DE69833304T2

DE69833304T2 - Gesamt-optische Zeitdemultiplex-Schaltung und gesamtoptische TDM-WDM Konversionsschaltung

Info

Publication number: DE69833304T2
Application number: DE69833304T
Authority: DE
Inventors: Nippon Telegr. & Teleph. Corp. Kentaro Uchiyama; Nippon Telegr. & Teleph. Corp. Satoki Kawanishi; Nippon Telegr.&Teleph. Corp Masatoshi Saruwatari
Original assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Current assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Priority date: 1997-07-18
Filing date: 1998-07-16
Publication date: 2006-09-14
Anticipated expiration: 2018-07-17
Also published as: DE69833304D1; EP0892516A2; EP0892516A3; US6204944B1; EP0892516B1

Description

Hintergrund der Erfindung
Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine vollständig optische Mehrkanalausgangs-Zeitdemultiplexierungsschaltung, die einen optischen Impulsstrom eines zeitmultiplexierten Signals (TDM-Signals) trennt und gleichzeitig jeden Kanal des TDM-Signals an verschiedene Ports ausgibt. Außerdem bezieht sich die vorliegende Erfindung auf eine vollständig optische TDM-WDM-Umsetzungsschaltung (Zeitmultiplexiert-Wellenlängenmultiplexiert-Umsetzungsschaltung) zum Zuweisen verschiedener Wellenlänger. zu jedem Kanal eines zeitmultiplexierten Signalimpulsstroms, der von einer Übertragungsleitung eingegeben wird, und zum Ausgeben eines Stroms wellenlängenmultiplexierter Signalimpulse an eine andere Übertragungsleitung.
Beschreibung des Standes der Technik
18 zeigt eine erste Konfiguration der herkömmlichen vollständig optischen Zeitdemultiplexierungsschaltung (5 und 6 aus einer japanischen Patentanmeldung, Erstveröffentlichung, H4-19718 (Patentanmeldung Nr. N2-125176)). Die Nutzung einer Tatsache, dass dann, wenn zeitmultiplexierte Signale und Steuerimpulse in ein optisches Kerr-Medium eingegeben werden, die Signalimpulse durch eine Kreuzphasenmodulationswirkung der Steuerimpulse beeinflusst werden, führt zu Änderungen der Mittenfrequenz und ermöglicht somit, dass die Signalimpulse in einzelne Kanäle des TDM-Signals demultiplexiert werden.
In 18 werden die zeitmultiplexierten Signalimpulse P₁, P₂, P₃, P₄ mit einer optischen Frequenz νs in einen Wellenlängenmultiplexer 1 eingegeben und mit einem Steuerimpuls Pc mit einer optischen Frequenz νc multiplexiert und in ein optisches Kerr-Medium 3 mit einem Koeffizienten mit positivem nichtlinearen Index eingegeben. In dem Kerr-Medium 3 werden die Mittenfrequenzen der Signalimpulse durch die Kreuzphasenmodulationswirkung des Steuerimpulses geändert. Der Prozess der Wechselwirkung ist in 19 veranschaulicht.
In einem Kerr-Medium 3 mit einem Koeffizienten mit positivem linearen Index induziert die Kreuzphasenmodulation des Steuerimpulses eine Phasenverschiebung 4 in den Signalimpulsen. Die Phasenverschiebung 4 ist leistungsabhängig (d. h. proportional zu der Intensitätsform des Steuerimpulses) und wird durch Zeitdifferentiale der Steuerimpulsintensität, die mit den Signalimpulsen in Wechselwirkung steht, um die optische Frequenzverschiebung 5 in den Signalimpulsen zu erzeugen, abgeleitet. Falls das so genannte "Aufwärts-Chirp"-Gebiet genutzt wird, wo die optische Frequenz näherungsweise linear zunimmt (siehe das schattierte Gebiet in 19, das dem Mittelgebiet der Steuerimpulssignalform entspricht), werden die Signalimpulse P₁, P₂, P₃, P₄ mit einer optischen Frequenz νs zu entsprechenden Signalimpulsen mit verschiedenen optischen Frequenzen ν₁, ν₂, ν₃, ν₄ geändert.
Diese Signalimpulse P₁, P₂, P₃, P₄, mit verschiedenen Frequenzen können in dem optischen Wellenlängendemultiplexer 2 in einzelne optische Frequenzen getrennt werden und gleichzeitig an jeweilige Ausgangsports ausgegeben werden, was eine vollständig optische Zeitdemultiplexierungsschaltung schafft.
20 veranschaulicht eine zweite Konfiguration der herkömmlichen vollständig optischen Zeitdemultiplexierungsschaltung, die in den 1 und 3 einer japanischen Patentanmeldung, Erstveröffentlichung, H7-160678, offenbart ist. In dieser Vorrichtung werden zeitmultiplexierte Signalimpulse und gechirpte Steuerimpulse in einen nichtlinearen optischen Schleifenspiegel (Sagnac-Interferometer) eingegeben, der auf einem Kerr-Medium 3 beruht, wobei der Steuerimpuls, der durch die Kreuzphasenmodulationswirkung in dem Kerr-Medium phasenverschoben wird, demultiplexiert wird, um an einzelne Kanäle des TDM-Signals ausgegeben zu werden.
In 20 ist eine Steuerlichtquelle 7 mit einem Eingangsport 6A eines Optikkopplers 6 verbunden und sind die Ausgangsports 6C, 6D mittels eines optischen Wellenlängenmultiplexers 1 und eines Kerr-Mediums 3 in einer Schleife verbunden und ist ein optischer Wellenlängendemultiplexer 2 mit einem Eingangsport 6B verbunden.
Die zeitmultiplexierten Signalimpulse P₁, P₂, P₃, ..., P_n mit einer optischen Frequenz us werden über einen optischen Verstärker 8 in den Wellenlängenmultiplexer 1 eingegeben. Die Steuerlichtquelle 7 erzeugt einen Steuerimpuls Pc, der linear gechirpt ist und dessen Impulsdauer ausreicht, damit er die Signalimpulse P₁, P₂, P₃, ..., P_N enthält. Der Steuerimpuls Pc wird in den Eingangsport 6A des Optikkopplers 6 eingegeben, um in zwei Signale geteilt zu werden, die von den Ausgangsports 6C, 6D ausgegeben werden, und pflanzt sich in entgegengesetzten Richtungen, als Uhrzeigerrichtungskomponente (c-Komponente) und als eine Gegenuhrzeigerrichtungskomponente (cc-Komponente), durch die Schleife fort. In der Zwischenzeit pflanzen sich Signalimpulse, die von dem optischen Wellenlängenmultiplexer 1 in die Schleife eingegeben werden, in Uhrzeigerrichtung aus. Die Phase des Steuerimpulses in Uhrzeigerrichtung, der sich mit den Signalimpulsen in Uhrzeigerrichtung ausbreitet, wird in dem Kerr-Medium 3 durch die Kreuzphasenmodulationswirkung mit den Signalimpulsen beeinflusst. Somit werden von dem Eingangsport 6B die mit den Signalimpulsen überlappten Steuerimpulse, die eine Phasendifferenz π haben, ausgegeben, wenn der c-Steuerimpuls und der cc-Steuerimpuls in dem Optikkoppler 6 erneut multiplexiert werden.
Dementsprechend modulieren die Signalimpulse P₁, P₂, P₃, ..., P_N die entsprechenden Steuerimpulse P_C1, P_C2, P_C3, ..., P_CN. Diese Steuerimpulse P_C1, P_C2, P_C3, ..., P_CN werden in der Reihenfolge der entsprechenden optischen Frequenzen ν₁, ν₂, ν₃, ..., ν_N verschoben, wodurch ermöglicht wird, dass sie in dem Wellenlängendemultiplexer 2 in einzelne optische Frequenzen getrennt werden. Mit anderen Worten, die zeitmultiplexierten Signale werden in jeden Kanal getrennt, wodurch ermöglicht wird, dass die vollständig optische Zeitdemultiplexierungsschaltung an verschiedene Ausgangsports gleichzeitig demultiplexierte Signalimpulse ausgibt.
21 veranschaulicht eine dritte Konfiguration der herkömmlichen vollständig optischen Zeitdemultiplexierungsschaltung, die in den 6 und 7 einer japanischen Patentanmeldung, Erstveröffentlichung, H7-208258, (Prioritätspatentanmeldung Nr. H6-191645) offenbart ist. In dieser Schaltung werden zeitmultiplexierte Signalimpulse und gechirpte Steuerimpulse in ein nichtlineares optisches Medium eingegeben und die im Ergebnis einer Vierwellenmischung erzeugten TDM-Signalimpulse demultiplexiert.
In 21 werden in den Wellenlängenmultiplexer 1 zeitmultiplexierte Signalimpulse P₁, P₂, P₃, ..., P_N mit einer optischen Frequenz νs eingegeben. Die Steuerlichtquelle 7 erzeugt Licht, dessen optische Frequenz sich monoton mit der Zeit ändert, und erzeugt einen Steuerimpuls Pc mit einer Dauer, die ausreichend lang ist, dass sie Signalimpulse P₁, P₂, P₃, ..., P_n enthält. Die Signalimpulse P₁, P₂, P₃, ..., P_N und der Steuerimpuls Pc werden in dem Wellenlängenmultiplexer 1 multiplexiert und in ein nichtlineares optisches Medium 9 eingegeben.
Die optischen Frequenzkomponenten des mit den Signalimpulsen P₁, P₂, P₃, ..., P_N mit einer optischen Frequenz us synchronisierten Steuerimpulses Pc sind hier durch ν₁, ν₂, ν₃, ..., ν_N bestimmt. In diesem Fall wird die Vierwellenmischungswirkung in dem nichtlinearen optischen Medium 9 dadurch induziert, dass der Steuerimpuls Pc mit den Signalimpulsen mit verschiedenen optischen Frequenzen in Wechselwirkung tritt und einen frequenzumgesetzten optischen Impuls Fi mit einer optischen Frequenz ν_Fi(=2νs – νi) oder einen optischen Impuls Fi' mit einer optischen Frequenz ν_Fi'(=2νi – νs), wo i = 1, 2, 3,..., N ist, erzeugt.
Dementsprechend werden frequenzumgesetzte Impulse F₁, F₂, F₃, ..., F_N oder F₁', F₂', F₃', ..., F_N' erzeugt, die den Signalimpulsen P₁, P₂, P₃, ..., P_N entsprechen, wobei die jeweiligen Frequenzen mit einem Wellenlängendemultiplexer 2 getrennt werden können. Mit anderen Worten, es wird eine vollständig optische Zeitdemultiplexierungsschaltung erzeugt, die ermöglicht, dass zeitmultiplexierte Signale in jedem Signalkanal getrennt werden und gleichzeitig an verschiedene Ausgangsports ausgegeben werden.
Die erste und die dritte Schaltungskonfiguration der oben gezeigten vollständig optischen Zeitdemultiplexierungsschaltung sind ebenfalls in einer japanischen Patentanmeldung, Erstveröffentlichung, H8-307391 (Patentanmeldung Nr. H7-129633) in 6 als "verwandte Gebiete" und in den 1 und 2 als "Elemente der Erfindung" gezeigt.
Im Folgenden werden Probleme mit den herkömmlichen Demultiplexierungsschaltungen skizziert.
In der in den 18 und 19 gezeigten ersten Schaltungskonfiguration ist das einzige nutzbare Gebiet der Steuerimpulssignalform das Mittelgebiet, wo die optische Frequenz näherungsweise monoton mit der Zeit zunimmt, so dass es nicht möglich ist, jene zeitmultiplexierten Impulssignale, die außerhalb der effektiven Chirp-Dauer verarbeitet werden, zu trennen. Da Versuche unternommen werden, unter Verwendung eines Steuerimpulses mit einer großen Impulsbreite einen hohen Grad an Phasenverschiebung zu erzeugen, heißt es außerdem, dass die opti sche Leistung recht hoch sein muss, wobei sie mehrere Watt bis zu mehreren zehn Watt erfordert (es wird Bezug genommen auf Electron. Lett. Bd. 28, S. 1070–1071, 1992). Darüber hinaus werden die getrennten optischen Impulse durch Verschieben der Signalimpulsfrequenz derart erzeugt, dass Signalimpulse mit der Originalfrequenz nicht erzeugt werden. In der in 20 gezeigten zweiten Schaltungskonfiguration ist es notwendig, einen nichtlinearen optischen Schleifenspiegel (Sagnac-Interferometer) zu konstruieren, der im Vergleich mit anderen herkömmlichen Schaltungen, in der die Signalimpulse und die Steuerimpulse in einer Richtung in einem optischen Kerr-Medium fortgepflanzt werden, komplizierter ist.
Da das Ausgangslicht in der in 21 gezeigten dritten Schaltungskonfiguration ein Ergebnis der Vierwellenmischung von Signalimpulsen und Steuerimpulsen ist, gibt es dem Erzeugungswirkungsgrad des Vierwellenmischprozesses zugeordnete Umwandlungsverluste, was zu einem hohen Einfügungsverlust führt. Da es zwischen den Steuer-/Signalimpulsen und den Vierwellenmischungsimpulsen eine große Verschiebung in den Bandbreiten gibt, führt sie außerdem ein weiteres Problem ein, dass eine große optische Bandbreite erforderlich ist, um die Zeitdemultiplexierung zu erreichen.
Zusammenfassung der Erfindung
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine vollständig optische Zeitdemultiplexierungsschaltung für zeitmultiplexierte optische Impulse zu schaffen, die in einer einfachen Schaltungsstruktur unter Verwendung kleiner optischer Leistung eine effiziente Leistungsfähigkeit schafft, so dass alle Kanäle gleichzeitig an jeweilige Ports ausgegeben werden, ohne die Bandbreite auszudehnen. Eine Anwendung der Schaltung wird in einer Umsetzungsschaltung zum Umsetzen zeitmultiplexierter Signale in wellenlängenmultiplexierte Signale demonstriert.
Die vollständig optische Zeitdemultiplexierungsschaltung der vorliegenden Erfindung multiplexiert ➀ einen Impulsstrom zeitmultiplexierter Signalimpulse, die N Kanäle (> 2) mit einer optischen Frequenz us umfassen, und ➁ einen Steuerimpuls, der mit einem Signalkanal des zeitmultiplexierten Impulsstroms synchronisiert ist, monoton mit der Zeit mit einer optischen Frequenz verschieden von us gechirpt ist, mit einer Dauer, die N Signalkanäle enthält und eine selbe Wiederholung wie der Signalkanal enthält; und gibt das Ergebnis in ein optisches Kerr-Me dium ein.
Das Kerr-Medium erzeugt lokal zwischen dem gechirpten Steuerimpuls und den Signalimpulsen eine Kreuzphasenmodulation, um in einer Zeitbasis in Abhängigkeit vom Vorhandensein oder Fehlen des Signalimpulses jedes Signalkanals zeitmultiplexierter Signalkanäle eine lokale optische Phasenverschiebung und eine optische Frequenzverschiebung, die den Steuerimpuls-Chirp kompensiert, auf der optischen Frequenzachse zu erzeugen.
Dies führt zur Modulation der Intensität des Lichts mit optischen Frequenzen ν₁, ν₂, ..., ν_N des Steuerimpulses, der jedem Signalkanal entspricht. Die Intensität des Lichts wird moduliert, trennt den Steuerimpuls mit optischen Frequenzen ν₁, ν₂, ..., ν_N, die jedem Signalkanal entsprechen, und gibt sie entsprechend den jeweiligen optischen Frequenzen an die Ports aus.
Der in das Kerr-Medium eingegebene optische Impulsstrom erhält eine Signalleistungsverstärkung, die ausreicht, einen Signalimpulsstrom zu ermöglichen, der an dem Steuerimpuls eine Kreuzphasenmodulation induziert (Anspruch 2).
Das Prinzip der Leistungsmodulation in dem optischen Kerr-Medium ist das Induzieren einer Kreuzphasenmodulation an dem Steuerimpuls in Abhängigkeit vom Vorhandensein oder Fehlen des Signalimpulses und das Modulieren der Intensität des Steuerimpulses durch Vornehmen einer optischen Frequenzverschiebung zur Kompensation des Steuerimpuls-Chirps auf der Frequenzachse. In der folgenden Erläuterung wird angenommen, dass das optische Kerr-Medium einen Koeffizienten mit positivem linearen Index besitzt (Anspruch 3).
Wie in 2 gezeigt ist, hat der Signalimpuls eine Gaußsche Signalform der Intensität gegenüber der Zeit und hat der Steuerimpuls eine rechteckige Signalform der Intensität gegenüber der Zeit. In diesem Fall ist der Steuerimpuls ein abwärts gechirpter Impuls, dessen Frequenz von einem vorderen Ende (ν_L) zu einem hinteren Ende (ν_T) wie in 4A gezeigt monoton abnimmt (ν_L > ν_T). Die Frequenz des Steuerimpulses für die Spitzensignalleistung zur Zeit to ist ν₀.
Zu dieser Zeit wird die optische Frequenz des Steuerimpulses durch die Kreuzphasenmodulation des wie in 3A gezeigten Signalimpulses wie in 3B gezeigt verschoben. Mit anderen Worten, in dem Mittelgebiet des Signalimpulses (das in 3B gezeigte schattierte Gebiet) empfängt der Steuerimpuls eine näherungsweise lineare Zunahme mit der Zeit in der optischen Frequenz (aufwärts gechirpt auf Zeitgrundlage), wie sie in 3B gezeigt ist. Dadurch wird das Abwärts-Chirpen des Steuerimpulses durch die Aufwärts-Chirp-Wirkung (zunehmende Intensität) des Signalimpulses in der Frequenzbasis, wie in 4C gezeigt ist, kompensiert, was dazu führt, dass veranlasst wird, dass diese in der Nähe der Mitte des Signalimpulses überlagerten optischen Frequenzen der Steuerimpulse zu der Mittenfrequenz ν₀ verschoben werden und schließlich eine Zunahme der spektralen Leistung erzeugt wird, wie sie in 4D gezeigt ist.
4A, 4B zeigen ein zeitaufgelöstes optisches Spektrum des Steuersignals und eine Leistungsverteilung des optischen Spektrums mit nicht durch den Signalimpuls verschobener optischer Frequenz. 4C, 4D zeigen ein zeitaufgelöstes optisches Spektrum des Steuersignals und eine Leistungsverteilung des optischen Spektrums mit durch den Signalimpuls verschobener optischer Frequenz.
Wie in 4B, 4D gezeigt ist, ist die Steuerimpulsleistung mit der optischen Frequenz ν0 je nachdem, ob es einen Impuls gibt, mit dem Wechselwirkung vorliegt, entweder P₁ oder P₀. Somit ermöglicht eine Filterung des Steuerimpulses durch ein Bandpassfilter, das Licht mit optischen Frequenzen in den Umgebungen der optischen Mittenfrequenz ν₀ durchlässt, ein Impulslicht zu erzeugen, dessen optische Leistung je nachdem, ob ein Signalimpuls auferlegt worden ist oder nicht, moduliert worden ist.
5 zeigt die optische Leistung gegenüber Zeitsignalformen für einen Steuerimpuls und einen Strom von fünf Kanälen zeitmultiplexierter Signalimpulse, binär codiert als "11101 ". In diesem Fall werden die Steuersignale mit einer Rate von 1/5 der zeitmultiplexierten Signalimpulse wiederholt. Die Spitzenleistung für die einzelnen Signalkanäle Nr. 1-Nr.5 tritt bei t₁–t₅ auf und die entsprechenden Steuerimpulsfrequenzen sind jeweils ν₁–ν₅.
Die spektrale Leistung des Steuerimpulses wird, wie in den 6A, 6B gezeigt ist, gemäß dem Phasenmodulationsmuster "11101" des Impulsstroms der zeitmultiplexierten Signalimpulse moduliert. Somit können durch Filtern der modulierten Impulse durch Bandpassfilter, die optische Frequenzen nahe ν₁–ν₅ durchlassen, einzelne Signalkanäle Nr. 1-Nr. 5 getrennt und extrahiert werden.
Es wird angemerkt, dass sich die obige Erläuterung auf einen Fall eines Kerr-Mediums mit einem Koeffizienten mit positivem nichtlinearen Index bezieht und dass der Steuerimpuls ein abwärts gechirpter Impuls ist, in dem die optische Frequenz vom vorderen Ende zum hinteren Ende eines Impulses monoton abnimmt (Anspruch 3). Falls das Kerr-Medium andererseits einen Koeffizienten mit negativem nichtlinearen Index besitzt, sollte der Steuerimpuls ein aufwärts gechirpter Impuls sein, so dass die Frequenz vom vorderen Ende zum hinteren Ende monoton zunimmt (Anspruch 4). Falls das Kerr-Medium darüber hinaus ein doppelbrechendes Medium ist, enthält die Schaltung zwei orthogonale Hauptachsen als eine Polarisationsmodusdispersion-Kompensationsvorrichtung, wobei das Steuerlicht mit polarisiertem Licht geliefert wird, dessen Polarisationskomponenten in den zwei orthogonalen Richtungen eine gleiche optische Leistung haben (Anspruch 5). Die Polarisationsmodusdispersion-Kompensationsvorrichtung kann aus zwei Bi-Kerr-Medien (=bi-doppelbrechenden Kerr-Medien) gleicher Länge hergestellt sein, die in dar Weise in Reihe geschaltet sind, dass die zwei Hauptachsen im rechten Winkel sind (Anspruch 11). Ein Beispiel einer solchen Vorrichtung ist in 24 gezeigt, die Bi-Kerr-Medien (bi-doppelbrechende Medien) 60, 61 in Reihe zeigt. Zwischen die Bi-Kerr-Medien kann ein λ/2-Plättchen eingefügt sein (Anspruch 13). Ein Beispiel dieser Vorrichtung ist in 25 gezeigt, die ein λ/2-Plättchen zwischen den Bi-Kerr-Medien 60, 61 zeigt. Andererseits kann zwischen die zwei Bi-Kerr-Medien ein Faraday-Rotierer eingefügt sein (Anspruch 15). Ein Beispiel ist in 26 gezeigt, die einen 90-Grad-Faraday-Rotierer zwischen den Bi-Kerr-Medien 60, 61 zeigt. In einer solchen Anordnung wird veranlasst, dass Licht, das durch die ordentliche Achse und durch die außerordentliche Achse des Bi-Kerr-Mediums 60 fortgepflanzt wird, durch die außerordentliche Achse und durch die ordentliche Achse des Bi-Kerr-Mediums 61 zu laufen, wobei die Gesamt-Ausbreitungsverzögerungsdifferenz null ist.
Außerdem gibt die vollständig optische Zeitdemultiplexierungsschaltung den Impulsstrom in der vorliegenden Erfindung mit optischen Frequenzen von ν₁, ..., ν₅ an jeden Port aus, während andererseits die vollständig optische TDM-WDM-Umsetzungsschaltung die wellenlängenmultiplexierten Signalimpulse durch erneutes Multiplexieren der Impulse mit jeder der optischen Frequenzen an einen Port ausgibt (Ansprüche 6–9). Falls das Kerr-Medium in der TDM-WDM-Umsetzungsschaltung ein doppelbrechendes Medium ist, enthält die Schaltung zwei orthogonale Hauptachsen als eine Polarisationsmodusdispersion-Kompensationsvorrichtung, wobei das Steuerlicht mit einem Polarisationszustand geliefert wird, dessen Polarisationskomponenten in den zwei orthogonalen Richtungen eine gleiche optische Leistung haben (Anspruch 10). Die Polarisationsmodusdispersion-Kompensationsvorrichtung kann aus zwei Bi-Kerr-Medien gleicher Länge hergestellt sein, die in der Weise in Reihe geschaltet sind, dass die zwei Hauptachsen unter rechtem Winkel sind (Anspruch 12). Ein Beispiel einer solchen Vorrichtung ist in 24 gezeigt, die Bi-Kerr-Medien 60, 61 in Reihe zeigt. Zwischen die Bi-Kerr-Medien kann ein λ/2-Plättchen eingefügt sein (Anspruch 14). Ein Beispiel dieser Vorrichtung ist in 25 gezeigt, die ein λ/2-Plättchen zwischen den Bi-Kerr-Medien 60, 61 zeigt. Andererseits kann zwischen die zwei Bi-Kerr-Medien ein Faraday-Rotierer eingefügt sein (Anspruch 16). Ein Beispiel ist in 26 gezeigt, die einen 90-Grad-Faraday-Rotierer zwischen den Bi-Kerr-Medien 60, 61 zeigt. In einer solchen Anordnung wird veranlasst, dass Licht, das durch die ordentliche Achse und durch die außerordentliche Achse des Bi-Kerr-Mediums 60 fortgepflanzt wird, durch die außerordentliche Achse und durch die ordentliche Achse des Bi-Kerr-Mediums 61 läuft, wobei die Gesamt-Ausbreitungsverzögerungsdifferenz null ist.
Da, wie in 4D veranschaulicht ist, außerdem die optischen Frequenzkomponenten in den Umgebungen von ν₀ in ν₀ umgesetzt werden, werden außerdem die optischen Leistungen dieser optischen Frequenzkomponenten (ν₀ ± δ) verringert. Wenn es einen Signalimpuls gibt, wird die optische Leistung der optischen Frequenzkomponenten in den Umgebungen von (ν₀ ± δ) verringert, obgleich die optischen Leistungen der optischen Frequenzkomponenten in den Umgebungen von ν₀ erhöht sind. Somit kann durch Filtern jener Wellen in den Umgebungen von (ν₀ + δ) oder (ν₀ – δ) mit Bandpassfiltern ein Impulsstrom erzeugt werden, der logische Inversionsimpulse in Bezug auf die zeitmultiplexierten Eingangssignalimpulse enthält. Insbesondere dann, wenn die Wiederholungsraten der Signalimpulse und der Steuerimpulse dieselben sind, wird eine vollständig optische Inversionsschaltung erzeugt.
Wie oben erläutert wurde, ermöglicht die vollständig optische Zeitdemultiplexierungsschaltung, Signalkanäle, die den zeitmultiplexierten Impulsstrom gleichzeitig umfassen, zu trennen. Die vorliegende Schaltungskonfiguration ermöglicht, die Taktsynchronisation von Steuer- und Signalimpulsen im Vergleich zu einer Schaltungskonfiguration, die eine Reihen- oder Parallelschaltung optischer Gatterschaltungen enthält, erheblich zu erleichtern. Außerdem ermöglicht eine erheblich vereinfachte Struktur der Schaltung, den Einfügungsverlust zu verrin gern, wodurch es ermöglicht wird, den Rauschfaktor (NF) der Zeitdemultiplexierungsschaltung zu verringern. Dies erhöht den Gesamtrauschabstand in dem optischen Kommunikationssystem, der zu erhöhen ist, und schafft eine effektive Zunahme der Entfernung und Zuverlässigkeit des Informationsübertragungssystems.
Wie oben erläutert wurde, kann die vorliegende vollständig optische Zeitdemultiplexierungsschaltung zeitmultiplexierte Impulse in N Signalkanäle trennen, wobei sie aber außerdem die Signalwelle einer einzelnen optischen Frequenz in mehrere optische Frequenzen des gechirpten Steuerimpulses umsetzen kann. Somit kann die Schaltung durch Ausgeben von Eingangssignalimpulsen ohne Trennung auch als eine TDM-WDM-Umsetzungsschaltung funktionieren.
Kurzbeschreibung der Zeichnung
1 ist ein schematisches Diagramm einer ersten Ausführungsform der vollständig optischen Zeitdemultiplexierungsschaltung.
2 ist eine Veranschaulichung der Positionsbeziehung von Signalimpulsen und dem Steuerimpuls in der Zeitbasis.
3A und 3B sind Veranschaulichungen der durch Kreuzphasenmodulation eines Gaußschen Signalformsignalimpulses mit einem Steuerimpuls induzierten optischen Frequenzverschiebung.
4A–4D sind zeitaufgelöste Spektren und die spektrale Leistungsverteilung des Steuerimpulses.
5 ist eine Veranschaulichung der Positionsbeziehung des Steuerimpulses zu einem binären Bitstrom "11101" der zeitmultiplexierten Signalimpulse in der Zeitbasis.
6A und 6B sind zeitaufgelöste Spektren des Steuerimpulses und ein Graph der Verteilung der spektralen Leistung.
7 ist eine Veranschaulichung der Positionsbeziehung in der Zeitbasis von Steuerimpulsen zu einem Strom zeitmultiplexierter Signalimpulse in einer vollständig optischen Zeitdemultiplexierungsschaltung der vorliegenden Erfindung.
8A–8C sind schematische Diagramme der Konfiguration eines 1 × N-Wellenlängendemultiplexers 15.
9 ist eine erste Konfiguration einer Steuerlichtquelle 13 zum Erzeugen eines Stroms linear gechirpter Steuerimpulse.
10 ist eine zweite Konfiguration einer Steuerlichtquelle 13 zum Erzeugen eines Stroms linear gechirpter Steuerimpulse.
11A–11D sind numerische Simulationsergebnisse der vollständig optischen Zeitdemultiplexierungsschaltung der vorliegenden Erfindung.
12 ist ein durch numerische Simulation der vollständig optischen Zeitdemultiplexierungsschaltung der vorliegenden Erfindung erzeugtes Konturdiagramm.
13 ist ein schematisches Diagramm einer zweiten Ausführungsform der vollständig optischen Zeitdemultiplexierungsschaltung.
14 ist eine erste Ausführungsform einer vollständig optischen TDM-WDM-Umsetzungsschaltung der vorliegenden Erfindung.
15A und 15B sind schematische Diagramme einer ersten Konfiguration eines Wellenlängendemultiplexers 17.
16 ist eine Veranschaulichung der Positionsbeziehung in der Zeitbasis von Steuerimpulsen zu einem Strom zeitmultiplexierter Signalimpulse in der TDM-WDM-Umsetzungsschaltung der vorliegenden Erfindung.
17A und 17B sind schematische Diagramme einer zweiten Konfiguration eines Wellenlängendemultiplexers 17.
18 ist ein schematisches Diagramm eines ersten Beispiels der herkömmlichen vollständig optischen Zeitdemultiplexierungsschaltung.
19 ist ein schematisches Diagramm, das den Betrieb einer ersten Konfiguration der herkömmlichen vollständig optischen Zeitdemultiplexierungsschaltung zeigt.
20 ist ein schematisches Diagramm eines zweiten Beispiels der herkömmlichen vollständig optischen Zeitdemultiplexierungsschaltung.
21 ist ein schematisches Diagramm eines dritten Beispiels der herkömmlichen vollständig optischen Zeitdemultiplexierungsschaltung.
22 ist ein drittes Beispiel einer Steuerlichtquelle 13 zum Erzeugen eines Stroms linear gechirpter Steuerimpulse.
23 ist ein schematisches Diagramm eines Beispiels der Chirp-Einstellvorrichtung.
24 ist ein schematisches Diagramm eines Beispiels der Polarisationsmodusdispersion-Kompensationsvorrichtung.
25 ist ein schematisches Diagramm eines weiteren Beispiels der Polarisationsmodusdispersion-Kompensationsvorrichtung.
26 ist ein schematisches Diagramm eines nochmals weiteren Beispiels der Polarisationsmodusdispersion-Kompensationsvorrichtung.
27 ist ein schematisches Diagramm einer zweiten Ausführungsform der vollständig optischen Zeitdemultiplexierungsschaltung der vorliegenden Erfindung.
28 ist ein Spektrum der elektrischen Leistung eines zeitdemultiplexierten Signals nach der Optisch/Elektrisch-Umsetzung (O/E-Umsetzung).
29 ist ein schematisches Diagramm einer zweiten Ausführungsform der vollständig optischen TDM-WDM-Umsetzungsschaltung der vorliegenden Erfindung.
Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen
Im Folgenden werden bevorzugte Ausführungsformen unter zwei Überschriften dargestellt:

I. vollständig optische Zeitdemultiplexierungsschaltungen; und
II. vollständig optische TDM-WDM-Umsetzungsschaltungen.

I. Zeitdemultiplexierungsschaltungen
Ausführungsform 1 der Zeitdemultiplexierungsschaltungen
1 ist ein schematischer Stromlaufplan der Ausführungsform 1 der vollständig optischen Zeitdemultiplexierungsschaltung.
In einen Wellenlängenmultiplexer 12 wird über einen optischen Verstärker 11 ein durch Zeitmultiplexierung der Signalkanäle Nr. 1 bis Nr. N erzeugter Strom zeitmultiplexierter Signalimpulse mit einer optischen Frequenz us eingegeben. Eine Steuerlichtquelle 13 erzeugt einen abwärts gechirpten Steuerimpuls (ν₁ > ν₂ > ... > ν_N) mit monoton abnehmenden optischen Frequenzen von seinem vorderen Ende zu seinem hinteren Ende mit der gleichen Wiederholungsrate wie die Signalkanäle und gibt ihn in den optischen Wellenlängenmultiplexer 12 ein.
Der Wellenlängenmultiplexer 12 multiplexiert die empfangenen Impulse so, dass die Signalkanäle Nr. 1, Nr. 2, Nr. 3, ..., Nr. N und der Steuerimpuls mit den optischen Frequenzen ν₁, ν₂, ν₃, ..., ν_N in derselben Zeitbasis einander überlagert werden, und gibt die multiplexierten Impulse an ein optisches Kerr-Medium 14 aus. Das optische Kerr-Medium 14 hat einen Koeffizienten mit positivem nichtlinearen Index, wobei wie oben erläutert eine intensitätsabhängige Modulationswirkung derart erzeugt wird, dass die Kreuzphasenmodulation der zeitmultiplexierten Signalimpulse auf den Steuerimpuls eine Reihe Frequenzverschiebungen in dem Steuerimpuls veranlasst. Das Ergebnis ist, dass die Spektralkomponenten der Steuerimpulse mit den optischen Mittenfrequenzen ν₁, ν₂, ν₃, ..., ν_N durch die Signalimpulse in den jeweiligen Kanälen Nr. 1, Nr. 2, Nr. 3, ..., Nr. N intensitätsmoduliert werden.
Die durch das optische Kerr-Medium 14 fortgepflanzten modulierten Steuerim pulse werden in einen Wellenlängendemultiplexer 15 eingegeben und die Spektralkomponenten in den Umgebungen der optischen Frequenzen ν₁, ν₂, ν₃, –ν_N demultiplexiert und getrennt an die jeweiligen Ausgangsports ausgegeben. Es wird angemerkt, dass es zulässig ist, den ausgegebenen zeitmultiplexierten Impulsstrom mit der optischen Frequenz us gleichzeitig auszugeben.
7 zeigt Positionsbeziehungen eines zeitmultiplexierten Signalimpulsstroms zu den Steuerimpulsen in der Zeitbasis in einer vollständig optischen Zeitdemultiplexierungsschaltung der vorliegenden Erfindung. Der zeitmultiplexierte Signalimpulsstrom (mit der optischen Frequenz us) ist hier durch "011...1", "110...1" und "101...1" dargestellt. Der Signalkanal des Kanals Nr. 1 (mit der optischen Frequenz ν₁ ) ist als "011..." getrennt, während die anderen in der gleichen Weise getrennt sind.
8A–8C zeigen Beispiele des 1 × N-Wellenlängendemultiplexers 15, der ein Eingangssignal in N Ausgangssignale teilt.
Ein in 8A gezeigter Wellenlängenmultiplexer umfasst einen Optikteiler 21, der das Eingangslicht in N Zweige teilt, und optische Bandpassfilter 22-1–22-N mit jeweiligen optischen Frequenzen ν₁, ν₂, ν₃, ..., ν_N.
Ein in 8B gezeigter Wellenlängendemultiplexer umfasst ein Reflexionsgitter 23.
Ein in 8C gezeigter Wellenlängendemultiplexer umfasst ein Array-Wellenleitergitter 24. Ein Array-Wellenleitergitter 24 umfasst: Eingangswellenleiter 25; einen Plattenwellenleiter 26; Array-Wellenleiter (die optischen Weglängen angrenzender Wellenleiter unterscheidet sich um ΔL) 27; einen Plattenwellenleiter 28; und Ausgangswellenleiter 29. Das durch die Eingangswellenleiter 25 und den Plattenwellenleiter 26 auf die Array-Wellenleiter 27 verteilte Licht nimmt verschiedene Phasenbeziehungen an, nachdem es durch die Array-Wellenleiter 27 gegangen ist, und besitzt in dem Platten-Wellenleiter 28 je nach den einzelnen optischen Frequenzen verschiedene Brennpunkte. Somit überträgt jeder Wellenleiter in den optischen Wellenleitern 29 Signale mit verschiedenen optischen Frequenzen und stellt dadurch eine Einrichtung zum Erzeugen einer Wellenleiterdemultiplexierungsfunktion bereit.
9 zeigt ein erstes Beispiel der Steuerlichtquelle 13, die einen Impulsstrom linear gechirpter Steuerimpulse erzeugt.
Die Lichtquelle 13 umfasst die Verbindung einer Weißimpulsgeneratorfaser 31, einer Chirp-Einstellvorrichtung 32; eines Bandpassfilters 33 mit variabler Wellenlänge. Die Injektion eines kurzen Impulses (optische Frequenz νo in die Weißimpulsgeneratorfaser 31 veranlasst, dass ein Breitbandweißimpuls (optische Mittenfrequenz νo) erzeugt wird. Falls z. B. in eine Weißimpulsgeneratorfaser 31 mit einer Länge von 1 km ein kurzer Impuls mit mehreren Pikosekunden mit einer Spitzenleistung von 2–3 W eingegeben wird, wird ein Weißimpuls mit einer Spektralbreite von über 200 nm erzeugt.
Das Bandpassfilter 33 mit variabler Wellenlänge hat einen Übertragungskoeffizienten, der ein rechteckförmiges Spektrum ausgibt, wobei das Demultiplexieren des über die Chirp-Einstellvorrichtung 32 eingegebenen weißen Lichts einen Strom von Steuerimpulsen mit einer breiten Zeitspanne und linearer Chirp-Charakteristik erzeugt. Außerdem ist es durch Ändern der Mittendurchlasswellenlänge in den Wellenlängen des Weißimpulses möglich, einen linear gechirpten Steuerimpulsstrom mit irgendwelchen optischen Frequenzen zu erzeugen. Die Chirp-Einstellvorrichtung 32 stellt gemäß ihren Dispersionscharakteristiken den Absolutwert und das Vorzeichen des Chirp ein. Falls z. B. für die Chirp-Einstellvorrichtung 32 eine Null-Dispersionsfaser bei 1,3 μm verwendet wird, werden Steuerimpulse mit linearen Chirp-Charakteristiken erhalten, da die anomalen Dispersionswerte in dem 1,55-μm-Band näherungsweise konstant sind.
10 zeigt ein zweites Beispiel der linear gechirpten Steuerlichtquelle 13.
Die Lichtquelle 13 umfasst eine Faser 34 mit normaler Dispersion. Die Injektion kurzer Impulse (optische Frequenz νo) in die Faser 34 mit normaler Dispersion erzeugt wegen einer Verbundwirkung der Selbstphasenmodulationswirkung und der Dispersionswirkung über eine weite Zeitspanne linear aufwärts gechirpte Steuerimpulse. Um linear abwärts gechirpte Steuerimpulse zu erzeugen, sollte wie in dem ersten Beispiel eine 1,3-μm-Null-Dispersions-Faser verwendet werden.
22 zeigt ein drittes Beispiel der Steuerlichtquelle. Die Lichtquelle 13 umfasst einen aktiv modengekoppelten Fabry-Perot-Halbleiterlaser 50, der durch monolithische Integration von Elektroabsorptionsmodulatoren mit Verbindung einer Chirp- Einstellvorrichtung 32 hergestellt ist. Der Laser 50 gibt normalerweise Licht mit einer spektralen Breite von 10 nm aus und kann optische Impulse erzeugen, die von der vorliegenden Lichtquelle in Verbindung mit einer Chirp-Einstellvorrichtung 32 benötigt werden. Der Vorteil dieser Konfiguration ist, dass die Verwendung einer Halbleiterlaserquelle die Herstellung einer kompakten Lichtquelle ermöglicht. Zur Erzeugung linear abwärts gechirpter Steuerimpulse ist dieselbe 1,3-μm-Null-Dispersions-Faser als eine Chirp-Einstellvorrichtung 32 wie in dem obigen ersten und zweiten Beispiel zu verwenden.
In 23 ist ein weiteres Beispiel der Konfiguration für die Chirp-Einstellvorrichtung 32 gezeigt. Die Lichtquelle umfasst einen optischen Zirkulator 53 und ein gechirptes Fasergitter 52. Das Fasergitter ist eine optische Vorrichtung, die auf einer optisch induzierten Brechungsindexänderung beruht, so dass eine Erscheinung des erhöhten Brechungsindex beobachtet wird, wenn auf eine GeO₂-dotierte SiO₂-Faser Ultraviolettlicht gestrahlt wird. Anhand dieser Erscheinung ist es möglich, den Brechungsindex des Kernabschnitts einer optischen Faser periodisch zu ändern und die entsprechenden Bragg-Reflexionswellenlängen wahlweise zu reflektieren.
Das gechirpte Fasergitter ist eine Faser, deren Gitterperiode entlang der Längsrichtung der Faser allmählich geändert wird, wodurch eine Faser mit wellenlängenabhängiger Reflexion erzeugt wird, d. h., die als ein Dispersionsmedium wirkt. In 23 wird in den Port 54 des optischen Zirkulators 53 Steuerlicht eingegeben, das vom Port 55 ausgegeben und in das gechirpte Fasergitter 52 eingegeben wird. Wegen der Wellenlängenabhängigkeit der Reflexionspositionen in dem gechirpten Fasergitter 52 werden die Steuerimpulse gechirpt und von dem Gitter 52 ausgegeben und wieder in den Port 55 des optischen Zirkulators 53 eingegeben und vom Port 56 ausgegeben.
Das optische Kerr-Medium 14 mit einem positiven nichtlinearen Brechungsindex kann gewählt werden aus: SiO₂-Fasern; Chalkogenidgläsern, die hauptsächlich aus solchem Werkstoff wie Chalcogeniden von As, S hergestellt sind; und Halbleiterverstärker. Außerdem kann das optische Kerr-Medium 14 mit einem Koeffizienten mit negativem nichtlinearen Index gewählt werden aus: organischen Werkstoffen der π-konjugierten Gruppe; Verbundhalbleitern der III-V-Gruppe und der II-VI-Gruppe.
Es wird angemerkt, dass die Gruppengeschwindigkeits-Dispersionscharakteristiken der Faser bei Verwendung von Glasfasern für Demultiplexierungszwecke Differenzen der Gruppenverzögerung, eine so genannte "Weggang"-Erscheinung, zwischen Signalimpulsen und Steuerimpulsen verschiedener Wellenlängen einführen. Diese Erscheinung ist eine Ursache für Übersprechen zwischen den Kanälen. Um diese Problem zu vermeiden, ist eine Bandbreite in der Umgebung einer Null-Dispersions-Wellenlänge auszuwählen, wo die Gruppenverzögerungscharakteristiken durch eine Kurve zweiter Ordnung genähert werden können, und das optische System so zu betreiben, dass die Mittenwellenlängen des Signalimpulses und des Steuerimpulses symmetrisch über die Null-Dispersions-Wellenlänge sind, wodurch der Weggangwert zu null gemacht wird.
11A–11D zeigen die Ergebnisse numerischer Simulationsuntersuchungen der vollständig optischen zeitmultiplexierten Demultiplexierungsschaltung. Für ein optisches Kerr-Medium wurde eine dispersionsverschobene Glasfaser mit einer Länge von 1 km und einer Null-Dispersion-Wellenlänge der 1547 nm angenommen. Die Mittenwellenlängen des Signalimpulses und des Steuerimpulses waren 1555 nm bzw. 1539 nm, so dass sie symmetrisch um die Null-Dispersion-Wellenlänge waren. Die Signalform des Signalimpulses war ein Gaußscher Typ mit einer Impulsbreite von 4 ps und einer Spitzenleistung von 200 mW und der Steuerimpuls war ebenfalls ein abwärts gechirpter Gaußscher Typ mit einer Impulsbreite von 50 ps und einer spektralen Halbwertsbreite von 12 nm.
11A zeigt Signalformen eines Steuerimpulses und eines Stroms zeitmultiplexierter Signalimpulse, die durch ein Muster "11111" in der Zeitbasis dargestellt sind. 11B zeigt die spektrale Leistung des Steuerimpulses, nachdem er sich durch das optische Kerr-Medium fortgepflanzt hat. Es werden fünf Spitzen beobachtet, die dem Signalimpulsmuster entsprechen. Der Pfeil in 11A gibt einen Signalimpuls an und ein Pfeil in 11B gibt eine entsprechende Spektralkomponente des intensitätsmodulierten Steuerimpulses an.
11C zeigt Signalformen eines Steuerimpulses und eines Stroms zeitmultiplexierter Signalimpulse, die durch ein Muster "11101" in der Zeitbasis dargestellt sind. 11D zeigt die spektrale Leistung des Steuerimpulses nach Fortpflanzung durch das optische Kerr-Medium. Es werden vier Spitzen beobachtet, die dem Signalimpulsmuster entsprechen. Der Pfeil in 11C gibt einen Signalimpuls an und der Pfeil in 11D gibt eine entsprechende Spektralkomponente des intensitätsmodulierten Steuerimpulses an.
12 zeigt einen Konturgraphen konstanter Leistung zeitaufgelöster Zerlegungsspektren eines Steuerimpulses, wenn der zeitmultiplexierte Impulsstrom das Muster "11101" hat, nach Fortpflanzung durch das optische Kerr-Medium. Die Zeit und die optische Frequenz, die in 12 durch die Pfeile angegeben sind, beziehen sich auf die Zeit bzw. auf die Frequenz, die in den 11C und 11D gezeigt sind. Diese Simulationsergebnisse demonstrieren deutlich, dass das Vorhandensein oder Fehlen von Signalimpulsen, die dem Steuerimpuls in derselben Zeitbasis überlagert sind, die Intensitätsmodulation der Spektralkomponenten des Steuerimpulses zu beeinflussen.
Ausführungsform 2 der Zeitdemultiplexierungsschaltungen
Die Größe der in der vorliegenden Erfindung genutzten Frequenzverschiebung, die durch Kurzphasenmodulation als ein nichtlinearer optischer Effekt verursacht wird, hängt von den relativen Polarisationszuständen des Signallichts und des Steuerlichts ab. Somit hängt die demonstrierte Wirkung in der vorliegenden Erfindung (die intensitätsabhängige Modulationswirkung des linear gechirpten Steuerimpulses) ebenfalls von den Polarisationszuständen des Eingangssignallichts ab. Außerdem ist bekannt, dass sich die Polarisationszustände des durch einen Glasfaserwellenleiter fortgepflanzten Signallichts im Allgemeinen zufällig ändern. Somit bezieht sich Ausführungsform 2 auf polarisationsunabhängige Schaltungskonfigurationen, die nicht durch zufällige Änderungen in den Polarisationszuständen des Signallichts beeinflusst sind.
27 zeigt ein Beispiel einer solchen Schaltung. Die Strukturen, die dieselben wie jene in 1 sind, werden nicht erneut erläutert. In dieser Ausführungsform pflanzt sich Ausgangslicht von dem Wellenlängenmultiplexer 12 durch einen Polarisationsmodusdispersion-Kompensationsabschnitt 18 fort, der zwischen zwei doppelbrechenden Kerr-Medien 19 (abgekürzt Bi-Kerr-Medium) angeordnet ist.
Das in ein Bi-Kerr-Medium 19 eingegebene Eingangssignallicht trennt sich entlang der orthogonalen Hauptachsen des Bi-Kerr-Mediums in zwei Signale linear polarisierter Wellen und breitet sich durch das Medium 19 aus, während es den Polarisationszustand beibehält. Das Leistungsverteilungsverhältnis des Eingangssignallichts zu den zwei Hauptachsenkomponenten ist durch die Polarisationszu stände des Signallichts zur Eingangszeit bestimmt. Währenddessen wird das Steuerlicht so in das Bi-Kerr-Medium 19 eingegeben, dass das Leistungsverteilungsverhältnis zu den zwei Hauptachsenkomponenten 1:1 ist. Dies kann z. B. dadurch erzielt werden, dass linear polarisiertes Steuerlicht so in das Bi-Kerr-Medium 19 eingegeben wird, dass das linear polarisierte Steuerlicht um 45 Grad zu einer der Hauptachsen des Bi-Kerr-Mediums 19 geneigt ist.
Während der Ausbreitung durch das Bi-Kerr-Medium 19 empfängt das Steuerlicht wegen der Kreuzphasenmodulationswirkung mit dem Signallicht unabhängig für die zwei Hauptachsenkomponenten eine Chirp-Kompensation, wobei die spektralen Steuerleistungen erhöht werden. Der durch die Chirp-Kompensation verursachte Zunahmefaktor der spektralen Leistung ist proportional zu der optischen Signalleistung. Somit hängt der Zunahmefaktor der spektralen Leistung wegen der Chirp-Kompensation im Vergleich zur Summe der zwei von dem Bi-Kerr-Medium 19 ausgegebenen axialen Steuerlichtkomponenten nicht von dem Leistungsverteilungsverhältnis zu den zwei Hauptachsen des Signallichts ab. Mit anderen Worten, die spektrale Leistung des Steuerlichts hängt nicht von den Polarisationszuständen des Eingangssignallichts zur Zeit der Injektion in das Bi-Kerr-Medium 19 ab.
Da es eine dazwischen liegende Polarisationsmodusdispersion-Kompensationsschaltung 18 im Mittelpunkt des optischen Wegs zum Schalten der schnellen Achse und der langsamen Achse des Bi-Kerr-Mediums 19 gibt, werden außerdem die optischen Weglängen für die zwei Achsen gleich, wobei irgendeine Zeitnacheilung der zwei Polarisationskomponenten kompensiert werden kann. Beispiele des Polarisationsmodusdispersions-Kompensationsabschnitts 18 sind in Verbindung mit den oben gegebenen Diskussionen in den 24–26 gezeigt. Somit ist es möglich, einen polarisationsunabhängigen Betrieb zu realisieren, der nicht von den Polarisationszuständen des Eingangssignallichts abhängt, ohne die Betriebsbandbreite der Schaltung zu verschlechtern.
Es wird angemerkt, dass die Polarisationszustände des Steuerlichts zur Eingangszeit in das Bi-Kerr-Medium 19 andere Zustände wie etwa eine zirkulare Polarisation oder eine elliptische Polarisation annehmen können, deren Haupt- oder Nebenachse um 45 Grad zur Hauptachse des Bi-Kerr-Mediums 19 geneigt ist.
Außerdem kann dann, wenn der Fortpflanzungsverlust und der Koeffizient des nichtlinearen Index in den zwei Hauptachsen in dem Bi-Kerr-Medium 19 verschieden sind, Polarisationszustandsunabhängigkeit dadurch erzielt werden, dass das Leistungsverteilungsverhältnis auf die zwei Hauptachsenkomponenten des Steuerlichts in den Bi-Kerr-Medien 19 eingestellt wird.
Außerdem kann dann, wenn die Betriebscharakteristiken der zwei Bi-Kerr-Medien 19 wegen Abweichungen der Herstellungsbedingungen und aus anderen Gründen verschieden sind, die Polarisationsmodusdispersion ebenfalls verschieden sein. In diesen Fällen ist es nicht notwendig, dass die optischen Weglängen in den zwei Medien 19 gleich sind, so dass die Längen so geändert werden können, dass die Gesamtpolarisationsmodusdispersion durch den Polarisationsmodusdispersion-Kompensationsabschnitt 18 kompensiert werden kann. Somit sind die Zahl des Bi-Kerr-Mediums 19 mit verschiedenen Weglängen und der Polarisationsmodusdispersion-Kompensationsabschnitts 18 nicht besonders beschränkt, wenn die Gesamtdispersion kompensiert wird. Allerdings ist die in dieser Ausführungsform gezeigte Konfiguration wegen des Einfügungsverlusts und der Einfachheit der Schaltung bevorzugt.
Im Folgenden wird eine Schaltungskonfiguration erläutert, die auf einem weiteren Konzept zur Vermeidung einer polarisationsabhängigen Frequenzverschiebung des Steuerlichts beruht. Anstelle der Verwendung des in dem obigen Beispiel verwendeten Bi-Kerr-Mediums wird ein isotropes Kerr-Medium verwendet. In diesem Fall ist der Polarisationsmodusdispersion-Kompensationsabschnitt 18 nicht notwendig. Der Wirkungsgrad der Kreuzphasenmodulationswirkung in dieser Schaltung wird von den Polarisationszuständen das Steuerlichts und des Signallichts abhängig, wobei er selbst unter der ungünstigsten Bedingung der Abhängigkeit von den Polarisationszuständen, d. h. orthogonal linear polarisiertes Licht, etwa 1/3 des besten Wirkungsgrads beträgt. Mit anderen Worten, der Wirkungsgrad fällt nie auf null. Somit kann dann, wenn die ungünstigste Konstruktion eine gewisse Empfindlichkeitsverschlechterung zulässt, die Empfängerempfindlichkeit für getrennte Signale unabhängig von den Polarisationszuständen der Eingangssignale gemacht werden.
Ausführungsform 3 der Zeitdemultiplexierungsschaltungen
Wie in 4 oder 6 gezeigt ist, nutzen die vollständig optischen Zeitdemultiplexie rungsschaltungen in der vorliegenden Erfindung die Frequenzverschiebung des Steuerimpulses durch die Kreuzphasenmodulationswirkung mit den Signalimpulsen, so dass das Ein/Aus-Extinktionsverhältnis der Intensitätsmodulation etwa mehrere dB beträgt. Im Allgemeinen ist das Ein/Aus-Extinktionsverhältnis des externen Modulators für einen Mach-Zehnder-Interferometertyp, der auf elektrooptischen Wirkungen von LiNbO₃-Vorrichtungen beruht, etwa 25 dB, so dass der Entscheidungsspielraum oder die Phasenspielräume für die Entscheidung einzelner Signalimpulse für die Schaltungen in den vorstehenden Ausführungsformen niedrig ist. Somit bietet die Ausführungsform 3 eine Beispielschaltung, die die Ein/Aus-Extinktionsverhältnisse einzeln getrennter optischer Signalimpulse verbessert.
13 zeigt eine Schaltungskonfiguration der Ausführungsform 3.
Das Merkmal dieser Schaltung ist, dass mit jedem Ausgangsport des Wellenlängendemultiplexers 15 in der in 1 gezeigten Schaltung der Ausführungsform 1 ein Extinktionsverhältnis-Verbesserungsabschnitt (SA) 16 verbunden ist, der auf einer Einrichtung wie etwa einem sättigbaren Absorber zum Verbessern des Ein/Aus-Extinktionsverhältnisses beruht. Der SA-Abschnitt 16 beruht auf sättigbaren Absorbermedien wie etwa einem nichtlinearen optischen Schleifenspiegel, Halbleiterwerkstoffen wie etwa Grundmaterial-GaAs oder jenen mit einer Quantentopfstruktur, einem nichtlinearen Etalon, der optisches Glas umfasst, das feine Halbleiterpartikel wie etwa CdSxSe_1-x enthält, die von teildurchlässigen Spiegeln umgeben sind, bistabilen optischen Vorrichtungen, die auf dem Stark-Effekt des Excitons in Mehrfach-Quantentöpfen beruhen, bistabilen Halbleiterlasern und nichtlinearen Richtungskopplern.
Ausführungsform 4 der Zeitdemultiplexierungsschaltungen
Die zeitmultiplexierten Demultiplexierungsschaltungen der vorliegenden Erfindung beruhen auf der TDM-WDM-Signalumsetzung, die die Chirp-Kompensation von Steuerlicht nutzt. Dies ist so, da, obgleich der Ein-Leistungs-Pegel der umgesetzten WDM-Signale wegen des Verstärkungsgewinns von der Chirp-Kompensation erhöht wird, die Aus-Pegel-Leistung durch die nichtlineare Wechselwirkung durch das Signallicht nicht beeinflusst wird und keine Chirp-Kompensation erzeugt und auf dem ursprünglichen Leistungspegel des Steuerlichts bleibt. Somit ist das Ein/Aus-Verhältnis zeitmultiplexierter Signale, die durch Demultiplexieren von WDM-Signalen erhalten werden, niedrig.
Allerdings ist anhand des Leistungsspektrums der zeitmultiplexierten Signale, die durch Optisch/Elektrisch-Umsetzung (O/E-Umsetzung) in 28 erhalten werden, die meiste Aus-Komponenten-Leistung in der Linienspektralkomponente der Wiederholungsfrequenz der zeitmultiplexierten Signale konzentriert, die in 28 durch fo gezeigt ist. Somit ist es durch Einfügen eines Tiefpassfilters oder eines Bandzurückweisungsfilters zur Unterdrückung der Wiederholungsfrequenz möglich, das Ein/Aus-Verhältnis der elektrischen Leistung zeitmultiplexierter Signale zu verbessern.
II. Vollständig optische Zeitmultiplexierungs-Wellenlängenmultiplexierungs-Umsetzungsschaltungen.
Ausführungsform 1 der TDM-WDM-Umsetzungsschaltungen
14 zeigt die Ausführungsform 1 der TDM-WDM-Umsetzungsschaltung.
Das Merkmal der Schaltung ist, dass der Wellenlängendemultiplexer 15 in 1 durch einen Wellenlängendemultiplexer 17 ersetzt ist. Der Wellenlängendemultiplexer 15 demultiplexiert aus dem Steuerimpuls, der durch das optische Kerr-Medium 14 fortgepflanzt wird, optische Frequenzen in den Umgebungen von ν₁, ν₂, ν₃, ..., ν_N und gibt sie getrennt an jeden Ausgangsport aus. Im Gegensatz dazu multiplexiert der Wellenlängendemultiplexer 17 die demultiplexierten Steuerimpulse und gibt multiplexierte Steuerimpulse an einen Ausgangsport aus. Die von dem Wellenlängendemultiplexer 17 ausgegebenen Steuerimpulse sind wellenlängenmultiplexierte Signalimpulsströme, wobei jeder Signalkanal mit der optischen Frequenz us in den zeitmultiplexierten Signalimpulsströmen durch die optischen Frequenzen ν₁, ν₂, ν₃, ..., ν_N in den wellenlängenmultiplexierten Signalimpulsströmen ersetzt ist.
15A und 15B zeigen erste Beispiele der Konfiguration des Wellenlängenmultiplexers 17.
Der in 15A gezeigte Wellenlängendemultiplexer 17 besteht aus einem Optikteiler 21, der ein Eingangssignal in N Ausgangssignale teilt, aus einem optischen Bandpassfilter 22-1–22-N mit den Durchlassfrequenzen ν₁, ν₂, ..., ν_N und aus einen Optikkoppler 41 zum Multiplexieren des Ausgangslichts von den Bandpassfiltern.
Der in 15B gezeigte Wellenlängendemultiplexer besteht aus einer in 8C gezeigten Reihenschaltung zweier verbundener Array-Wellenleitergitter 24. Mit anderen Worten, der Steuerimpuls wird in dem Gitter 24-1 in die optischen Frequenzen ν1, ν2, ..., νN wellenlängendemultiplexiert, wobei sie in dem Gitter 24-2 multiplexiert und von einem Ausgangsport ausgegeben werden.
16 zeigt die Positionsbeziehung eines zeitmultiplexierten Impulsstroms und von Steuerimpulsen auf derselben Zeitbasis in der TDM-WDM-Umsetzungsschaltung. Der zeitmultiplexierte Impulsstrom (mit der optischen Frequenz us) ist hier als "011...1 ", "110...1 ", und "101...1" bezeichnet. Die einzelnen Signalkanäle des zeitmultiplexierten Signals werden in die optischen Frequenzen ν₁, ν₂, ..., ν_N umgesetzt und als ein Strom wellenlängenmultiplexierter Impulse ausgegeben.
Ausführungsform 2 der TDM-WDM-Umsetzungsschaltungen
29 zeigt eine zweite Schaltungskonfiguration. Das Merkmal der Schaltung ist, dass der Wellenlängendemultiplexer 15 in 27 (Ausführungsform 2 der zeitmultiplexierten Schaltung) durch einen Wellenlängendemultiplexer 17 ersetzt ist. Der Wellenlängendemultiplexer 15 demultiplexiert aus dem durch das optische Bi-Kerr-Medium 19 fortgepflanzten Steuerimpuls die optischen Frequenzen in den Umgebungen von ν₁, ν₂, ν₃, ..., ν_N und gibt sie getrennt an jeden Ausgangsport aus. Im Gegensatz dazu multiplexiert der Wellenlängendemultiplexer 17 die demultiplexierten Steuerimpulse und gibt die multiplexierten Steuerimpulse an einen Ausgangsport aus. Die Polarisationsmodusdispersion-Kompensationsvorrichtungen sind dieselben wie die in den 24-26 angegebenen. Anhand dieser Konfiguration ist es möglich, eine TDM-WDM-Umsetzungsschaltung zu realisieren, die durch die Polarisationszustände der Eingangssignale nicht beeinflusst ist.
Ausführungsform 3 der TDM-WDM-Umsetzungsschaltungen
Ausführungsform 3 bezieht sich auf eine weitere Schaltungskonfiguration der TDM-WDM-Umsetzung zur Schaffung eines verbesserten Ein/Aus-Extinktionsverhältnisses von Signalkanälen wellenlängenmultiplexierter Signalimpulse. Die Gesamtkonfiguration ist dieselbe wie die in 14 gezeigte Ausführungsform 1. Das Merkmal dieser Ausführungsform liegt in der Struktur des Wellenlängendemultiplexers 17.
17A zeigt eine zweite Konfiguration des Wellenlängendemultiplexers 17, der mit einem Extinktionsverhältnis-Verbesserungsabschnitt 16 versehen ist, der auf einer solchen Einrichtung wie einem sättigbaren Absorber (SA) für jeden der Ausgangsports der in 15A gezeigten Bandpassfilter 22-1–22-N beruht.
17B zeigt eine Konfiguration mit einem Extinktionsverhältnis-Verbesserungsabschnitt 16, der auf einer solchen Einrichtung wie einem sättigbaren Absorber (SA) in jedem der Ports zwischen einem Array-Wellenleitergitter 24-1 und einem Array-Wellenleitergitter 24-2 zur Verbesserung des Ein/Aus-Extinktionsverhältnisses beruht.

Claims

Vollständig optische Zeitdemultiplexierungsschaltung, um zeitmultiplexierte optische Impulse zu trennen, die umfasst: eine Einrichtung (11; 1, 13, 27) zum Einstellen der optischen Leistung, die einen optischen Impulsstrom aus zeitmultiplexierten Signalimpulsen mit einer Signalfrequenz us empfängt, die jeweils N Signalkanäle enthalten, wobei N eine ganze Zahl größer oder gleich 2 ist, und die Signalimpulse mit eingestellter Leistung ausgibt; eine Steuerlichtquelle (13) zum Erzeugen von Steuerimpulsen, die die gleiche Wiederholungsrate wie die N Signalkanäle haben, mit den N Signalkanälen der zeitmultiplexierten optischen Impulse synchronisiert sind und gechirpt sind, um eine optische Frequenz zu erhalten, die sich von einem vorderen Ende zu einem hinteren Ende monoton ändert und von der optischen Signalfrequenz us verschieden ist, wobei jeder der Steuerimpulse eine Impulsdauer hat, die wenigstens gleich der Gesamtzeit der N Signalkanäle ist, wobei jeder der Steuerimpulse eine optische Frequenz ν₁, ν₂, ..., ν_N hat, die jedem der Signalkanäle entsprechen; und gekennzeichnet durch eine optische Wellenlängenmultiplexierungseinrichtung (12) zum Multiplexieren der Signalimpulse mit eingestellter Leistung und aller Steuerimpulse; ein optisches Kerr-Medium (14, 19) zum Empfangen des von der optischen Wellenlängenmultiplexierungseinrichtung ausgegebenen Signals, zum Erzeugen einer Kreuzphasenmodulation an den Steuerimpulsen lokal auf der Zeitachse in Abhängigkeit vom Vorhandensein oder Fehlen von Signalimpulsen in jedem der Signalkanäle und zum Modulieren der Leistung der Steuerimpulse mit optischen Frequenzen ν1, ν2, ..., νN, die jedem der Signalkanäle entsprechen, durch Induzieren einer optischen Frequenzverschiebung, die das Chirpen der Steuerimpulse kompensiert, auf der Frequenzachse; und eine optische Wellenlängendemultiplexierungseinrichtung (15) zum Empfangen von von dem optischen Kerr-Medium ausgegebenem Licht, zum Trennen der Steuerimpulse mit den optischen Frequenzen ν1, ν2, ..., νN, die jedem der Signalkanäle entsprechen, in dem von dem optischen Kerr-Medium ausgegebenen Licht und zum Ausgeben der entsprechenden einzelnen optischen Frequenzen ν1, ν2, ..., νN an entsprechende Ports.
Vollständig optische Zeitdemultiplexierungsschaltung zum Trennen von zeitmultiplexierten optischen Impulsen nach Anspruch 1, bei der die Einrichtung zum Einstellen der optischen Leistung einen optischen Verstärker umfasst, um eine Signalleistungsverstärkung zu schaffen, die ausreicht, damit der Strom aus zeitmultiplexierten Signalimpulsen in dem optischen Kerr-Medium eine Kreuzphasenmodulation an den Steuerimpulsen induziert.
Vollständig optische Zeitdemultiplexierungsschaltung zum Trennen von zeitmultiplexierten optischen Impulsen nach Anspruch 1, bei der das optische Kerr-Medium einen Koeffizienten mit positivem nichtlinearen Index hat und die Steuerimpulse abwärts gechirpte Impulse sind, deren optische Frequenz von dem vorderen Ende zu dem hinteren Ende einer Steuerimpuls-Signalform monoton abnimmt.
Vollständig optische Zeitdemultiplexierungsschaltung zum Trennen von zeitmultiplexierten optischen Impulsen nach Anspruch 1, bei der das optische Kerr-Medium einen Koeffizienten mit negativem nichtlinearen Index besitzt und die Steuerimpulse aufwärts gechirpte Impulse sind, deren optische Frequenz von dem vorderen Ende zu dem hinteren Ende der Impuls-Signalform monoton zunimmt.
Vollständig optische Zeitdemultiplexierungsschaltung zum Trennen von zeitmultiplexierten optischen Impulsen nach Anspruch 1, bei der das optische Kerr-Medium ein doppelbrechendes optisches Medium ist und eine Polarisationsmodusdispersion-Kompensationsvorrichtung umfasst, die die Polarisationsmodusdispersion zwischen zwei orthogonalen Hauptachsen kompensiert, und die Steuerlichtquelle Steuerimpulse erzeugen kann, deren Polarisationskomponenten in den beiden orthogonalen Richtungen in dem optischen doppelbrechenden Kerr-Medium gleiche Leistungen haben.
Vollständig optische Umsetzungsschaltung zum Umsetzen von zeitmultiplexierten Signalen in wellenlängenmultiplexierte Signale, die umfasst: eine Einrichtung (11; 14, 29) zum Einstellen der optischen Leistung, die einen optischen Impulsstrom aus zeitmultiplexierten Signalimpulsen mit einer Signalfrequenz us empfängt, die jeweils N Signalkanäle enthalten, wobei N eine ganze Zahl größer oder gleich 2 ist, und die Signalimpulse mit eingestellter Leistung ausgibt; eine Steuerlichtquelle (13) zum Erzeugen von Steuerimpulsen, die die gleiche Wiederholungsrate wie die N Signalkanäle haben, mit den N Signalkanä len der zeitmultiplexierten optischen Impulse synchronisiert sind und gechirpt sind, um eine optische Frequenz zu erhalten, die sich von einem vorderen Ende zu einem hinteren Ende monoton ändert und von der optischen Signalfrequenz us verschieden ist, wobei jeder der Steuerimpulse eine Impulsdauer hat, die wenigstens gleich der Gesamtzeit der N Signalkanäle ist; wobei jeder der Steuerimpulse eine optische Frequenz ν1, ν2, ..., νN hat, die jedem der Signalkanäle entspricht; und gekennzeichnet durch eine optische Wellenlängenmultiplexierungseinrichtung (12) zum Multiplexieren der Signalimpulse mit eingestellter Leistung und aller Steuerimpulse; ein optisches Kerr-Medium (14, 19) zum Empfangen des von der optischen Wellenlängenmultiplexierungseinrichtung ausgegebenen Signals, zum Erzeugen einer Kreuzphasenmodulation an den Steuerimpulsen lokal auf der Zeitachse in Abhängigkeit vom Vorhandensein oder Fehlen von Signalimpulsen in jedem der Signalkanäle und zum Modulieren der Leistung der Steuerimpulse mit den optischen Frequenzen ν1, ν2, ..., νN, die jedem der Signalkanäle entsprechen, durch Induzieren einer optischen Frequenzverschiebung, die das Chirpen der Steuersignale kompensiert, auf der Frequenzachse; und eine optische Wellenlängendemultiplexierungseinrichtung (17) zum Empfangen von von dem optischen Kerr-Medium ausgegebenem Licht, zum Trennen von Signalimpulsen mit der Frequenz νs und der Steuerimpulse mit den Frequenzen ν1, ν2, ..., νN in dem von dem optischen Kerr-Medium ausgegebenen Licht und zum Ausgeben eines optischen Impulsstroms aus wellenlängenmultiplexierten Signalimpulsen, um den ersten Impulsstrom aus zeitmultiplexierten Signalimpulsen zu ersetzen.
Vollständig optische Umsetzungsschaltung zum Umsetzen von zeitmultiplexierten Signalen in wellenlängenmultiplexierte Signale nach Anspruch 6, bei der die Einrichtung zum Einstellen der optischen Leistung einen optischen Verstärker enthält, um eine Signalleistungsverstärkung zu schaffen, die ausreicht, damit der Strom aus zeitmultiplexierten Signalimpulsen eine Kreuzphasenmodulation an den Steuerimpulsen in dem optischen Kerr-Medium induziert.
Vollständig optische Umsetzungsschaltung zum Umsetzen von zeitmultiplexierten Signalen in wellenlängenmultiplexierte Signale nach Anspruch 6, bei der das optische Kerr-Medium einen Koeffizienten mit positivem nichtlinearen Index hat und die Steuerimpulse abwärts gechirpte Impulse sind, deren optische Frequenz von dem vorderen Ende zu dem hinteren Ende einer Steuerimpuls- Signalform monoton abnimmt.
Vollständig optische Umsetzungsschaltung zum Umsetzen einer Zeitmultiplexierung in eine Wellenlängenmultiplexierung nach Anspruch 6, bei der das optische Kerr-Medium einen Koeffizienten mit negativem nichtlinearen Index hat und die Steuerimpulse aufwärts gechirpte Impulse sind, deren optische Frequenz von dem vorderen Ende zu dem hinteren Ende einer Steuerimpuls-Signalform monoton zunimmt.
Vollständig optische Umsetzungsschaltung zum Umsetzen einer Zeitmultiplexierung in eine Wellenlängenmultiplexierung nach Anspruch 6, bei der das optische Kerr-Medium ein doppelbrechendes optisches Medium ist und eine Polarisationsmodusdispersion-Kompensationsvorrichtung, die eine Polarisationsmodusdispersion zwischen zwei orthogonalen Hauptachsen kompensiert, wobei die Steuerlichtquelle Steuerimpulse erzeugen kann, deren Polarisationskomponenten in den zwei orthogonalen Richtungen in dem optischen doppelbrechenden Kerr-Medium gleiche Leistungen haben.
Vollständig optische Demultiplexierungsschaltung zum Trennen von zeitmultiplexierten optischen Impulsen nach Anspruch 5, bei der die Polarisationsmodusdispersion-Kompensationsvorrichtung zwei doppelbrechende Kerr-Medien umfasst, die die gleiche Länge haben, wobei die doppelbrechenden Kerr-Medien in Kaskade angeordnet sind und die Hauptachsen der doppelbrechenden Kerr-Medien orthogonal sind.
Vollständig optische Umsetzungsschaltung zum Umsetzen von zeitmultiplexierten Signalen in wellenlängenmultiplexierte Signale nach Anspruch 10, bei der die Polarisationsmodusdispersion-Kompensationsvorrichtung zwei doppelbrechende Kerr-Medien umfasst, die die gleiche Länge besitzen, wobei die doppelbrechenden Kerr-Medien in Kaskade angeordnet sind und die Hauptachsen der doppelbrechenden Kerr-Medien orthogonal sind.
Vollständig optische Demultiplexierungsschaltung zum Trennen von zeitmultiplexierten optischen Impulsen nach Anspruch 5, bei der die Polarisationsmodusdispersion-Kompensationsvorrichtung zwei doppelbrechende Kerr-Medien mit der gleichen Wellenlänge und ein λ/2-Plättchen umfasst, wobei die doppelbrechenden Kerr-Medien in Kaskade angeordnet sind und das λ/2-Plättchen zwischen die doppelbrechenden Kerr-Medien eingefügt ist.
Vollständig optische Umsetzungsschaltung zum Umsetzen von zeitmultiplexierten Signalen in wellenlängenmultiplexierte Signale nach Anspruch 10, bei der die Polarisationsmodusdispersion-Kompensationsvorrichtung zwei doppelbrechende Kerr-Medien mit der gleichen Länge und einem λ/2-Plättchen umfasst, wobei die doppelbrechenden Kerr-Medien in Kaskade angeordnet sind und das λ/2-Plättchen zwischen die doppelbrechenden Kerr-Medien eingefügt sind.
Vollständig optische Demultiplexierungsschaltung zum Trennen von zeitmultiplexierten optischen Impulsen nach Anspruch 5, bei der die Polarisationsmodusdispersion-Kompensationsvorrichtung zwei doppelbrechende Kerr-Medien mit der gleichen Länge und einem 90-Grad-Faraday-Rotierer umfasst. wobei die doppelbrechenden Kerr-Medien in Kaskade angeordnet sind und der 90-Grad-Faraday-Rotierer zwischen die doppelbrechenden Kerr-Medien eingefügt ist.
Vollständig optische Umsetzungsschaltung zum Umsetzen einer Zeitmultiplexierung in eine Wellenlängenmultiplexierung nach Anspruch 10, bei der die Polarisationsmodusdispersion-Kompensationsvorrichtung zwei doppelbrechende Kerr-Medien mit der gleichen Länge und einen 90-Grad-Faraday-Rotierer umfasst, wobei die doppelbrechenden Kerr-Medien in Kaskade angeordnet sind und der 90-Grad-Faraday-Rotierer zwischen die doppelbrechenden Kerr-Medien eingefügt ist.