JPH0918422A - 光送受信装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】 主信号に同期したクロックで光主信号の偏波
状態を変化させ、光ファイバを介して受信した光信号の
偏光成分から偏波ゆらぎの影響を受けずにクロックを抽
出し、これに同期した主信号を再生する。 【構成】 電気／光変換器２２が電気信号の主信号を受
け光強度変調した光主信号に変換し、偏波スクランブラ
２５が光主信号の偏波状態を周期的に変化させ光ファイ
バ３に出力する。次に、分波器４１が光ファイバ３を介
して伝送された光信号を分波し、第１の受光器４２は分
波器が分波した第１の光信号を電気信号に変換する。ま
た、偏波状態検出器５０は分波器が分波した第２の光信
号により偏波状態の変化を電気信号に変換し、クロック
抽出回路５５が第２の受光器５４の出力から偏波スクラ
ンブル周波数を抽出する。そして、受信器４３が第１の
受光器４２の出力とクロック抽出回路５５が抽出したク
ロックに基づいて主信号を再生する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、主信号の光信号をそ
の信号のクロックで偏波スクランブルして光ファイバで
伝送する光送受信装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】

従来例１．超高速光時分割多重伝送方式では、光受信器
におけるクロック抽出が困難となる。そのため、クロッ
クを信号とは別の波長で伝送する手法が提案されてい
る。図１４はＹ．Ｍｉｙａｍｏｔｏ ｅｔ ａｌ、“Ｄ
ａｔａ ａｎｄ Ｃｌｏｃｋ ＷＤＭ Ｔｒａｎｓｍｉ
ｓｓｉｏｎ ｕｓｉｎｇ ２０ Ｇｂｉｔ／ｓ Ｅｌｅ
ｃｔｒｉｃ Ｄｅｍｕｌｔｉｐｌｅｘｅｒ ｗｉｔｈ
Ｗａｖｅｇｕｉｄｅｐｉｎ Ｐｈｏｔｏｄｉｏｄｅ Ｉ
ｎｔｅｒｆａｃｅ”、ＥＣＯＣ’９４、ｐｐ．７５５−
７５８（１９９４年発行）に示されているものである。

【０００３】図１４において１ａ、１ｂよりそれぞれ主
信号とクロック信号が入力される。電気／光変換器２ａ
は主信号を波長λａの光信号に変換する。電気／光変換
器２ｂはクロック信号を波長λｂの光信号に変換する。
ＷＤＭ（Wavelength-Division-Multiplexing）カプラ３
ａによって電気／光変換器２ａ、２ｂの出力光が合波さ
れ、伝送路である光ファイバ３に送出される。光受信部
ではＷＤＭカプラ３ｂによって波長λａ、λｂの光は分
波され、それぞれ光フィルタ５ａ、５ｂに入力される。
光フィルタ５ａは波長λａを、光フィルタ５ｂは波長λ
ｂを選択的に透過する。６ａ、６ｂは光信号を電気信号
に変換する受光器であり、それぞれ主信号とクロック信
号を出力する。主信号は７ａより出力され、クロック信
号は７ｂより出力される。

【０００４】従来例２．図１５は特開昭６３ー１８０２
３２に示されたもので、図において主信号、副信号は１
ａ、１ｂより入力される。２は電気／光変換器であり、
主信号を光信号に変換する。９は偏波面変調器であり、
副信号に同期して主信号の偏波面を変調する。伝送路は
偏波面保持光ファイバ３０によって構成される。偏波面
は副信号が“１”のときに偏波面保持光ファイバの主歪
方向と直交する方向Ｖとなり、副信号が“０”のときに
偏波面保持光ファイバの主歪方向と平行な方向Ｈとなる
ように偏波面変調器９によって変調されている。光受信
部では偏光ビームスプリッタ１０によってそれぞれの偏
波面の方向Ｈ、Ｖに分波され、方向Ｖの偏波面の光は受
光器６ａに、また方向Ｈの偏波面の光は受光器６ｂに入
力される。受光器６ａの出力と受光器６ｂの出力を加算
器１１で合成して主信号が復調され、さらに、受光器６
ｂの出力から副信号が復調される。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】従来例１では電気／光
変換器、受光器が２つずつ必要になるという欠点があっ
た。また、伝送路は２つの波長を伝送しなければならな
い。伝送路である光ファイバには光増幅器などの波長依
存性がある部品が挿入されることがあり、異なる２つの
波長を伝送することは容易ではない。従来例２では偏波
面情報を正確に伝送し、また、特定の偏波方向の光信号
を受光する受光器を用いるために、偏波ゆらぎが生じな
い、高価な偏波保持光ファイバが必須であるという問題
があった。また、主信号の復調に加算器を必要とし、構
成が複雑になるという問題がある。

【０００６】第１の目的は、１つの波長の光を用いて主
信号は光強度変調し、クロックは偏波スクランブルし、
光ファイバにおける偏波ゆらぎの影響を受けずに主信号
とクロックを伝送することである。

【０００７】第２の目的は、複数の主信号を時分割光多
重した光信号をクロックで偏波スクランブルし、光ファ
イバにおける偏波ゆらぎの影響を受けずに光多重信号と
クロックを伝送することである。

【０００８】第３の目的は、波長板を利用して光ファイ
バの偏波ゆらぎに影響を受けにくい安定したクロックを
抽出することである。

【０００９】第４の目的は、偏波スクランブル駆動する
信号の振幅を高くし駆動周波数を下げ、偏波スクランブ
ル駆動するための高周波回路の製造を容易にすることで
ある。

【００１０】第５の目的は、偏波スクランブラを縦続接
続して偏波スクランブラを駆動する信号の周波数を下
げ、偏波スクランブル駆動するための高周波回路の製造
を容易にすることである。

【００１１】第６の目的は、光が入力されていない間、
偏波スクランブルの駆動を止め、偏波スクランブルする
ための駆動回路の消費電力を削減することである。

【００１２】第７の目的は、光強度変調した主信号を、
所定の周波数の副信号でクロックを周波数変調した信号
で偏波スクランブルし、主信号、クロックと副信号を伝
送しようとするものである。

【００１３】第８の目的は、クロックに同期して主信号
を伝送している間、所定の周波数の副信号とクロックを
切り換えて、クロックが絶えても同期維持できる間に副
信号を伝送しようとするものである。

【００１４】

【課題を解決するための手段】第１の発明に係わる光送
受信器は、電気信号の主信号を受け光強度変調した光信
号を出力する電気／光変換器と、電気／光変換器からの
光信号の偏波状態を周期的に変化させ光ファイバに出力
する偏波スクランブラと、偏波スクランブラを主信号と
同期したクロックに基づいて光信号の偏波状態を周期的
に変化させるよう駆動する偏波スクランブラ駆動回路
と、光ファイバを介して伝送された光信号を分波する分
波器と、分波器が分波した第１の光信号を電気信号に変
換する第１の受光器と、分波器が分波した第２の光信号
により偏波状態の変化を電気信号に変換する偏波状態検
出器と、偏波状態検出器からの電気信号をもとに偏波ス
クランブル周波数を抽出しクロックを再生するクロック
抽出回路と、第１の受光器の出力とクロック抽出回路が
抽出したクロックに基づいて主信号を再生する受信器と
を備えたものである。

【００１５】第２の発明に係わる光送受信器は、互いに
同期した複数の主信号を受け光強度変調した光主信号を
出力する電気／光変換器と、電気／光変換器からの複数
の光主信号を時分割で多重化し光信号を出力する光多重
装置と、多重化された光信号の偏波状態を周期的に変化
させ光ファイバに出力する偏波スクランブラと、偏波ス
クランブラを主信号と同期したクロックに基づいて光信
号の偏波状態を周期的に変化させるよう駆動する偏波ス
クランブラ駆動回路と、光ファイバからの光信号を受け
分波する分波器と、分波器が分波した第１の光信号を複
数の光主信号に分離する光分離装置と、分波器が分波し
た第２の光信号により偏波状態の変化を電気信号に変換
する偏波状態検出器と、偏波状態検出器からの電気信号
をもとに偏波スクランブル周波数を抽出しクロックを再
生するクロック抽出回路と、クロック抽出回路が抽出し
たクロックに基づいて光分離装置が分離した複数の光主
信号を主信号に再生する受信器とを備えたものである。

【００１６】第３の発明に係わる光送受信器は、分波さ
れた第２の光信号の一定方向の偏光成分のみを透過させ
る偏光子と、偏光子からの光信号を電気信号に変換する
第２の受光器とを備えたものである。

【００１７】第４の発明に係わる光送受信器は、分波さ
れた第２の光信号を主軸に対し垂直な偏光と水平な偏光
との間に位相差π／２を与えて透過する１／４波長板
と、この１／４波長板からの光の一定方向の偏光成分の
みを透過させる偏光子と、偏光子からの光信号を電気信
号に変換する第２の受光器と、第２の受光器出力の振幅
値を検出してこの振幅値が大きくなるよう１／４波長板
の主軸を中心に回転制御する波長板制御回路とを備えた
ものである。

【００１８】第５の発明に係わる光送受信器は、光信号
を主軸に対し垂直な偏光と水平な偏光との間に位相差π
／２と位相差πを与えて透過させる１／４波長板と１／
２波長板と、分波器が分波した第２の光信号を１／４波
長板と１／２波長板を透過させた光信号の一定方向の偏
光成分のみを透過させる偏光子と、偏光子からの光信号
を電気信号に変換する第２の受光器と、この第２の受光
器出力の振幅値を検出してこの振幅値が大きくなるよう
１／４波長板と１／２波長板の主軸を中心に回転制御す
る波長板制御回路とを備えたものである。

【００１９】第６の発明に係わる光送受信器は、偏波ス
クランブラを直交偏波成分の一方の光波に位相変化量π
が得られる電圧の整数倍の振幅で駆動する偏波スクラン
ブラ駆動回路を備えたものである。

【００２０】第７の発明に係わる光送受信器は、多段に
縦続接続した複数の偏波スクランブラと、電気／光変換
器からの光信号を受ける先頭の偏波スクランブラに光信
号が入力されてから自偏波スクランブラに光信号が入力
されるまでの時間差に対応した遅延を与えて偏波スクラ
ンブラを駆動する偏波スクランブラ駆動回路とを備えた
ものである。

【００２１】第８の発明に係わる光送受信器は、偏波ス
クランブラに光が入力されない間、偏波スクランブラの
駆動を止める偏波スクランブラ駆動回路を備えたもので
ある。

【００２２】第９の発明に係わる光送受信器は、所定の
周波数の副信号を受け主信号と同期したクロックを搬送
波として副信号を周波数変調する周波数変調器と、周波
数変調器の出力に基づいて偏波スクランブラを駆動する
偏波スクランブラ駆動回路と、偏波状態検出器からの周
波数変調された副信号を復調する復調器とを備えたもの
である。

【００２３】第１０の発明に係わる光送受信器は、所定
の周波数の副信号を受け主信号と同期したクロックと副
信号とを切り換える切換器と、切換器の出力に基づいて
偏波スクランブラを駆動する偏波スクランブラ駆動回路
と、偏波状態検出器の出力から副信号の周波数を検出す
る検出器とを備えたものである。

【００２４】

【作用】第１の発明においては、電気／光変換器が電気
信号の主信号を受け光強度変調した光信号を出力し、偏
波スクランブラが電気／光変換器からの光信号の偏波状
態を周期的に変化させ光ファイバに出力すると共に、偏
波スクランブラ駆動回路が偏波スクランブラを主信号と
同期したクロックに基づいて光信号の偏波状態を周期的
に変化させるよう駆動する。次に、分波器が光ファイバ
を介して伝送された光信号を分波し、第１の受光器が、
分波された第１の光信号を電気信号に変換する。また、
偏波状態検出器が分波された第２の光信号により偏波状
態の変化を電気信号に変換し、クロック抽出回路が偏波
状態検出器からの電気信号をもとに偏波スクランブル周
波数を抽出しクロックを再生する。そして、受信器が第
１の受光器の出力とクロック抽出回路が抽出したクロッ
クに基づいて主信号を再生する。

【００２５】第２の発明においては、電気／光変換器が
互いに同期した複数の主信号を受け光強度変調した光主
信号を出力し、光多重装置が電気／光変換器からの複数
の光主信号を時分割で多重化し光信号を出力する。偏波
スクランブラが多重化された光信号の偏波状態を周期的
に変化させ光ファイバに出力すると共に、偏波スクラン
ブラ駆動回路が偏波スクランブラを主信号と同期したク
ロックに基づいて光信号の偏波状態を周期的に変化させ
るよう駆動する。次に、分波器が光ファイバからの光信
号を受け分波し、光分離装置が分波された第１の光信号
を複数の光主信号に分離する。また、偏波状態検出器が
分波された第２の光信号により偏波状態の変化を電気信
号に変換する。そして、クロック抽出回路が偏波状態検
出器からの電気信号をもとに偏波スクランブル周波数を
抽出しクロックを再生し、受信器が抽出されたクロック
に基づいて光分離装置が分離した複数の光主信号を主信
号に再生する。

【００２６】第３の発明においては、偏光子が分波され
た第２の光信号の一定方向の偏光成分のみを透過させ、
第２の受光器が偏光子からの光信号を電気信号に変換す
る。

【００２７】第４の発明においては、１／４波長板が分
波された第２の光信号を主軸に対し垂直な偏光と水平な
偏光との間に位相差π／２を与えて透過し、偏光子がこ
の１／４波長板からの光の一定方向の偏光成分のみを透
過させる。そして、第２の受光器が偏光子からの光信号
を電気信号に変換し、波長板制御回路が第２の受光器出
力の振幅値を検出してこの振幅値が大きくなるよう１／
４波長板の主軸を中心に回転制御する。

【００２８】第５の発明においては、１／４波長板と１
／２波長板が光信号を主軸に対し垂直な偏光と水平な偏
光との間に位相差π／２と位相差πを与えて透過させ、
偏光子が分波された第２の光信号を１／４波長板と１／
２波長板を透過させた光信号の一定方向の偏光成分のみ
を透過させる。そして、第２の受光器が偏光子からの光
信号を電気信号に変換し、波長板制御回路がこの第２の
受光器出力の振幅値を検出してこの振幅値が大きくなる
よう１／４波長板と１／２波長板の主軸を中心に回転制
御する。

【００２９】第６の発明においては、偏波スクランブラ
駆動回路が偏波スクランブラを直交偏波成分の一方の光
波に位相変化量πが得られる電圧の整数倍の振幅で駆動
する。

【００３０】第７の発明においては、多段に縦続接続し
た複数の偏波スクランブラを各段の偏波スクランブラ駆
動回路が、電気／光変換器からの光信号を受ける先頭の
偏波スクランブラに光信号が入力されてから、自偏波ス
クランブラに光信号が入力されるまでの時間差に対応し
た遅延を与えて偏波スクランブラを駆動する。

【００３１】第８の発明においては、偏波スクランブラ
駆動回路が偏波スクランブラに光が入力されない間、偏
波スクランブラの駆動を止める。

【００３２】第９の発明においては、周波数変調器が所
定の周波数の副信号を受け、主信号と同期したクロック
を搬送波として副信号を周波数変調し、偏波スクランブ
ラ駆動回路が周波数変調器の出力に基づいて偏波スクラ
ンブラを駆動する。そして、復調器が偏波状態検出器か
らの周波数変調された副信号を復調する。

【００３３】第１０の発明においては、切換器が所定の
周波数の副信号を受け、主信号と同期したクロックと副
信号とを切り換え、偏波スクランブラ駆動回路が切換器
の出力に基づいて偏波スクランブラを駆動する。そし
て、検出器が偏波状態検出器の出力から副信号の周波数
を検出する。

【００３４】

【実施例】

実施例１．本実施例は主信号に同期したクロックで偏波
スクランブルして光ファイバにより伝送し、受信側で偏
波状態の変化から抽出したクロックをもとに、主信号を
再生しようとするものである。図１は本実施例の光送受
信装置の構成を示すブロック図である。図において、１
は主信号の入力端子、２は光送信部、３は光ファイバ、
４は光受信部、７は主信号の出力端子である。

【００３５】光送信部２において、２１は主クロック信
号を出力する発振器、２２は主信号を光信号に変換する
電気／光変換器、２３はプリスケーラで、主クロック信
号を整数分の１に分周して偏波スクランブラ駆動用のク
ロック信号（以下、駆動クロック信号）を出力する。２
４は偏波スクランブラ駆動回路、２５は偏波スクランブ
ラで、電気／光変換器２２の出力光を偏波スクランブラ
駆動回路２４の出力によって偏波スクランブルする。２
５１は偏波スクランブラ２５の光入力、２５２は偏波ス
クランブラ２５の光出力、２５３は偏波スクランブラ駆
動信号である。

【００３６】光受信部４において、４１は分波器、４２
は受光器、４３は受信器である。５０は偏波状態の変化
を電気信号に変換する偏波状態検出器で、偏光子５３お
よび受光器５４から構成される。そして、５５はクロッ
ク抽出回路で、偏波の変化から抽出したクロック信号
（以下、受信クロック信号）を出力する。５７はマルチ
プレクサで、受信クロック信号の周波数を整数倍した主
クロック信号を出力する。

【００３７】次に、図２は偏波スクランブラ２５を駆動
する周辺回路の構成と偏波スクランブラ２５の構成例を
示すもので、図において２１は発振器、２４は偏波スク
ランブラ駆動回路、２５は偏波スクランブラで、２５１
は偏波スクランブラ光入力、１０ａ、１０ｂは偏光ビー
ムスプリッタ、１１は位相変調器、２５２は偏波スクラ
ンブラ光出力である。

【００３８】次に、動作を図１と図２を用いて説明す
る。図１において、電気／光変換器２２は入力端子１か
らの主信号を発振器２１の出力の主クロック信号に同期
させて強度変調で光信号に変換し偏波スクランブラ２５
に出力する。プリスケーラ２３は発振器２１からの主ク
ロック信号を整数分の１の周波数に分周して、偏波スク
ランブラ駆動用の駆動クロック信号を作り偏波スクラン
ブラ駆動回路２４に出力する。ただし、駆動クロック信
号の周期は伝送路における偏波ゆらぎの影響を受けない
十分短い周期とする。図２において、偏波スクランブラ
２５は偏波スクランブラ光入力２５１より入力された光
信号を偏光ビームスプリッタ１０ａにより直交偏波成分
に分波し、分波した一方を垂直偏波、他方を水平偏波と
すれば垂直偏波光はそのまま偏光ビームスプリッタ１０
ｂに出力し、水平偏波光は位相変調器１１により位相変
調を受け偏光ビームスプリッタ１０ｂで垂直偏波光と合
波し、偏波スクランブラ光出力２５２に出力する。

【００３９】ここで、位相変調器１１は偏波スクランブ
ラ駆動回路２４からの駆動信号によって水平偏波光を位
相変調する。たとえば、図２の位相変調器１１に電圧を
加えると水平偏波光の位相が変化するが、その位相変化
量がπとなる電圧（以下、半波長電圧Ｖπ）を振幅と
し、周期的に変化する信号を加えると偏波スクランブラ
２５の出力光の偏波状態をその周期で変化させることが
できる。従って、振幅が半波長電圧Ｖπで、周期が駆動
クロック信号の周期で偏波スクランブラ２５を駆動すれ
ば、偏波スクランブラ２５は電気／光変換器２２の出力
光、即ち光強度変調した光主信号の偏波状態を連続的に
駆動クロック信号の周期で変化させることができる。

【００４０】光受信部４では光ファイバ３からの光信号
を分波器４１が分波し、受光器４２と偏波状態検出器５
０に出力する。受光器４２は光信号を光／電気変換し、
受信器４３に出力する。一方、偏波状態検出器５０は、
分波器４１からの光信号を偏光子５３が特定方向の偏光
成分のみを透過し、受光器５４が偏光子５３からの光信
号を光／電気変換することによって偏波状態の変化を電
気信号に変換し、クロック抽出回路５５に出力する。

【００４１】クロック抽出回路５５は偏波状態検出器５
０からの電気信号をクロック抽出回路５５に内蔵する狭
帯域フィルタに通して、光送信部２の偏波スクランブラ
駆動クロック信号と同一周波数の信号を抽出し、受信ク
ロック信号を生成する。狭帯域フィルタとしては受信ク
ロック信号を抽出するため偏波ゆらぎの影響を受けない
帯域幅を持つもので、例えば中心周波数に対しＱ値（中
心周波数／半値幅）が１０００程度の狭帯域フィルタを
用いる。マルチプレクサ５７は受信クロック信号の周波
数を整数倍して主クロック信号を得る。そして、この主
クロック信号と受光器４２の出力に基づいて受信器４３
が主信号を再生し出力端子７に出力する。

【００４２】以上のようにして光主信号をこれに同期し
たクロックで偏波状態を変化させ、光ファイバ３を介し
て受信した光信号の偏光成分からクロックを抽出するの
で、光ファイバにおける偏波ゆらぎの影響を受けずにク
ロックが抽出でき、これに同期した主信号を再生でき
る。また、偏波状態の変化周波数を用いてクロック成分
を伝送しており、偏波状態そのものを信号としていない
ので高価な偏波保持ファイバを用いる必要がない。ま
た、クロック抽出回路は主信号と共に同期信号を光強度
変調して送受する内部同期方式より簡単な電子回路で構
成できる。

【００４３】実施例２．本実施例は光強度変調した２つ
の主信号を光時分割多重し、偏波スクランブルでクロッ
クを伝送しようとするものである。図３は本実施例の光
送受信装置の構成を示すブロック図である。図３の光送
信部２において、１ａは第１の主信号の入力端子、１ｂ
は第２の主信号の入力端子、２２ａ、２２ｂは電気／光
変換器、２６は光多重装置で、電気／光変換器２２ａ、
２２ｂからの光信号を時分割多重するもので、例えば光
カプラなどを用いて構成する。次に、光受信部４におい
て、４６は光分離装置で、時分割多重された光信号を分
離するものであり、例えば光スイッチや変調器を用いる
ことができる。４２ａ、４２ｂは受光器、４３ａ、４３
ｂは受信器で、７ａは再生された第１の主信号の出力端
子、７ｂは再生された第２の主信号の出力端子ある。他
は実施例１と同様で説明を省略する。

【００４４】次に動作について説明する。光送信部２に
おいては、電気／光変換器２２ａ、２２ｂが発振器２１
の出力の主クロック信号に同期させて第１の主信号と第
２の主信号を強度変調で光信号に変換し、光多重装置２
６が第１の主信号と第２の主信号の光信号を時分割多重
する。従って、時分割多重した光信号の伝送速度は２倍
になる。そして、光時分割多重した光信号を実施例１と
同様に偏波スクランブラ駆動回路２４が偏波スクランブ
ラ駆動信号２５３で偏波スクランブラ２５を駆動し、偏
波スクランブラ２５が光ファイバ３に出力する。

【００４５】次に、光受信部４においては、分波器４１
経由光ファイバ３からの光信号を偏波状態検出器５０が
偏光子５３および受光器５４により光偏波状態の周期的
変化を電気信号に変換する。そして、実施例１と同様に
クロック抽出回路５５が電気信号から受信クロック信号
を抽出し、マルチプレクサ５７が受信クロック信号の周
波数を整数倍した主クロック信号を生成する。そして、
光ファイバ３からの多重化された光信号を光分離装置４
６が主クロック信号に基づいて第１の光主信号と第２の
光主信号に分離する。また、分離した２つの光信号をそ
れぞれ、受光器４２ａ、受光器４２ｂが電気信号に変換
し主クロック信号を用いて受信器４３ａ、４３ｂがそれ
ぞれ第１の主信号と第２の主信号を再生する。他の動作
は実施例１と同様で説明を省く。

【００４６】上記例では光多重は２多重の例を示したが
多重度を増やした構成とすることも可能で、強度変調し
た光信号の伝送速度は高速となるが、偏波状態を変化さ
せる周波数は変えなくともよい。即ち、偏波スクランブ
ラ駆動信号の周波数は実施例１と同じでよい。また、光
受信部４におけるクロック抽出回路５５には変更を要し
ない。

【００４７】実施例３．本実施例は波長板を用いて光フ
ァイバからの光信号の偏波状態の変化から効率よく、安
定したクロックを抽出しようとするものである。図４は
本実施例の構成を示すブロック図である。図の光受信部
４において５０は偏波状態の変化を電気信号に変換する
偏波状態検出器で５１、５１ａ、５３、５４、５６から
構成される。そして、５１は１／４波長板で、１／４波
長板の主軸に水平な直線偏波状態と垂直な直線偏波状態
に対しπ／２の位相差を発生する。１／４波長板５１の
主軸を中心に回転することによって、任意の楕円偏波を
直線偏波に変えることができる。ただし、直線偏波の方
向は入力の楕円偏波状態によって決まる。５１ａは１／
４波長板駆動装置で、１／４波長板５１の主軸を中心に
回転させるものである。５６は波長板制御回路で、１／
４波長板駆動装置５１ａを介して１／４波長板５１を回
転制御する。他は実施例１と同じで説明を省略する。

【００４８】次に動作について偏波状態検出器５０を中
心に説明する。他の動作は実施例１と同じで説明を省
く。光ファイバ３からの光信号を分波器４１が分波し、
偏波状態検出器５０に出力する。ところで、光信号の偏
波状態は偏波スクランブラによって周期的に変化する
が、ある時点の偏波状態に着目して説明すると、偏波状
態検出器５０は、分波器４１からの光信号が例えば円偏
波なら１／４波長板５１が直線偏波させ、偏光子５３に
出力し、偏光子５３が特定方向の偏光成分のみを透過
し、受光器５４が偏光子５３からの光信号を光／電気変
換することによって偏波状態の変化を電気信号に変換
し、クロック抽出回路５５に出力する。次に、クロック
抽出回路５５は受光器５４の出力から偏波スクランブル
周波数に等しい受信クロック信号を抽出し、波長板制御
回路５６とマルチプレクサ５７に出力する。

【００４９】波長板制御回路５６は受信クロック信号の
振幅値を検出してこの振幅値が大きくなるよう１／４波
長板駆動装置５１ａを駆動し、１／４波長板駆動装置５
１ａは１／４波長板５１を主軸を中心に回転させる。即
ち、１／４波長板５１が回転することによって偏光子５
３への偏光方向が変わり、受光器５４、クロック抽出回
路５５を経て受信クロック信号の振幅が変化する。そし
て、波長板制御回路５６に１／４波長板５１の回転によ
る影響がフィードバックされ、波長板制御回路５６が受
信クロック信号の振幅が大きくなるよう１／４波長板５
１を主軸中心に回転制御する。なお、１／４波長板の制
御速度は偏波スクランブラ周波数よりも十分に遅く，伝
送路で生じる偏波揺らぎより高速である。

【００５０】いま、１／４波長板５１が任意の楕円偏波
状態を直線偏波に変えることができるので、例えば、１
／４波長板５１を回転制御して、この直線偏波方向を偏
光子５３が透過する方向に合わすと透過する光量が最大
となり、受光器３４によって光／電気変換するので、振
幅値が最大のクロック信号が得られる。従って、波長板
制御回路５６の制御によりクロック信号の振幅値を最大
にでき、光の偏波状態の変化から周波数成分を効率よく
確実に抽出できる。また、光ファイバ３で偏波ゆらぎが
生じても上記のようにゆらぎの偏波方向に追従して受光
するので安定したクロック抽出ができる。ただし、１／
４波長板５１の直線偏波の方向は入力の楕円偏波状態に
よって決まるので、偏波方向を偏光子５３が透過する方
向に合わすことができない場合がある。このため偏光子
５３によって光強度変化へ変換する効率が最大にできる
とはかぎらない。

【００５１】実施例４．次に、実施例３の図４の構成に
１／２波長板を付加することによって光ファイバ３から
の光信号の偏波状態に依存せず、クロック抽出の効率を
実施例３より高める例を次に示す。図５は１／４波長板
と１／２波長板を縦続に接続した例を示すもので、図に
おいて、５０は偏波状態の変化を電気信号に変換する偏
波状態検出器で５１、５１ａ、５２、５２ａ、５３、５
４、５６から構成される。そして、５１は１／４波長
板、５１ａは１／４波長板駆動装置、５２は１／２波長
板で、１／２波長板の主軸に水平な直線偏波状態と垂直
な直線偏波状態に対しπの位相差を発生する。５２ａは
１／２波長板駆動装置で、１／２波長板の主軸を中心に
回転させるものである。５６は波長板制御回路で、１／
４波長板駆動装置５１ａを介して１／４波長板５１を回
転制御し、１／２波長板駆動装置５２ａを介して１／２
波長板５２を回転制御する。

【００５２】次に動作について説明する。光受信部４の
動作は、光ファイバ３からの信号を分波器４１が分波
し、受光器４２と偏波状態検出器５０に出力する。受光
器４２は光信号を光／電気変換し、受信器４３に出力す
る。ところで、光信号の偏波状態は偏波スクランブラに
よって周期的に変化するが、ある時点の偏波状態に着目
して説明すると、偏波状態検出器５０は、分波された光
が例えば円偏波なら、１／４波長板５１が直線偏波さ
せ、１／２波長板５２が直線偏波の入力光を所望の偏波
方向に偏光して偏光子５３に出力し、偏光子５３が１／
２波長板５２からの光の一定方向の偏光成分のみを透過
させ、受光器５４が偏光子５３からの光信号を電気信号
に変換し、クロック抽出回路５５に出力する。クロック
抽出回路５５は偏波状態検出器５０の出力、即ち受光器
５４の出力から偏波スクランブル周波数に等しい受信ク
ロック信号を抽出し、波長板制御回路５６に出力する。

【００５３】波長板制御回路５６はこの受信クロック信
号の振幅値が大きくなるように１／４波長板駆動装置５
１ａにより１／４波長板５１の主軸を中心に回転させ、
１／２波長板駆動装置５２ａにより１／２波長板５２の
主軸を回転させる。１／４波長板５１に対する制御時定
数は発振しないよう１／２波長板５２に対する制御時定
数よりも十分に長くあるいは短くする。そして、１／４
波長板５１および１／２波長板５２が回転することによ
って偏光子５３への偏光方向が変わり、受光器５４、ク
ロック抽出回路５５を経て受信クロック信号の振幅が変
化し、波長板制御回路５６に１／４波長板５１および１
／２波長板５２の回転による影響がフィードバックさ
れ、波長板制御回路５６が受信クロック信号の振幅が大
きくなるよう１／４波長板５１および１／２波長板５２
を主軸中心に回転制御する。なお、１／４波長板５１お
よび１／２波長板５２の制御速度は偏波スクランブラ周
波数よりも十分に遅く，伝送路で生じる偏波ゆらぎより
高速である。

【００５４】いま、１／４波長板５１が任意の楕円偏波
状態を直線偏波に、１／２波長板５２が直線偏波を任意
の偏光方向の直線偏波に変えることができるので、例え
ば１／４波長板５１と１／２波長板５２を回転制御し
て、直線偏波方向を偏光子５３が透過する方向に合わす
と透過する光量が最大となり、受光器３４によって光／
電気変換するので、振幅値が最大のクロック信号が得ら
れる。従って、波長板制御回路５６の制御によりクロッ
ク信号の振幅値を最大にでき、光の偏波状態の変化から
周波数成分を効率よく確実に抽出できる。また、光ファ
イバ３で偏波ゆらぎが生じても上記のようにゆらぎの偏
波方向に追従して受光するので安定したクロック抽出が
できる。上記例は実施例１に１／４波長板と１／２波長
板を付加した構成であるが実施例２についても同様に１
／４波長板と１／２波長板を付加した構成構成にすれば
同じ効果を得ることができる。また、１／４波長板の後
に１／２波長板を配置したが１／２波長板が先でもよ
い。

【００５５】実施例５．本実施例は偏波スクランブラ２
５に加える偏波スクランブラ駆動信号の電圧を２倍にし
て周波数を半分にしようとするものである。本実施例の
光送信部２の構成を図６に示す。光受信部４は実施例１
と同様で説明を省く。図６において、２４は偏波スクラ
ンブラ駆動回路、２５は偏波スクランブラ、２５１は偏
波スクランブラ光入力、２５２は偏波スクランブラ光出
力、２５３は偏波スクランブラ駆動信号である。他は実
施例１と同じである。

【００５６】図６の動作を図７を用いて説明する。図７
において、（ａ）と（ｂ）は偏波スクランブラ駆動信号
２５３を示すもので、振幅値は（ａ）がＶπ、（ｂ）が
２Ｖπで、周期は同じで１／ｆ秒である。（ｃ）と
（ｄ）は偏波の状態を表すポアンカレ球の中心を通る断
面を示すもので、（ｃ）は（ａ）の偏波スクランブラ駆
動信号２５３で、（ｄ）は（ｂ）の偏波スクランブラ駆
動信号２５３で駆動したときの偏波状態を表わす。図中
のP、Q、L、Rはそれぞれポアンカレ球の断面上の点を表
しており、P、Qは直線偏光状態、L、Rは円偏光状態を示
している。Qは水平偏波成分と垂直偏波成分の位相関係
が+45度、Pは水平偏波成分と垂直偏波成分の位相関係が
-45度であり、Lは左回りの円偏光、Rは右回り円偏光を
表している。

【００５７】偏波スクランブラ駆動回路２４の出力、即
ち図２の位相変調器１１に印加される電圧が０ｖのとき
偏波スクランブラ２５が出力する光の偏波状態がPであ
るように、位相変調器１１に入力される光の偏波状態を
調整する。そして、位相変調器１１による水平偏波の位
相変化量をπにするに必要な電圧、即ち半波長電圧Ｖπ
を加えると、偏波スクランブラ２５の出力光の偏波状態
はポアンカレ球上をP、L、Qと半周分移動する。偏波ス
クランブラ駆動回路２４の出力電圧を図７（ａ）のよう
に振幅がＶπで１周期変化させると偏波状態は図７
（ｃ）のようにポアンカレ球上をP、L、Q、L、P、R、
Q、R、Pと１周往復する。

【００５８】一方、偏波スクランブラ駆動回路２４の出
力電圧を図７（ｂ）のように振幅が２Ｖπで１周期分変
化させると偏波状態は図７（ｄ）のようにポアンカレ球
上を２周往復する。すなわち、振幅を２倍にすると偏波
状態が２倍の速度で変化する。この性質を用いて実施例
１の場合の偏波スクランブラ駆動回路２４の出力、即ち
偏波スクランブラ駆動信号２５３の振幅を２倍、周波数
を半分にして偏波スクランブラ２５を駆動する。これに
よって、偏波スクランブラの出力光の偏波状態の変化の
周期は同じにできる。

【００５９】なお、偏波スクランブラ駆動回路２４が位
相変調により１周期ごとに偏波状態を１周期変化させる
場合、振幅が半波長電圧Ｖπの偏波スクランブラ駆動信
号２５３で偏波スクランブラ２５を駆動する。このと
き、偏波スクランブラ２５が出力する光信号の偏波状態
は位相変調１周期分より十分長い時間で平均して無偏光
とみなせる。ただし、偏波スクランブラ駆動信号２５３
の波形によっては１周期変化させる位相変調を行っても
時間平均で偏波状態が無偏光とならない場合がある。そ
のときは偏波スクランブラ駆動信号２５３の振幅を半波
長電圧Ｖπに近い値で時間平均で偏波状態が無偏光とな
る振幅にする。例えば、偏波スクランブラ駆動信号２５
３の波形を正弦波とするときには時間平均で偏波状態が
無偏光とならないので、偏波スクランブラ駆動信号２５
３の振幅を半波長電圧Ｖπよりも低くして偏波状態の時
間平均が無偏光となる振幅にする。

【００６０】また、 上記例では偏波スクランブラ駆動
信号２５３の振幅を２倍とする例を示したが整数倍（Ｎ
倍）であってもよい。そして、偏波スクランブラ駆動回
路２４が位相変調によりＮ周期分位相変調して偏波状態
をＮ周期変化させる場合も同様で、偏波スクランブラ駆
動信号２５３は半波長電圧ＶπのＮ倍の振幅で偏波スク
ランブラ２５を駆動する。ただし、Ｎ周期より十分長い
時間で平均して偏波状態が無偏光とならない場合は偏波
スクランブラ駆動信号２５３の振幅を半波長電圧Ｖπの
Ｎ倍に近い値で、時間平均で偏波状態が無偏光となる振
幅にする。

【００６１】また、光信号を光増幅器を用て中継する場
合、光信号の偏波状態に偏りがあると光信号のＳ／Ｎが
劣化する現象が知られている。従って、上記のように偏
波状態を時間平均で無偏光とすることにより信号対雑音
比の劣化を抑圧でき、長距離の中継伝送ができる。ま
た、偏波スクランブラ駆動信号の振幅を整数倍にする
と、偏波状態の変化周波数が整数倍になるので、逆に偏
波スクランブラ駆動信号の周波数を整数分の１にでき、
高周波の偏波スクランブラの製造が容易になる。

【００６２】実施例６．本実施例は２つの偏波スクラン
ブラを縦続接続して偏波状態の変化速度を２倍にするも
のである。本実施例の光送信部２の構成を図８に示す。
光受信部４は実施例１と同様で説明を省く。図８におい
て、２４ａ、２４ｂは偏波スクランブラ駆動回路、２５
ａ、２５ｂは偏波スクランブラで一例を図２に示す。２
５１ａは偏波スクランブラ２５ａの光入力、２５１ｂは
偏波スクランブラ２５ｂの光入力である。２７はディレ
イ回路で、光信号が偏波スクランブラ２５ａに入力され
てから、偏波スクランブラ２５ｂに入力されるまでの時
間差に等しい遅延量を設定する。他は実施例１と同じで
ある。

【００６３】次に動作について説明する。偏波スクラン
ブラ２５ａ、２５ｂは図２に示す位相変調器１１を内蔵
しており、それぞれ偏波スクランブラ駆動回路２４ａ、
２４ｂによって駆動される。偏波スクランブラ２５ａ、
２５ｂにおいて、位相変調器１１の位相変化量πが得ら
れる電圧、即ち半波長電圧をＶπとしたとき、偏波スク
ランブラ駆動回路２４ａ、２４ｂの出力は振幅値をＶ
π、繰り返し周期を１／（ｆＨｚ）とする。そこで、偏
波スクランブラ２５ａ、２５ｂを縦続に接続し、偏波ス
クランブラ２５ａに入力されてから偏波スクランブラ２
５ｂに入力されるまでの時間差に等しい遅延を、デレイ
回路２７が偏波スクランブラ駆動回路２４ｂに与える。

【００６４】従って、位相偏移量は偏波スクランブラ２
５ａの位相変調器１１においてπ、偏波スクランブラ２
５ｂの位相変調器１１においてπで、この合計は２πと
なり、偏波スクランブラ２５ｂの出力光の偏波状態は１
／（２ｆＨｚ）の周期すなわち周波数２ｆＨｚで変化す
る。このため、偏波スクランブラ２５ｂの出力光の偏波
状態を１／（２ｆＨｚ）の周期で変化させるには、実施
例１の例では偏波スクランブラ駆動回路２５ｂの出力の
クロック周期を１／（２ｆＨｚ）、すなわち周波数２ｆ
Ｈｚとなるのに対し、本実施例ではクロック周波数は半
分のｆＨｚでよい。

【００６５】以上のようにして、偏波スクランブラを縦
続接続することにより偏波スクランブル周波数が２倍に
なるので、逆に偏波スクランブラ駆動周波数を半分にで
き、高周波の偏波スクランブラの製造が容易になる。上
記例では偏波スクランブラを２つ縦続接続としたが２以
上の複数縦続接続であってもよい。また、位相変調を０
からπとしたがπの整数倍であってもよい。さらに、位
相変化量πが得られる振幅が半波長電圧Ｖπの駆動電圧
としたが半波長電圧Ｖπの整数倍であってもよい。

【００６６】実施例７．本実施例は光が入力されていな
い間、偏波スクランブラの駆動を止め、偏波スクランブ
ラ駆動回路２４の消費電力を削減するものである。本実
施例の光送信部２の構成を図９に示す。光受信部４は実
施例１と同様なので説明を省く。図９において、１は主
信号入力端子、２４は偏波スクランブラ駆動回路で、入
力レベルが低いときは消費電力の少ない増幅器を内蔵し
ている。２５は偏波スクランブラ、２５３は偏波スクラ
ンブラ駆動信号、２８はＡＮＤゲートである。他は実施
例１と同じで説明を省略する。図１０において（ａ）は
主信号入力端子１における信号を、（ｂ）は偏波スクラ
ンブラ駆動回路２５の出力である偏波スクランブラ駆動
信号２５３を示す。

【００６７】次に動作を図９と図１０を用いて偏波スク
ランブラ駆動回路２４の低電力化を中心に説明し、他の
動作は実施例１と同じで説明を省く。図９において、Ａ
ＮＤゲ−ト２８は、図１０（ａ）に示す主信号が“１”
のときプリスケ−ラ２３の出力を偏波スクランブラ駆動
回路２４に出力し、主信号が“０”のときＡＮＤゲ−ト
２８はプリスケ−ラ２３の出力を通さず“０”を出力す
る。偏波スクランブラ駆動回路２４は入力の“０”に対
し０ｖを内蔵の増幅器に出力することによって、図１０
（ｂ）に示す駆動信号で偏波スクランブラ２５を駆動す
る。なお、内蔵の増幅器には入力レベルが低いときは消
費電力の少ない増幅器、例えば、Ｂ級またはＣ級の増幅
器を用いる。

【００６８】以上のように主信号が“０”のとき、すな
わち光入力がないとき偏波スクランブラ駆動回路２４に
内蔵の増幅器に加える信号のレベルを０ｖにして偏波ス
クランブラの駆動を止めるので消費電力の少ない偏波ス
クランブラ駆動回路２４を実現できる。

【００６９】実施例８．本実施例は所定の周波数の副信
号で偏波スクランブラ駆動用クロック信号を周波数変調
して伝送しようとするものである。図１１は本実施例の
構成を示すブロック図である。１ａは主信号入力端子、
１ｂは副信号入力端子、２９ａは周波数変調器、５９は
周波数復調器、７ａは主信号出力端子、７ｂは副信号出
力端子である。他は実施例１と同じで説明を省略する。
次に動作について副信号の伝送を中心に説明し、他の動
作は実施例１と同じで説明を省く。

【００７０】周波数変調器２９ａはプリスケーラ２３の
出力のクロック信号を副信号入力端子１ｂからの副信号
で周波数変調し、偏波スクランブラ駆動回路２４が周波
数変調されたクロック信号で偏波スクランブラ２５を駆
動する。そして、偏波スクランブラ２５が偏波状態を駆
動クロックの周期で変化させ光ファイバ３に出力する。
光受信部４は光ファイバ３からの光信号を受け、光受信
部４の分波器４１、偏光子５３、受光器５４およびクロ
ック抽出回路５５が光信号の偏波状態の変動からクロッ
クを抽出し、周波数変調されたクロックを周波数復調器
５９が内臓の狭帯域フィルタで副信号の周波数成分を通
過させて復調し、副信号を再生する。そして、副信号を
副信号出力端子７ｂより出力する。

【００７１】以上のように偏波スクランブラを駆動する
クロックの周波数を副信号で周波数変調するので、副信
号を主信号と同時に伝送できる。

【００７２】実施例９．本実施例は偏波スクランブラ駆
動用のクロック信号と所定周波数の副信号を時分割的に
切り換えることにより主信号と共に副信号を伝送しよう
とするものである。ただし、副信号はクロック信号が途
絶えてもクロック抽出回路が同期保持できる時間内に伝
送する。ここで、副信号は情報量としては少なく、例え
ば光ファイバ３に接続された光中継器の監視制御のため
の信号である。

【００７３】図１２は本実施例の構成を示すブロック図
である。１ａは主信号入力端子、１ｂは副信号１入力端
子、１ｃは副信号２入力端子、２３１はプリスケーラの
出力、２９ｂは切換器、２４１は駆動クロック信号、２
５３は偏波スクランブラ駆動信号、５９ｂは周波数ｆ１
検出器、５９ｃは周波数ｆ２検出器、７ａは主信号出力
端子、７ｂは副信号１用出力端子、７ｃは副信号２用出
力端子、他は実施例１と同じで説明を省略する。図１３
は偏波スクランブラを駆動する駆動クロック信号２４１
と副信号１と副信号２の関係を示すもので、２３１はプ
リスケーラ出力の駆動クロック信号、１ｂは副信号１、
１ｃは副信号２、２４１は駆動クロック信号である。

【００７４】次に動作について図１２と図１３を用いて
副信号の伝送を中心に説明し、他の動作は実施例１と同
じで説明を省く。図１２において、切換器２９ｂは副信
号１と副信号２が“０”のとき、周波数ｆｄのプリスケ
ーラ出力２３１の駆動クロック信号２４１を偏波スクラ
ンブラ駆動回路２４に出力する。そして、切換器２９ｂ
に副信号１が“１”を出力すると、図１３に示すように
プリスケーラの出力２３１を止め、副信号１出力１ｂが
“１”の間、周波数ｆ１の駆動クロック信号２４１を偏
波スクランブラ駆動回路２４に出力する。また、切換器
２９ｂに副信号２が“１”を出力すると、図１３に示す
ようにプリスケーラの出力２３１を止め、副信号２出力
１ｃが“１”の間周波数ｆ２の駆動クロック信号２４１
を偏波スクランブラ駆動回路２４に出力する。偏波スク
ランブラ駆動回路２４は偏波状態を駆動クロックの周期
で変化させるよう偏波スクランブラ２５を駆動し、偏波
スクランブラ２５が光信号を光ファイバ３に出力する。

【００７５】光受信部４が光ファイバ３からの光信号を
受け、分波器４１、偏波状態検出器５０の偏光子５３、
受光器５４を経て、電気信号に変換した信号５４１を周
波数ｆ１検出器５９ｂ、周波数ｆ２検出器５９ｃおよび
クロック抽出回路５５に出力する。そして、周波数ｆ１
検出器５９ｂは内臓の狭帯域フィルタを用いて周波数ｆ
１の副信号１を検出し、副信号１出力端子７ｂより出力
する。周波数ｆ２検出器５９ｃは内臓の狭帯域フィルタ
を用いて周波数ｆ２の副信号２を検出し、副信号２出力
端子７ｃより出力する。ここで、クロック抽出回路５５
は駆動クロック信号２３１の周波数ｆｄに同期する位相
同期回路を用いる。そして、副信号１または副信号２が
“１”を出力したとき“１”を維持する期間は駆動クロ
ック信号２３１が途絶えてもクロック抽出回路５５が位
相同期を維持できる期間内とする。以上のように、クロ
ック抽出回路が同期維持している間に副信号を偏波スク
ランブルにより伝送するので副信号を主信号と同時に伝
送できる。

【００７６】光増幅中継器では、分波器４１、偏光子５
３、受光器５４、副信号復調器５９を備えることで同様
に副信号を検出できる。例えば、周波数ｆ１なる副信号
を検出すれば光増幅中継器の出力を増加し、周波数ｆ２
なる副信号を検出すれば光増幅中継器の出力を減少する
などして、光増幅中継器をリモート制御できる。

【００７７】

【発明の効果】第１の発明においては、光主信号と同期
したクロックで光主信号の偏波状態を変化させ、光ファ
イバを介して受信した光信号の偏光成分からクロックを
抽出し主信号を再生するので、光ファイバにおける偏波
ゆらぎの影響を受けずに主信号を伝送できる。また、偏
波状態の変化周波数を用いてクロック成分を伝送してお
り、偏波状態そのものを信号としていないので高価な偏
波保持ファイバを用いる必要がない。また、クロック抽
出回路は主信号と共に同期信号を光強度変調して送受す
る内部同期方式より簡単な電子回路で構成できる。

【００７８】第２の発明においては、主信号の多重度を
あげて光信号が高速になっても偏波スクランブラを駆動
するクロックの周波数は同じで周波数を上げずに多重・
分離でき、クロック抽出が容易である。

【００７９】第３の発明においては、１／４波長板を用
いて偏波状態の変化を効率良く電気信号に変換するの
で、光ファイバにおける偏波状態のゆらぎに影響を受け
にくい安定したクロック抽出ができる。

【００８０】第４の発明においては、１／４波長板と１
／２波長板を用いて偏波状態の変化をさらに効率良く電
気信号に変換するので、光ファイバにおける偏波状態の
ゆらぎに影響を受けにくい安定したクロック抽出ができ
る。

【００８１】第５の発明においては、偏波スクランブラ
駆動信号の振幅を整数倍にすると、偏波状態の変化周波
数が整数倍になるので、逆に偏波スクランブラ駆動信号
の周波数を整数分の１にでき、高周波の偏波スクランブ
ラの製造が容易になる。

【００８２】第６の発明においては、複数の偏波スクラ
ンブラを縦続接続して偏波状態の変化速度を早めるの
で、逆に偏波スクランブラ駆動周波数をその分低くで
き、高周波の偏波スクランブラの製造が容易になる。

【００８３】第７の発明においては、偏波スクランブラ
に光入力がないとき偏波スクランブラの駆動を止めるの
で消費電力を節減できる。

【００８４】第８の発明においては、偏波スクランブラ
を駆動するクロックの周波数を所定の周波数の副信号で
周波数変調するので、副信号を主信号と同時に伝送でき
る。

【００８５】第９の発明においては、クロック抽出回路
がクロックが途絶えても同期維持している間に所定の周
波数の副信号を偏波スクランブルにより伝送するので副
信号を主信号と同時に伝送できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施例１による光送受信装置構成図
である。

【図２】偏波スクランブラの構成図である。

【図３】この発明の実施例２による光送受信装置構成図
である。

【図４】この発明の実施例３による光送受信装置構成図
である。

【図５】この発明の実施例４による光送受信装置構成図
である。

【図６】この発明の実施例５による光送信部の構成図で
ある。

【図７】実施例５の偏波スクランブラを駆動したときの
偏波状態を示す図である。

【図８】この発明の実施例６による光送信部の構成図で
ある。

【図９】この発明の実施例７による光送信部の構成図で
ある。

【図１０】実施例７による偏波スクランブラ駆動信号を
示す図である。

【図１１】この発明の実施例８による光送受信装置構成
図である。

【図１２】この発明の実施例９による光送受信装置構成
図である。

【図１３】実施例９による副信号を偏波スクランブラ駆
動クロック信号に切り換えて伝送する例を示す図であ
る。

【図１４】従来例１の光送受信装置構成図である。

【図１５】従来例２の光送受信装置構成図である。

【符号の説明】

２ 光送信部 ２１ 発振器 ２２、２２ａ、２２ｂ 光／電気変換器 ２４、２４ａ、２４ｂ 偏波スクランブラ駆動回路 ２５、２５ａ、２５ｂ 偏波スクランブラ ２６ 光多重装置 ２７ ディレイ回路 ２８ ＡＮＤゲート ２９ａ 周波数変調器 ２９ｂ 切換器 ３ 光ファイバ ４ 光受信部 ４１ 分波器 ４２、４２ａ、４２ｂ 第１の受光器 ４３、４３ａ、４３ｂ 受信器 ４６ 光分離装置 ５０ 偏波状態検出器 ５１ １／４波長板 ５２ １／２波長板 ５３ 偏光子 ５４ 第２の受光器 ５５ クロック抽出回路 ５６ 波長板制御回路 ５７ マルチプレクサ ５９ 復調器 ５９ｂ，５９ｃ 検出器

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｇ０２Ｆ 2/00 Ｈ０４Ｊ 14/00 14/04 14/06

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 以下の構成要素を有する光送受信装置。 １．電気信号の主信号を受け光強度変調した光信号を出
   力する電気／光変換器、 ２．上記電気／光変換器からの光信号の偏波状態を周期
   的に変化させ光ファイバに出力する偏波スクランブラ、 ３．上記偏波スクランブラを上記主信号と同期したクロ
   ックに基づいて上記光信号の偏波状態を周期的に変化さ
   せるよう駆動する偏波スクランブラ駆動回路、 ４．上記光ファイバを介して伝送された光信号を分波す
   る分波器、 ５．上記分波器が分波した第１の光信号を電気信号に変
   換する第１の受光器、 ６．上記分波器が分波した第２の光信号により偏波状態
   の変化を電気信号に変換する偏波状態検出器、 ７．上記偏波状態検出器からの電気信号をもとに偏波ス
   クランブル周波数を抽出しクロックを再生するクロック
   抽出回路、 ８．上記第１の受光器の出力と上記クロック抽出回路が
   抽出したクロックに基づいて上記主信号を再生する受信
   器。
2. 【請求項２】 以下の構成要素を有する光送受信装置。 １．互いに同期した複数の主信号を受け光強度変調した
   光主信号を出力する電気／光変換器、 ２．上記の電気／光変換器からの複数の光主信号を時分
   割で多重化し光信号を出力する光多重装置、 ３．多重化された上記光信号の偏波状態を周期的に変化
   させ光ファイバに出力する偏波スクランブラ、 ４．上記偏波スクランブラを上記主信号と同期したクロ
   ックに基づいて上記光信号の偏波状態を周期的に変化さ
   せるよう駆動する偏波スクランブラ駆動回路、 ５．上記光ファイバからの光信号を受け分波する分波
   器、 ６．上記分波器が分波した第１の光信号を複数の上記光
   主信号に分離する光分離装置、 ７．上記分波器が分波した第２の光信号により偏波状態
   の変化を電気信号に変換する偏波状態検出器、 ８．上記偏波状態検出器からの電気信号をもとに偏波ス
   クランブル周波数を抽出しクロックを再生するクロック
   抽出回路、 ９．上記クロック抽出回路が抽出したクロックに基づい
   て光分離装置が分離した複数の上記光主信号を上記主信
   号に再生する受信器。
3. 【請求項３】 上記偏波状態検出器は、以下の構成要素
   を有することを特徴とする請求項１または請求項２記載
   の光送受信装置。 １．上記分波器が分波した第２の光信号の一定方向の偏
   光成分のみを透過させる偏光子、 ２．上記偏光子からの光信号を電気信号に変換する第２
   の受光器。
4. 【請求項４】 上記偏波状態検出器は、以下の構成要素
   を有することを特徴とする請求項１または請求項２記載
   の光送受信装置。 １．上記分波器が分波した第２の光信号を主軸に対し垂
   直な偏光と水平な偏光との間に位相差π／２を与えて透
   過する１／４波長板、 ２．この１／４波長板からの光の一定方向の偏光成分の
   みを透過させる偏光子、 ３．上記偏光子からの光信号を電気信号に変換する第２
   の受光器、 ４．上記第２の受光器出力の振幅値を検出してこの振幅
   値が大きくなるよう上記１／４波長板の主軸を中心に回
   転制御する波長板制御回路。
5. 【請求項５】 上記偏波状態検出器は、以下の構成要素
   を有することを特徴とする請求項１または請求項２記載
   の光送受信装置。 １．上記光信号を主軸に対し垂直な偏光と水平な偏光と
   の間に位相差π／２と位相差πを与えて透過させる１／
   ４波長板と１／２波長板、 ２．上記分波器が分波した第２の光信号を上記１／４波
   長板と上記１／２波長板を透過させた光信号の一定方向
   の偏光成分のみを透過させる偏光子、 ３．上記偏光子からの光信号を電気信号に変換する第２
   の受光器、 ４．この第２の受光器出力の振幅値を検出してこの振幅
   値が大きくなるよう上記１／４波長板と上記１／２波長
   板の主軸を中心に回転制御する波長板制御回路。
6. 【請求項６】 上記偏波スクランブラ駆動回路は、上記
   偏波スクランブラを直交偏波成分の一方の光波に位相変
   化量πが得られる電圧の整数倍の振幅で駆動することを
   特徴とする請求項１または請求項２記載の光送受信装
   置。
7. 【請求項７】 上記偏波スクランブラは複数の偏波スク
   ランブラを多段に縦続接続して構成し、上記偏波スクラ
   ンブラ駆動回路は上記偏波スクランブラ対応に設け、各
   段の偏波スクランブラ駆動回路は、上記電気／光変換器
   からの光信号を受ける先頭の偏波スクランブラに光信号
   が入力されてから自偏波スクランブラに光信号が入力さ
   れるまでの時間差に対応した遅延を与えて偏波スクラン
   ブラを駆動することを特徴とする請求項１または請求項
   ２記載の光送受信装置。
8. 【請求項８】 上記偏波スクランブラ駆動回路は上記偏
   波スクランブラに光が入力されない間、上記偏波スクラ
   ンブラの駆動を止めるようにしたことを特徴とする請求
   項１または２に記載の光送受信装置。
9. 【請求項９】 所定の周波数の副信号を受け上記主信号
   と同期したクロックを搬送波として上記副信号を周波数
   変調する周波数変調器と、上記偏波状態検出器からの周
   波数変調された副信号を復調する復調器とを有し、上記
   偏波スクランブラ駆動回路は上記周波数変調器の出力に
   基づいて上記偏波スクランブラを駆動し、上記復調器は
   上記偏波状態検出器からの上記副信号を復調することを
   特徴とする請求項１または２に記載の光送受信装置。
10. 【請求項１０】 所定の周波数の副信号を受け上記主信
    号と同期したクロックと上記副信号とを切り換える切換
    器と、上記偏波状態検出器の出力から上記副信号の周波
    数を検出する検出器とを有し、上記偏波スクランブラ駆
    動回路は上記切換器の出力に基づいて上記偏波スクラン
    ブラを駆動し、上記検出器は偏波状態検出器からの上記
    副信号を検出することを特徴とする請求項１または２に
    記載の光送受信装置。