比べて寧ろ
削減されたスペクトラム拡張を生じるように得られる。
送する方法、およびこの方法を使用する光通信システム
を提供するものであり、そこでは、ファイバ中の偏波変
動に対する不影響性が、偏波ダイハーシチ伝送によって
得られ、偏波ダイバーシチが、伝送したパワーの半分の
回復を可能としながら、偏波スイッチングと比べて寧ろ
削減されたスペクトラム拡張を生じるように得られる。
デジタル信号が光搬送波を変調する、単一モード光ファ
イバ上の該デジタル信号伝送方法は、ファイバへの変調
搬送波の送信に先立ち、変調搬送波の偏波状態が、少な
くとも一符号周期中、連続的に変化するようにして、偏
波状態の連続的範囲にわたり、各伝送符号に関連するパ
ワーを分布させるようにしたことを特徴とする方法であ
る。
イバ上の該デジタル信号伝送方法は、ファイバへの変調
搬送波の送信に先立ち、変調搬送波の偏波状態が、少な
くとも一符号周期中、連続的に変化するようにして、偏
波状態の連続的範囲にわたり、各伝送符号に関連するパ
ワーを分布させるようにしたことを特徴とする方法であ
る。
送信機における偏波状態の連続的変化は、受信側におい
て連続的中間周波数電気信号が得られることを可能とし
、一方、二つの別々の状態間でのスイッチングは、不連
続中間周波数信号を与える；不連続信号と比べた場合の
連続信号により表されるスペクトラム拡張における効果
は、通信理論から良く知られている。
て連続的中間周波数電気信号が得られることを可能とし
、一方、二つの別々の状態間でのスイッチングは、不連
続中間周波数信号を与える；不連続信号と比べた場合の
連続信号により表されるスペクトラム拡張における効果
は、通信理論から良く知られている。
本発明の第一の局面によれば、該変化は、ポアンカレ球
上の電磁界を表すベクターが、一符号周期中、その球内
体の大円上で全回転（３６０°）だけ動くようなもので
ある。
上の電磁界を表すベクターが、一符号周期中、その球内
体の大円上で全回転（３６０°）だけ動くようなもので
ある。
本発明の第二の局面によれば、電磁界の偏波状態の変化
は、ポアンカレ球上の偏波の状態を表すベクターが、か
ような球の大円上で、その周期が符号周期に等しい正弦
関数による時間とともに増大する角度だけ動くようにす
るものであり、その合計変位量は、Ｊｏ （τ）・Ｏと
したときの角（２τ）。
は、ポアンカレ球上の偏波の状態を表すベクターが、か
ような球の大円上で、その周期が符号周期に等しい正弦
関数による時間とともに増大する角度だけ動くようにす
るものであり、その合計変位量は、Ｊｏ （τ）・Ｏと
したときの角（２τ）。
に等しい、ここで、ＪＯは０次ベッセル関数とする上述
の条件は、一符号周期中、検出されたパワーは、ファイ
バ中で誘起される変成と無関係であり、受信器に到達す
るパワーの半分に等しいことを課すことにより得られる
。
の条件は、一符号周期中、検出されたパワーは、ファイ
バ中で誘起される変成と無関係であり、受信器に到達す
るパワーの半分に等しいことを課すことにより得られる
。
本発明のその他の目的は、伝送媒体として単一モードの
光ファイバを使用するコーヒレント光ファイバ通信シス
テムのうち、伝送側に、デジタル情報信号によって変調
された光搬送波を発生するための手段と、変調搬送波の
偏波状態をスクランブルするための手段を設けたもので
、該スクランブル手段が、変調搬送波の該偏波状態を、
一符号周期中連続的に変化させ、各伝送符号に関連する
パワーを、異なる偏波状態にわたり分配するようにした
ことを特徴としたシステムの提供にある。
光ファイバを使用するコーヒレント光ファイバ通信シス
テムのうち、伝送側に、デジタル情報信号によって変調
された光搬送波を発生するための手段と、変調搬送波の
偏波状態をスクランブルするための手段を設けたもので
、該スクランブル手段が、変調搬送波の該偏波状態を、
一符号周期中連続的に変化させ、各伝送符号に関連する
パワーを、異なる偏波状態にわたり分配するようにした
ことを特徴としたシステムの提供にある。
本発明は、非限定的な例示として与えられた好ましい実
施例を示す添付図面を参照した以下の記述により、より
明らかとなるであろう。
施例を示す添付図面を参照した以下の記述により、より
明らかとなるであろう。
図面において、細線は光フアイバ接続、二重線は集積光
ガイドの接続を表し、太線は電気的接続を表している。
ガイドの接続を表し、太線は電気的接続を表している。
第１図に示すように、コーヒレント光ファイバ伝送シス
テムは、変調器２内でデジタル情報信号ＩＮにより変調
される光搬送波を発生するソース１ を含むものである
。その代わりとして、光搬送波のソースｌ は、例えば
ＦＳＫ 変調機構により動作する光伝送システムのよ
うに、外部変調器を使用せず、直接変調されるものでも
よい。しかしながら、この型の変調は、本発明にとって
何らの興味もない。次いで、変調された光搬送波は、各
符号周期に、変調された搬送波の偏波の状態を、発生機
１３により供給される電気信号を使用して以下に述べる
ように、連続的に変化するようにさせる装置３ に供給
される。偏波変調（あるいは、スクランプリング）も受
けた信号は、在来型の単一モード・ファイバよりなる伝
送線４に送られる。受信機において、ファイバ４ から
来る信号は、カプラ５ で、局部発振器６ により発生
した信号と組合され、カプラから出てゆく信号は、検波
器７ で中間周波数電気信号に変換される。検波器７
には、電気信号を処理するための在来型の回路、より特
定的には、増幅器８、中間周波数フィルタ９ および復
調器１０が続いている装置３ は、基本的には上述の論
文に記載された偏波スクランブラ−と同一の構造を有す
る。さらに、変調搬送波に関連するパワーを、基本的に
等分して、二つの経路１１ａ、 １１ｂ間に分配するた
めのカプラ１１を含むものである。素子１１． １１ａ
、 １１ｂは、全部集積部材として実施することが有利
である。二つの経路のうち一つ、例えば経路１１ａは、
電圧発生器１３によって駆動され、印加電圧に直接比例
する変調が可能な位相変調器１２を含む、変調器１２も
、また集積部材であってよい。変調器１２から出てゆく
信号および経路１１ｂに沿い送られる信号は、そこで、
それぞれ偏波維持ファイバ幹線１４ａ、 １４ｂに送ら
れる。ファイバ幹線 １４ｂは、矢印Ｆ で略示するよ
うにその端部で ９０°回転が可能な支持体（図示せず
）上に！！置されており、装置３ が、偏波をスクラン
ブルすることを可能とする。二つのファイバ幹線は、装
置３ の二つの経路中に存在する光パワーをファイバ４
中に結合する偏波選択性カプラ１５（例えば、偏波ビ
ーム分割器）を終点とする。
テムは、変調器２内でデジタル情報信号ＩＮにより変調
される光搬送波を発生するソース１ を含むものである
。その代わりとして、光搬送波のソースｌ は、例えば
ＦＳＫ 変調機構により動作する光伝送システムのよ
うに、外部変調器を使用せず、直接変調されるものでも
よい。しかしながら、この型の変調は、本発明にとって
何らの興味もない。次いで、変調された光搬送波は、各
符号周期に、変調された搬送波の偏波の状態を、発生機
１３により供給される電気信号を使用して以下に述べる
ように、連続的に変化するようにさせる装置３ に供給
される。偏波変調（あるいは、スクランプリング）も受
けた信号は、在来型の単一モード・ファイバよりなる伝
送線４に送られる。受信機において、ファイバ４ から
来る信号は、カプラ５ で、局部発振器６ により発生
した信号と組合され、カプラから出てゆく信号は、検波
器７ で中間周波数電気信号に変換される。検波器７
には、電気信号を処理するための在来型の回路、より特
定的には、増幅器８、中間周波数フィルタ９ および復
調器１０が続いている装置３ は、基本的には上述の論
文に記載された偏波スクランブラ−と同一の構造を有す
る。さらに、変調搬送波に関連するパワーを、基本的に
等分して、二つの経路１１ａ、 １１ｂ間に分配するた
めのカプラ１１を含むものである。素子１１． １１ａ
、 １１ｂは、全部集積部材として実施することが有利
である。二つの経路のうち一つ、例えば経路１１ａは、
電圧発生器１３によって駆動され、印加電圧に直接比例
する変調が可能な位相変調器１２を含む、変調器１２も
、また集積部材であってよい。変調器１２から出てゆく
信号および経路１１ｂに沿い送られる信号は、そこで、
それぞれ偏波維持ファイバ幹線１４ａ、 １４ｂに送ら
れる。ファイバ幹線 １４ｂは、矢印Ｆ で略示するよ
うにその端部で ９０°回転が可能な支持体（図示せず
）上に！！置されており、装置３ が、偏波をスクラン
ブルすることを可能とする。二つのファイバ幹線は、装
置３ の二つの経路中に存在する光パワーをファイバ４
中に結合する偏波選択性カプラ１５（例えば、偏波ビ
ーム分割器）を終点とする。
位相変調器１２により、経路１１ａ に角αに等しい
位相変調を行うことは、装置３ から出てゆく界の偏波
の状態を表すベクターの角２αのポアンカレ球の大円上
の回転を誘起する。かように、本発明の第一の局面を実
施することで、時間に関して直線法、且つ符号周期にお
いて１８０”に等しい位相変調を経路１１ａ に行う
ことが出来、偏波状態を表すベクターの完全回転（３６
０°）を誘起させる。一般に採択されている慣例によれ
ば、ポアンカレ球の赤道は、伝送中の偏波状態を表すベ
クターが子午線に沿って動くものであることを述べた解
法により、直線偏波の軌道であり、極は円偏波を表すも
のである。
位相変調を行うことは、装置３ から出てゆく界の偏波
の状態を表すベクターの角２αのポアンカレ球の大円上
の回転を誘起する。かように、本発明の第一の局面を実
施することで、時間に関して直線法、且つ符号周期にお
いて１８０”に等しい位相変調を経路１１ａ に行う
ことが出来、偏波状態を表すベクターの完全回転（３６
０°）を誘起させる。一般に採択されている慣例によれ
ば、ポアンカレ球の赤道は、伝送中の偏波状態を表すベ
クターが子午線に沿って動くものであることを述べた解
法により、直線偏波の軌道であり、極は円偏波を表すも
のである。
位相αは、各符号周期においてリセットできる。しかし
、それはスペクトルをさらに拡張する電磁界のπ位相飛
び越しを伴う。それゆえ、位相αは、二つの連続符号周
期において合計３６ｏ°の変化を受け、初期値０°への
急速な復帰が、理想的には何らかの位相不連続性を生じ
ないようにされていることが好ましい。第二の符号周期
における１８０”から３６０°への増大は、ポアンカレ
球の同一大円上の偏波の状態を表すベクターの同一回転
方向での更なる完全回転を誘起する。かように、この方
法もまた、本発明の第一の局面を実施するものである。
、それはスペクトルをさらに拡張する電磁界のπ位相飛
び越しを伴う。それゆえ、位相αは、二つの連続符号周
期において合計３６ｏ°の変化を受け、初期値０°への
急速な復帰が、理想的には何らかの位相不連続性を生じ
ないようにされていることが好ましい。第二の符号周期
における１８０”から３６０°への増大は、ポアンカレ
球の同一大円上の偏波の状態を表すベクターの同一回転
方向での更なる完全回転を誘起する。かように、この方
法もまた、本発明の第一の局面を実施するものである。
変調器１２は、本発明の第一の局面を実施したとき、印
加電圧に直接比例する位相変調を誘起するので、発生器
１３は、上述の理由により、その周期が符号周期に等し
いが、好ましくは符号周期の２倍に等しい鋸歯状波電圧
発生器とすることができる。鋸歯振幅は両方の場合共通
で、位相αの１８０°あるいはそれぞれ３６ｏ°の変化
を生じさせるようなものである。
加電圧に直接比例する位相変調を誘起するので、発生器
１３は、上述の理由により、その周期が符号周期に等し
いが、好ましくは符号周期の２倍に等しい鋸歯状波電圧
発生器とすることができる。鋸歯振幅は両方の場合共通
で、位相αの１８０°あるいはそれぞれ３６ｏ°の変化
を生じさせるようなものである。
一方、本発明の第二の局面を実施するため、発生器１３
は、符号周期に等しい周期、ピーク・ツー・ピークの位
相差αが角τに等しい振幅の正弦波電圧を供給出来るも
のでよい；ここでτは、ラヂアンで表され（約２．４０
４８ラヂアン）、ｏ次ベッセル関数Ｊｏ（τ）を０とす
るものである。
は、符号周期に等しい周期、ピーク・ツー・ピークの位
相差αが角τに等しい振幅の正弦波電圧を供給出来るも
のでよい；ここでτは、ラヂアンで表され（約２．４０
４８ラヂアン）、ｏ次ベッセル関数Ｊｏ（τ）を０とす
るものである。
簡単にするため、位相変調器のタイミングを情報信号の
タイミングにロックするのに必要な手段は、図面には示
していない。
タイミングにロックするのに必要な手段は、図面には示
していない。
第２．３および４図は、中間周波数信号の連続スペクト
ル部分を、引用論文に記述された偏波スイッチング・シ
ステムの場合（第２図）、本発明によるシステムの、第
一および第二の局面の場合（それぞれ第３および４図）
について示すものである。これらのスペクトルに図形表
示される関数は、中間周波数信号に通常のスペクトル解
析技術を適用し、変調器２ 内で光搬送波が受ける変調
が、ＡＳＫ変調であること、局部発振器６ が、直線的
に偏波された放射を発生すること、およびファイバが、
所謂ジョーンズ複屈折マトリックスによって表すことの
出来るファイバに発射された電磁界の偏波状態に影響を
与えることを仮定して得られる。
ル部分を、引用論文に記述された偏波スイッチング・シ
ステムの場合（第２図）、本発明によるシステムの、第
一および第二の局面の場合（それぞれ第３および４図）
について示すものである。これらのスペクトルに図形表
示される関数は、中間周波数信号に通常のスペクトル解
析技術を適用し、変調器２ 内で光搬送波が受ける変調
が、ＡＳＫ変調であること、局部発振器６ が、直線的
に偏波された放射を発生すること、およびファイバが、
所謂ジョーンズ複屈折マトリックスによって表すことの
出来るファイバに発射された電磁界の偏波状態に影響を
与えることを仮定して得られる。
第２．３および４図において、パワーは、ｄＢで縦軸に
、符号周波数の倍数で表した帯域幅は横軸にプロットさ
れており、横軸のＯは中間周波数に対応している。スペ
クトルの比較は、本発明の使用による改善を明らかに示
している。実際、偏波スイッチング・システムの場合（
第２図）、少なくとも二つの主ロープに関連するパワー
を利用するために必要な帯域は全体として符号周波数の
約１０倍であり；加えて副次的なローブの非常に遅い衰
退がある０本発明の、第一の局面を使用することにより
（第３図）、パワーの殆どが符号周波数の約３倍までに
縮小した帯域に集中し、副次的なローブのレベルも偏波
スイッチングの場合より低くなる。最後に本発明の、第
二の局面を使用することにより（第４図）、主ローブは
、前の場合より僅かに大きい全幅（符号周波数の約３倍
でなく、約４倍）を持つものとなるが、副次的なローブ
は尚更重要でなくなる。
、符号周波数の倍数で表した帯域幅は横軸にプロットさ
れており、横軸のＯは中間周波数に対応している。スペ
クトルの比較は、本発明の使用による改善を明らかに示
している。実際、偏波スイッチング・システムの場合（
第２図）、少なくとも二つの主ロープに関連するパワー
を利用するために必要な帯域は全体として符号周波数の
約１０倍であり；加えて副次的なローブの非常に遅い衰
退がある０本発明の、第一の局面を使用することにより
（第３図）、パワーの殆どが符号周波数の約３倍までに
縮小した帯域に集中し、副次的なローブのレベルも偏波
スイッチングの場合より低くなる。最後に本発明の、第
二の局面を使用することにより（第４図）、主ローブは
、前の場合より僅かに大きい全幅（符号周波数の約３倍
でなく、約４倍）を持つものとなるが、副次的なローブ
は尚更重要でなくなる。
上述のことは、非限定的な例示のためにのみ与えられた
もので、その変更および改良は本発明の範囲を越えるこ
となくなしうろことは明らかである。例えば、経路１１
ａ上の単一の位相変調器１２に代えて、その一つが各経
路のためである、等しい、および逆の位相変化を発生す
る二つの位相変調器、あるいは、その一つが各経路のた
めの二つの振幅変調器を使用してもよい。後者の場合、
偏波の状態を表すベクターは、ポアンカレ球の赤道に沿
って動く。しかしながら、記述した解決法が、現在の技
術状況のもとで最も簡単なものであることに留意すべき
である。
もので、その変更および改良は本発明の範囲を越えるこ
となくなしうろことは明らかである。例えば、経路１１
ａ上の単一の位相変調器１２に代えて、その一つが各経
路のためである、等しい、および逆の位相変化を発生す
る二つの位相変調器、あるいは、その一つが各経路のた
めの二つの振幅変調器を使用してもよい。後者の場合、
偏波の状態を表すベクターは、ポアンカレ球の赤道に沿
って動く。しかしながら、記述した解決法が、現在の技
術状況のもとで最も簡単なものであることに留意すべき
である。
第１図は、本発明を使用したコーヒレント通信システム
の好ましい実施例の略図、 第２図は、公知の受信機中の中間周波数信号パワー・ス
ペクトルを示す線図、 第３および第４図は、本発明の二つの局面に関する第２
図に類する線図である。 １−−−ソース、 ２−−一変調器、 ３−ｍ−装置、 ４−ｍ−伝送線、 ５．１１−−一カプラ、 ６−−−局部発振器、７−−
−検波器、 ８−ｍ−増幅器、 ９−ｍ−中間周波数フィルタ、 １０−ｍ−復調器、１１ａ、１ｌｂ−ｍ−経路、１２−
ｍ−位相変調器、１３−ｍ−電圧発生器、１４ａ、１４
ｂ−−−ファイバ幹線、 １５−ｍ−偏波選択性カプラ、 ＩＮ−−−デジタル情報信号、Ｆ−−一矢印。
の好ましい実施例の略図、 第２図は、公知の受信機中の中間周波数信号パワー・ス
ペクトルを示す線図、 第３および第４図は、本発明の二つの局面に関する第２
図に類する線図である。 １−−−ソース、 ２−−一変調器、 ３−ｍ−装置、 ４−ｍ−伝送線、 ５．１１−−一カプラ、 ６−−−局部発振器、７−−
−検波器、 ８−ｍ−増幅器、 ９−ｍ−中間周波数フィルタ、 １０−ｍ−復調器、１１ａ、１ｌｂ−ｍ−経路、１２−
ｍ−位相変調器、１３−ｍ−電圧発生器、１４ａ、１４
ｂ−−−ファイバ幹線、 １５−ｍ−偏波選択性カプラ、 ＩＮ−−−デジタル情報信号、Ｆ−−一矢印。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １）デジタル信号が光搬送波を変調する、単一モード光
ファイバ上のデジタル信号伝送方法であつて、ファイバ
への変調搬送波の送信に先立ち、変調搬送波の偏波状態
を、少なくとも一符号周期中、連続的に変化させて、偏
波状態の連続的範囲にわたり、各伝送符号に関連するパ
ワーを分布させるようにしたことを特徴とする方法。 ２）該偏波状態の変化が、ポアンカレ球上で電磁界の偏
波状態を表すベクターが、一符号周期中、球自体の大円
上で全回転（３６０゜）だけ回転するものであることを
特徴とする特許請求の範囲第１項記載の方法。 ３）電磁界の偏波状態を表すベクターの回転が、一定の
角速度で生じるものであることを特徴とする特許請求の
範囲第２項記載の方法。 ４）該偏波状態の変化が、ポアンカレ球上の電磁界の偏
波状態を表すベクターが、かような球の大円上で、その
周期が符号周期に等しい正弦関数による時間とともに増
大する角度だけ動き、その合計変位量が、Ｊｏ（τ）＝
０としたときの角（２τ）に等しい、ここで、Ｊｏは０
次ベッセル関数とする、ことを特徴とする特許請求の範
囲第１項記載の方法。 ５）かような変調搬送波に関連するパワーが、ファイバ
（４）上への送信に先立ち、ファイバ（４）の入力部で
合流する二つの異なる経路（１１ａ、１２、１４ａ；１
１ｂ、１４ｂ）間に分配され、偏波状態が、該経路の少
なくとも一つに沿つて変化するようにされたものであつ
て、該変化が、位相変調によつて得られるものであるこ
とを特徴とする特許請求の範囲第１−４項のいずれかに
記載の方法。 ６）伝送側に、変調搬送波の偏波の状態をスクランブル
するための手段（３）に加え、デジタル情報信号（ＩＮ
）によつて変調された光搬送波を発生するための手段（
１、２）が設けられた、伝送媒体として単一モードの光
ファイバ（４）を使用するコーヒレント光通信システム
であつて、該スクランブル手段（３）が、少なくとも一
符号周期中、偏波状態を連続的に変更するのに適したも
のであり、異なる偏波状態にわたり、各伝送符号に関連
するパワーを分配するようにしたものであることを特徴
とするシステム。 ７）該変調搬送波に関連するパワーを、ファイバ（４）
への送信に先立ち、ファイバ（４）の入力部で合流する
、その少なくとも一経路が、該搬送波の位相を変調する
変調器（１２）を含む、二つの異なる経路（１１ａ、１
２、１４ａ；１１ｂ、１４ｂ）間に分配するためのカプ
ラ（１１）を有するものであつて、該変調器（１２）が
、その周期が一符号周期に等しく、その振幅が１８０゜
のピーク・ツー・ピーク位相変調を誘起するようなもの
である鋸歯状波電気信号発生器（１３）により駆動され
るものであることを特徴とする特許請求の範囲第６項記
載のシステム。 ８）該変調搬送波に関連するパワーを、ファイバ（４）
への送信に先立ち、ファイバ（４）の入力部で合流する
、その少なくとも一経路が、該搬送波の位相を変調する
変調器（１２）を含む、二つの異なる経路（１１ａ、１
２、１４ａ；１１ｂ、１４ｂ）間に分配するためのカプ
ラ（１１）を有するものであつて、該変調器（１２）が
、その周期が二符号周期に等しく、その振幅が３６０゜
のピーク・ツー・ピーク位相変調を誘起するようなもの
である鋸歯状波電気信号発生器（１３）により駆動され
るものであることを特徴とする特許請求の範囲第６項記
載のシステム。 ９）該変調搬送波に関連するパワーを、ファイバ（４）
への送信に先立ち、ファイバ（４）の入力部で合流する
、その少なくとも一経路が、該搬送波の位相を変調する
変調器（１２）を含む、二つの異なる経路（１１ａ、１
２、１４ａ；１１ｂ、１４ｂ）間に分配するためのカプ
ラ（１１）を有するものであつて、該変調器（１２）が
、その周期が一符号周期に等しく、その振幅が、位相変
調器（１２）により、該経路（１１ａ）に誘起されるピ
ーク・ツー・ピーク位相差がτ、ここで、τは０次ベッ
セル関数Ｊｏ（τ）をゼロにするラヂアンで表された角
とする、である正弦波電気信号発生器（１３）により駆
動されるものであることを特徴とする特許請求の範囲第
６項記載のシステム。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| IT67995-A/89 | 1989-11-14 | ||
| IT67995A IT1238535B (it) | 1989-11-14 | 1989-11-14 | Sistema di comunicazione coerente in fibra ottica a diversita' di polarizzazione in trasmissione |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03210841A true JPH03210841A (ja) | 1991-09-13 |
Family
ID=11307047
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2297387A Pending JPH03210841A (ja) | 1989-11-14 | 1990-11-05 | 光フアイバ通信システム |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5127066A (ja) |
| EP (1) | EP0428119A3 (ja) |
| JP (1) | JPH03210841A (ja) |
| CA (1) | CA2029791A1 (ja) |
| IT (1) | IT1238535B (ja) |
Families Citing this family (26)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| IT1250199B (it) * | 1991-07-04 | 1995-04-03 | Cselt Centro Studi Lab Telecom | Sistema di comunicazione ottica coerente a modulazione di frequenza con variazione continua della polarizzazione |
| US5125454A (en) * | 1991-08-27 | 1992-06-30 | Thermal Components, Inc. | Manifold assembly for a parallel flow heat exchanger |
| US5259048A (en) * | 1991-09-30 | 1993-11-02 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Optical equalizer |
| EP0592114A3 (en) * | 1992-09-10 | 1994-07-27 | Sumitomo Electric Industries | Optical fiber type polarizer |
| FR2699295B1 (fr) * | 1992-12-15 | 1995-01-06 | Thomson Csf | Dispositif de traitement optique de signaux électriques. |
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| US5309535A (en) * | 1993-04-30 | 1994-05-03 | At&T Bell Laboratories | Apparatus and method utilizing a rotating waveplate for reducing polarization dependent hole-burning in an amplified optical transmission system |
| US5361270A (en) * | 1993-08-18 | 1994-11-01 | At&T Bell Laboratories | Apparatus and method employing polarization modulation to reduce effects of polarization hole burning and/or polarization dependent loss |
| JP2739813B2 (ja) * | 1993-12-20 | 1998-04-15 | 日本電気株式会社 | 偏波分散補償方法 |
| JP3364076B2 (ja) * | 1995-12-27 | 2003-01-08 | ケイディーディーアイ株式会社 | 光送信装置 |
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| JP3777045B2 (ja) * | 1998-03-19 | 2006-05-24 | 富士通株式会社 | 偏波スクランブラー |
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| US7186241B2 (en) * | 2001-10-03 | 2007-03-06 | Medical Instill Technologies, Inc. | Syringe with needle penetrable and laser resealable stopper |
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| ITTO20130973A1 (it) | 2013-11-29 | 2015-05-30 | Scuola Superiore Di Studi Universit Ari E Di Perfe | Ricevitore ottico coerente indipendente dalla polarizzazione |
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| US4549781A (en) * | 1983-06-01 | 1985-10-29 | Corning Glass Works | Polarization-retaining single-mode optical waveguide |
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| JPS63229926A (ja) * | 1987-03-18 | 1988-09-26 | Fujitsu Ltd | 光通信方式 |
| US4973169A (en) * | 1987-06-24 | 1990-11-27 | Martin Marietta Corporation | Method and apparatus for securing information communicated through optical fibers |
-
1989
- 1989-11-14 IT IT67995A patent/IT1238535B/it active IP Right Grant
-
1990
- 1990-11-02 US US07/608,499 patent/US5127066A/en not_active Expired - Fee Related
- 1990-11-05 JP JP2297387A patent/JPH03210841A/ja active Pending
- 1990-11-13 EP EP19900121661 patent/EP0428119A3/en not_active Withdrawn
- 1990-11-13 CA CA002029791A patent/CA2029791A1/en not_active Abandoned
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63174435A (ja) * | 1986-12-29 | 1988-07-18 | ブリティシュ・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 | 光信号処理方法および装置、光信号受信方法ならびに光伝送装置 |
| JPH01113735A (ja) * | 1987-10-27 | 1989-05-02 | Nec Corp | 光ヘテロダイン・ホモダイン検波方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP0428119A3 (en) | 1992-03-04 |
| CA2029791A1 (en) | 1991-05-15 |
| US5127066A (en) | 1992-06-30 |
| IT8967995A0 (it) | 1989-11-14 |
| IT1238535B (it) | 1993-08-18 |
| IT8967995A1 (it) | 1991-05-14 |
| EP0428119A2 (en) | 1991-05-22 |
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