JP2003526259A - 光従属信号を偏光合波および偏光分波するための方法および装置 - Google Patents
光従属信号を偏光合波および偏光分波するための方法および装置Info
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Abstract
(57)【要約】
実施形態は、偏光ビーム・スプリッタおよび好ましくは自己相関器、処理ユニットおよび偏光コントローラを有する帰還ユニットを備えている。偏光スプリッタは、従属信号間の偏光関係（例えば直交関係）に基づいて、高速光信号から低速従属信号を分離している。典型的には自己相関器および偏光調整デバイスである帰還ユニットは、一方の低速従属信号の自己相関値に基づいて高速信号の偏光状態を調整している。一方の低速従属信号の自己相関値は偏光調整デバイスに提供される。偏光調整デバイスは、通常、処理ユニットおよび偏光コントローラを備えている。偏光調整デバイスは、自己相関消光比の値に基づいて高速信号の偏光状態を調整している。最適分波のためには、この種の調整帰還は、自己相関値が最大化されるまで実行されることが理想的である。この種の調整は、高速信号の偏光状態の変化を追跡するために、帰還ループの一部として正規に実行される。
Description
【０００１】
（発明の背景）
本発明は一般に光伝送システムにおける偏光分波のためのシステムに関し、詳
細には高速信号の光分波に使用する従属自己相関値を測定するための、低速電気
光学を使用して高速合波光信号を低速偏光従属信号に偏光分波するためのシステ
ムに関する。
細には高速信号の光分波に使用する従属自己相関値を測定するための、低速電気
光学を使用して高速合波光信号を低速偏光従属信号に偏光分波するためのシステ
ムに関する。
【０００２】
光学および光伝送システムの分野においては、システム内の伝送のために異な
るデータ・ストリームを合波することが当たり前になっている。通常、複数の低
速従属信号が時間スロット中で１つに結合すなわち合波され、高速合波信号が形
成されている。例えば２つの１０ギガビット／秒（低速）従属信号を交番時間ス
ロット中でビット交互配置すなわち合波し、２０ギガビット／秒（高速）合波信
号を形成することができる。この方法によれば、複数のソースから複数のレシー
バへのデータ伝送を、単一光路でサポートすることができる。
るデータ・ストリームを合波することが当たり前になっている。通常、複数の低
速従属信号が時間スロット中で１つに結合すなわち合波され、高速合波信号が形
成されている。例えば２つの１０ギガビット／秒（低速）従属信号を交番時間ス
ロット中でビット交互配置すなわち合波し、２０ギガビット／秒（高速）合波信
号を形成することができる。この方法によれば、複数のソースから複数のレシー
バへのデータ伝送を、単一光路でサポートすることができる。
【０００３】
このようなシステムの伝送容量を大きくするための方法の１つは、光時間領域
合波（ＯＴＤＭ）および光時間領域分波（ＯＴＤＤ）を使用することであるが、
通常、多くの光伝送システムの合波伝送容量は、利用可能な電気光学の速度によ
って制限されている。通常、低速従属信号を高速合波光信号に合波し、次に従属
信号を再び分波するためには、合波信号が有する速い速度で動作することができ
る広帯域電気光学が必要である。合波信号の速度が速くなると、残念なことには
その速度で動作する電気光学を利用することができる可能性が少なくなり、光伝
送システムの設計者にとって問題となる。
合波（ＯＴＤＭ）および光時間領域分波（ＯＴＤＤ）を使用することであるが、
通常、多くの光伝送システムの合波伝送容量は、利用可能な電気光学の速度によ
って制限されている。通常、低速従属信号を高速合波光信号に合波し、次に従属
信号を再び分波するためには、合波信号が有する速い速度で動作することができ
る広帯域電気光学が必要である。合波信号の速度が速くなると、残念なことには
その速度で動作する電気光学を利用することができる可能性が少なくなり、光伝
送システムの設計者にとって問題となる。
【０００４】
出願人は、ほとんどのＯＴＤＤ技法が抱えている問題が、それらの技法が、合
波信号の速度と同じか、あるいはそれ以上の速度で信号をゲートしなければなら
ないことにあることに注視した。上で言及した例の場合、２０ギガビット／秒の
合波信号からの２つの１０ギガビット／秒の光従属信号の分波を処理するために
は、通常、少なくとも２０ＧＨｚのゲート信号が必要である。合波信号の速度と
同じか、あるいはそれ以上の速度で信号をゲートしなければならないため、合波
信号の速度が速くなると、コスト的に手が出せなくなり、あるいは実現不可能に
なる。
波信号の速度と同じか、あるいはそれ以上の速度で信号をゲートしなければなら
ないことにあることに注視した。上で言及した例の場合、２０ギガビット／秒の
合波信号からの２つの１０ギガビット／秒の光従属信号の分波を処理するために
は、通常、少なくとも２０ＧＨｚのゲート信号が必要である。合波信号の速度と
同じか、あるいはそれ以上の速度で信号をゲートしなければならないため、合波
信号の速度が速くなると、コスト的に手が出せなくなり、あるいは実現不可能に
なる。
【０００５】
さらに、既存の多くの分波方式は、高速信号を分波するためのＬｉＮｂＯ3変
調器あるいは従来の４光波混合（ＦＷＭ）使用した技法のように、偏光に敏感で
ある。これらのシステムにおいては、合波信号から従属信号を有効に分波するた
めに、広帯域すなわち高速信号分割および高速電気光学をさらに必要とすること
がしばしばである。
調器あるいは従来の４光波混合（ＦＷＭ）使用した技法のように、偏光に敏感で
ある。これらのシステムにおいては、合波信号から従属信号を有効に分波するた
めに、広帯域すなわち高速信号分割および高速電気光学をさらに必要とすること
がしばしばである。
【０００６】
光伝送システムにおける従属信号の一般的な偏光合波および偏光分波について
は、特許および出版物に記述されている。例えば、１９９３年９月１２日発行の
第１９回光通信ヨーロッパ委員会Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ、Ｖｏｌ．２に掲載さ
れている、Ｆ．Ｈｅｉｓｍａｎｎ、Ｐ．Ｂ．Ｈａｎｓｅｎ、Ｓ．Ｋ．Ｋｏｒｏｔ
ｋｙ、Ｇ．Ｒａｙｂｏｎ、Ｊ．Ｊ．ＶｅｓｅｌｋａおよびＭ．Ｓ．Ｗｈａｌｅｎ
著による、「Ａｕｔｏｍａｔｉｃ Ｐｏｌａｒｉｚａｔｉｏｎ Ｄｅｍｕｌｔｉ
ｐｌｅｘｅｒ ｆｏｒ Ｐｏｌａｒｉｚａｔｉｏｎ−Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｅｄ
Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ Ｓｙｓｔｅｍｓ」という名称の論文（以下、「Ｈｅ
ｉｓｍａｎｎ論文」と呼ぶ）の中で著者らは、２つの直交偏光光信号を単一ファ
イバ中に合波し、次に自動偏光分波器を使用してそれらを分波する方法を説明し
ている。より詳細には、Ｈｅｉｓｍａｎｎ論文には、偏光トランスフォーマを分
波器内で簡易偏光スプリッタと組み合わせて使用する方法が説明されている。
は、特許および出版物に記述されている。例えば、１９９３年９月１２日発行の
第１９回光通信ヨーロッパ委員会Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ、Ｖｏｌ．２に掲載さ
れている、Ｆ．Ｈｅｉｓｍａｎｎ、Ｐ．Ｂ．Ｈａｎｓｅｎ、Ｓ．Ｋ．Ｋｏｒｏｔ
ｋｙ、Ｇ．Ｒａｙｂｏｎ、Ｊ．Ｊ．ＶｅｓｅｌｋａおよびＭ．Ｓ．Ｗｈａｌｅｎ
著による、「Ａｕｔｏｍａｔｉｃ Ｐｏｌａｒｉｚａｔｉｏｎ Ｄｅｍｕｌｔｉ
ｐｌｅｘｅｒ ｆｏｒ Ｐｏｌａｒｉｚａｔｉｏｎ−Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｅｄ
Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ Ｓｙｓｔｅｍｓ」という名称の論文（以下、「Ｈｅ
ｉｓｍａｎｎ論文」と呼ぶ）の中で著者らは、２つの直交偏光光信号を単一ファ
イバ中に合波し、次に自動偏光分波器を使用してそれらを分波する方法を説明し
ている。より詳細には、Ｈｅｉｓｍａｎｎ論文には、偏光トランスフォーマを分
波器内で簡易偏光スプリッタと組み合わせて使用する方法が説明されている。
【０００７】
また、１９９６年２月２５日発行のＯｐｔｉｃａｌ Ｆｉｂｅｒ Ｃｏｍｍｕ
ｎｉｃａｔｉｏｎ ’９６ Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ Ｄｉｇｅｓｔ Ｓｅｒｉｅｓ
Ｖｏｌ．２に掲載されている、Ｍ．Ｌ．Ｄｅｎｎｉｓ、Ｉ．Ｎ．Ｄｕｌｉｎｇ
ＩＩＩおよびＭ．Ｆ．Ａｒｅｎｄ著による、「Ｓｏｌｉｔｏｎ Ｌｏｏｐ Ｍ
ｉｒｒｏｒ Ｄｅｍｕｌｔｉｐｌｅｘｅｒ ｗｉｔｈ Ｐｏｌａｒｉｚａｔｉｏ
ｎ−Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｅｄ Ｓｉｇｎａｌ ａｎｄ Ｃｏｎｔｒｏｌ」という
名称の論文（以下、「Ｄｅｎｎｉｓ論文」と呼ぶ）の中で著者らは、一般的に、
ソリトン・レジーム中で動作する、直交偏光信号および制御ストリームを使用し
た非線形光ループ・ミラーに基づく分波器について説明している。Ｄｅｎｎｉｓ
論文には、さらに、制御および信号を偏光合波することによって高オン／オフ消
光比が保証され、かつ、単一波長動作が可能になることが言及されている。
ｎｉｃａｔｉｏｎ ’９６ Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ Ｄｉｇｅｓｔ Ｓｅｒｉｅｓ
Ｖｏｌ．２に掲載されている、Ｍ．Ｌ．Ｄｅｎｎｉｓ、Ｉ．Ｎ．Ｄｕｌｉｎｇ
ＩＩＩおよびＭ．Ｆ．Ａｒｅｎｄ著による、「Ｓｏｌｉｔｏｎ Ｌｏｏｐ Ｍ
ｉｒｒｏｒ Ｄｅｍｕｌｔｉｐｌｅｘｅｒ ｗｉｔｈ Ｐｏｌａｒｉｚａｔｉｏ
ｎ−Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｅｄ Ｓｉｇｎａｌ ａｎｄ Ｃｏｎｔｒｏｌ」という
名称の論文（以下、「Ｄｅｎｎｉｓ論文」と呼ぶ）の中で著者らは、一般的に、
ソリトン・レジーム中で動作する、直交偏光信号および制御ストリームを使用し
た非線形光ループ・ミラーに基づく分波器について説明している。Ｄｅｎｎｉｓ
論文には、さらに、制御および信号を偏光合波することによって高オン／オフ消
光比が保証され、かつ、単一波長動作が可能になることが言及されている。
【０００８】
（発明の概要）
本発明によれば、本明細書において具体化され、かつ、広範囲に説明されるよ
うに、一態様では、合波光信号を光伝送システムのコンテキストにおける光従属
信号に偏光分波するための装置が説明される。一般的に装置は、他の光従属信号
から光従属信号の１つを分離するための偏光ビーム・スプリッタを備えている。
合波光信号を受信すると、偏光関係に基づいて従属信号に分離される。この偏光
関係は、受信端に低クロストークを提供するために、従属信号間の直交関係であ
ることが好ましい。通常、偏光ビーム・スプリッタは、一方の光従属信号を提供
する第１の出力部、およびもう一方の光従属信号を提供する第２の出力部を有し
ている。
うに、一態様では、合波光信号を光伝送システムのコンテキストにおける光従属
信号に偏光分波するための装置が説明される。一般的に装置は、他の光従属信号
から光従属信号の１つを分離するための偏光ビーム・スプリッタを備えている。
合波光信号を受信すると、偏光関係に基づいて従属信号に分離される。この偏光
関係は、受信端に低クロストークを提供するために、従属信号間の直交関係であ
ることが好ましい。通常、偏光ビーム・スプリッタは、一方の光従属信号を提供
する第１の出力部、およびもう一方の光従属信号を提供する第２の出力部を有し
ている。
【０００９】
また、装置は、光従属信号の１つを受信する帰還ユニットを備えている。帰還
ユニットは、偏光ビーム・スプリッタの入力部に光結合されている。帰還ユニッ
トは、一方の光従属信号の自己相関値に基づいて合波光信号の偏光状態を調整し
ている。自己相関値は、帰還ユニットによって測定される。通常、偏光状態の調
整は、信号に対する自己相関値を使用して計算された消光比に基づいて行われる
。
ユニットは、偏光ビーム・スプリッタの入力部に光結合されている。帰還ユニッ
トは、一方の光従属信号の自己相関値に基づいて合波光信号の偏光状態を調整し
ている。自己相関値は、帰還ユニットによって測定される。通常、偏光状態の調
整は、信号に対する自己相関値を使用して計算された消光比に基づいて行われる
。
【００１０】
また、帰還ユニットは、通常、自己相関器および偏光調整デバイスを備えてい
る。自己相関器は、光従属信号の１つに光結合された入力部を有しており、その
光従属信号の自己相関値を低速出力部に提供している。偏光調整デバイスは、合
波光信号を受信するための光入力部、偏光スプリッタの入力部に結合された光出
力部、および自己相関器の低速出力部に結合された制御入力部を有している。こ
の構成により、偏光調整デバイスは、合波光信号の偏光状態を調整することがで
きる。
る。自己相関器は、光従属信号の１つに光結合された入力部を有しており、その
光従属信号の自己相関値を低速出力部に提供している。偏光調整デバイスは、合
波光信号を受信するための光入力部、偏光スプリッタの入力部に結合された光出
力部、および自己相関器の低速出力部に結合された制御入力部を有している。こ
の構成により、偏光調整デバイスは、合波光信号の偏光状態を調整することがで
きる。
【００１１】
偏光調整デバイスは、合波光信号の偏光状態を調整することによって、自己相
関値を最大化するように動作することができる。また、偏光調整デバイスは、自
己相関値に基づいて一方の光従属信号の消光比を決定し、かつ、合波光信号の偏
光状態を調整することによって、その消光比を最大化することができる。
関値を最大化するように動作することができる。また、偏光調整デバイスは、自
己相関値に基づいて一方の光従属信号の消光比を決定し、かつ、合波光信号の偏
光状態を調整することによって、その消光比を最大化することができる。
【００１２】
通常、偏光調整デバイスは、処理ユニットおよび偏光コントローラを備えてい
る。処理ユニットは、自己相関器の低速出力部に結合され、自己相関値に基づい
て帰還信号をその帰還出力部に提供している。偏光コントローラは、合波光信号
を受信するための光入力部、偏光スプリッタの入力部に結合された光出力部、お
よび処理ユニットの帰還出力部に結合された帰還入力部を有している。この構成
により、偏光コントローラは、帰還信号の値に基づいて合波光信号の偏光状態を
調整することができる。
る。処理ユニットは、自己相関器の低速出力部に結合され、自己相関値に基づい
て帰還信号をその帰還出力部に提供している。偏光コントローラは、合波光信号
を受信するための光入力部、偏光スプリッタの入力部に結合された光出力部、お
よび処理ユニットの帰還出力部に結合された帰還入力部を有している。この構成
により、偏光コントローラは、帰還信号の値に基づいて合波光信号の偏光状態を
調整することができる。
【００１３】
処理ユニットは、偏光コントローラが応答して合波光信号の偏光状態をポアン
カレ球（Ｐｏｉｎｃａｒｅ ｓｐｈｅｒｅ）の一部に対してスイープ（ｓｗｅｅ
ｐ）することができるように、偏光コントローラに提供する帰還信号を変化させ
ることにより、自己相関値を最大化するように動作することができる。さらに、
処理ユニットは、自己相関値に基づいて一方の光従属信号の消光比を決定し、か
つ、帰還信号を変化させ、ポアンカレ球の上記部分に対して合波光信号の偏光状
態をスイープすることによって、その消光比を最大化するように動作することが
できる。
カレ球（Ｐｏｉｎｃａｒｅ ｓｐｈｅｒｅ）の一部に対してスイープ（ｓｗｅｅ
ｐ）することができるように、偏光コントローラに提供する帰還信号を変化させ
ることにより、自己相関値を最大化するように動作することができる。さらに、
処理ユニットは、自己相関値に基づいて一方の光従属信号の消光比を決定し、か
つ、帰還信号を変化させ、ポアンカレ球の上記部分に対して合波光信号の偏光状
態をスイープすることによって、その消光比を最大化するように動作することが
できる。
【００１４】
他の態様では、偏光合波光伝送システムが説明される。一般的にシステムは、
偏光合波器、偏光合波器の出力部に結合された高速光路、および高速光路に結合
された偏光分波器を備えている。偏光合波器は、第１の低速従属信号を受信する
ための第１の入力部、および第２の低速従属信号を受信するための第２の入力部
を有している。偏光合波器は、第１の低速従属信号と第２の低速従属信号を、第
１の低速従属信号が第２の低速従属信号に対して定義済み時間周期、例えば１ビ
ット周期だけオフセットした、直交関係などの所定の偏光関係を有する高速光信
号に時分割合波することができる。つまり、第１の低速従属信号中の第１のパル
スと第２の低速従属信号中の隣接するパルスが時間オフセット（ｏｆｆｓｅｔ
ｉｎ ｔｉｍｅ）し、かつ、偏光オフセット（ｏｆｆｓｅｔ ｉｎ ｐｏｌａｒ
ｉｚａｔｉｏｎ）している。偏光合波器は、従属信号を合波する際に、所定の偏
光関係を維持することによって、第１の低速従属信号と第２の低速従属信号のコ
ヒーレント混合を回避している。この所定の偏光関係は、通常、直交関係である
。高速光路は、高速光信号を受信し、受信した高速光信号を偏光分波器に提供し
ている。
偏光合波器、偏光合波器の出力部に結合された高速光路、および高速光路に結合
された偏光分波器を備えている。偏光合波器は、第１の低速従属信号を受信する
ための第１の入力部、および第２の低速従属信号を受信するための第２の入力部
を有している。偏光合波器は、第１の低速従属信号と第２の低速従属信号を、第
１の低速従属信号が第２の低速従属信号に対して定義済み時間周期、例えば１ビ
ット周期だけオフセットした、直交関係などの所定の偏光関係を有する高速光信
号に時分割合波することができる。つまり、第１の低速従属信号中の第１のパル
スと第２の低速従属信号中の隣接するパルスが時間オフセット（ｏｆｆｓｅｔ
ｉｎ ｔｉｍｅ）し、かつ、偏光オフセット（ｏｆｆｓｅｔ ｉｎ ｐｏｌａｒ
ｉｚａｔｉｏｎ）している。偏光合波器は、従属信号を合波する際に、所定の偏
光関係を維持することによって、第１の低速従属信号と第２の低速従属信号のコ
ヒーレント混合を回避している。この所定の偏光関係は、通常、直交関係である
。高速光路は、高速光信号を受信し、受信した高速光信号を偏光分波器に提供し
ている。
【００１５】
偏光分波器は、偏光スプリッタおよび帰還ユニットを備え、高速光信号を受信
し、かつ、分波している。偏光ビーム・スプリッタ（偏光スプリッタとしてより
一般的に知られている）は高速光信号を受信し、高速光信号中の第１の低速従属
信号と第２の低速従属信号を分離している。帰還ユニットは、偏光スプリッタの
入力部に光結合され、帰還ユニットによって測定された第１の低速従属信号の振
幅特性（例えば自己相関値）に基づいて、高速光信号の偏光状態を調整すること
ができる。
し、かつ、分波している。偏光ビーム・スプリッタ（偏光スプリッタとしてより
一般的に知られている）は高速光信号を受信し、高速光信号中の第１の低速従属
信号と第２の低速従属信号を分離している。帰還ユニットは、偏光スプリッタの
入力部に光結合され、帰還ユニットによって測定された第１の低速従属信号の振
幅特性（例えば自己相関値）に基づいて、高速光信号の偏光状態を調整すること
ができる。
【００１６】
また、帰還ユニットは、自己相関器および偏光調整デバイスを備えている。自
己相関器は、偏光スプリッタからの第１の低速従属信号に光結合された入力部を
有している。一般的には自己相関器は振幅特性を測定し、第１の低速従属信号の
自己相関値に基づいて、測定した振幅特性を低速出力部に提供している。自己相
関トレースの消光比は、入力偏光状態（ＳＯＰ）によって決まる。消光比が大き
い程、従属偏光分波の効率が良くなる。偏光調整デバイスは、高速光信号を受信
するための光入力部、偏光スプリッタの入力部に結合された光出力部、および自
己相関器の低速出力部に結合された制御入力部を有している。偏光調整デバイス
は、自己相関値に基づいて高速光信号の偏光状態を調整することができる。
己相関器は、偏光スプリッタからの第１の低速従属信号に光結合された入力部を
有している。一般的には自己相関器は振幅特性を測定し、第１の低速従属信号の
自己相関値に基づいて、測定した振幅特性を低速出力部に提供している。自己相
関トレースの消光比は、入力偏光状態（ＳＯＰ）によって決まる。消光比が大き
い程、従属偏光分波の効率が良くなる。偏光調整デバイスは、高速光信号を受信
するための光入力部、偏光スプリッタの入力部に結合された光出力部、および自
己相関器の低速出力部に結合された制御入力部を有している。偏光調整デバイス
は、自己相関値に基づいて高速光信号の偏光状態を調整することができる。
【００１７】
また、偏光調整デバイスは、高速光信号の偏光状態を調整することによって、
自己相関値あるいは消光比（ＥＲ）を最大化することができる。この方法により
、システムは、高速電気光学に頼ることなく、高速光信号の分波方法を有利に最
適化する。さらに、偏光調整デバイスは、通常、自己相関値に基づいて第１の低
速従属信号の消光比を決定し、かつ、高速光信号の偏光状態を調整することによ
って、決定した消光比を最大化することができる。
自己相関値あるいは消光比（ＥＲ）を最大化することができる。この方法により
、システムは、高速電気光学に頼ることなく、高速光信号の分波方法を有利に最
適化する。さらに、偏光調整デバイスは、通常、自己相関値に基づいて第１の低
速従属信号の消光比を決定し、かつ、高速光信号の偏光状態を調整することによ
って、決定した消光比を最大化することができる。
【００１８】
さらに他の態様では、少なくとも２つの光従属信号を高速光信号に偏光分波す
るための方法が説明される。偏光分波する方法は、高速光信号を受信し、従属信
号間の所定の偏光関係に基づいて、第１の光従属信号と第２の光従属信号を分離
するステップから開始される。通常、所定の偏光関係は直交関係である。第１の
光従属信号の自己相関値が決定される。決定された自己相関ＥＲ値に基づいて高
速光信号の偏光状態が調整される。通常、制御ループ内における自己相関値を最
大化するために高速光信号の偏光状態が調整され、次に、他の自己相関値が反復
して決定される。より詳細に記述すると、自己相関ＥＲ値を最大化するために、
ポアンカレ球の一部に対して高速光信号の偏光状態をスイープし、かつ、決定ス
テップを繰り返すことによって高速光信号の偏光状態が調整される。
るための方法が説明される。偏光分波する方法は、高速光信号を受信し、従属信
号間の所定の偏光関係に基づいて、第１の光従属信号と第２の光従属信号を分離
するステップから開始される。通常、所定の偏光関係は直交関係である。第１の
光従属信号の自己相関値が決定される。決定された自己相関ＥＲ値に基づいて高
速光信号の偏光状態が調整される。通常、制御ループ内における自己相関値を最
大化するために高速光信号の偏光状態が調整され、次に、他の自己相関値が反復
して決定される。より詳細に記述すると、自己相関ＥＲ値を最大化するために、
ポアンカレ球の一部に対して高速光信号の偏光状態をスイープし、かつ、決定ス
テップを繰り返すことによって高速光信号の偏光状態が調整される。
【００１９】
また、第１の光従属信号の消光比が、定義済みの時間期間にわたって決定され
る。通常、従属信号の消光比の決定を補助するために自己相関値が使用されるた
め、消光比に基づいて高速光信号の偏光状態を調整することができる。さらに、
消光比を最大化するために、ポアンカレ球の一部に対して高速光信号の偏光状態
をスイープし、かつ、決定ステップを繰り返すことによって高速光信号の偏光状
態を調整することができる。
る。通常、従属信号の消光比の決定を補助するために自己相関値が使用されるた
め、消光比に基づいて高速光信号の偏光状態を調整することができる。さらに、
消光比を最大化するために、ポアンカレ球の一部に対して高速光信号の偏光状態
をスイープし、かつ、決定ステップを繰り返すことによって高速光信号の偏光状
態を調整することができる。
【００２０】
偏光合波従属信号の直交性のため、一方の偏光分波従属信号の自己相関消光比
を最大化することにより、もう一方の偏光ビーム・スプリッタ・ポートの消光比
が最大化されることになる。このことは、制御電子工学および変調調整が、一方
の従属信号に対してしか必要でないことを意味している。
を最大化することにより、もう一方の偏光ビーム・スプリッタ・ポートの消光比
が最大化されることになる。このことは、制御電子工学および変調調整が、一方
の従属信号に対してしか必要でないことを意味している。
【００２１】
本明細書に組み込まれ、かつ、本明細書の一部を構成する添付の図面は、本発
明の実施形態を示したものであり、説明と共に本発明の利点および原理が示され
ている。
明の実施形態を示したものであり、説明と共に本発明の利点および原理が示され
ている。
【００２２】
以上の概略説明および以下の詳細説明が、いずれも例示的かつ説明目的のもの
に過ぎず、特許請求する本発明を制限するものではないことを理解すべきである
。本発明のその他の利点および目的は、以下の説明および本発明の実践によって
説明され、かつ示唆されるものとする。
に過ぎず、特許請求する本発明を制限するものではないことを理解すべきである
。本発明のその他の利点および目的は、以下の説明および本発明の実践によって
説明され、かつ示唆されるものとする。
【００２３】
（好ましい実施形態の詳細な説明）
次に本発明による様々な実施形態を参照するが、添付の図面に本発明の実施例
が示されており、また、本発明の説明から明らかになるであろう。図面において
、同一参照番号は、異なる図面において可能な場合は必ず同一あるいは類似要素
を表している。
が示されており、また、本発明の説明から明らかになるであろう。図面において
、同一参照番号は、異なる図面において可能な場合は必ず同一あるいは類似要素
を表している。
【００２４】
光伝送システムにおける偏光合波および偏光分波によって光伝送システムの効
率が向上し、また、単一光路を通して複数のデータ・ストリームを送信すること
ができることは知られている。多くのシステムでは、この種の合波および分波に
は高速あるいは広帯域電気光学が必要である。例えばシステムの中には、合波信
号を分波するための高速クロック信号を発生することができる高速電気光学を必
要とするシステムもある。
率が向上し、また、単一光路を通して複数のデータ・ストリームを送信すること
ができることは知られている。多くのシステムでは、この種の合波および分波に
は高速あるいは広帯域電気光学が必要である。例えばシステムの中には、合波信
号を分波するための高速クロック信号を発生することができる高速電気光学を必
要とするシステムもある。
【００２５】
しかしながら、出願人は、高速あるいは広帯域電気光学を使用することなく、
偏光合波光信号を分波することができることを発見した。本発明の実施形態によ
る分波システムは、高速合波光信号を従属信号に分離するための偏光スプリッタ
、および一方の従属信号の自己相関値を測定し、かつ、高速光信号の偏光状態を
調整するための低速帰還ユニットを有している。帰還ユニット内の自己相関器は
、測定した従属消光比の大きさを表す制御信号を発生することができる。制御信
号に応じて、制御信号を処理し、かつ、制御信号の処理に基づいて合波信号の偏
光状態を調整することによって自己相関消光比を最大化することが望ましい。こ
の方法により、高速電気光学を使用することなく、合波光信号を有利に分波する
ことができる。
偏光合波光信号を分波することができることを発見した。本発明の実施形態によ
る分波システムは、高速合波光信号を従属信号に分離するための偏光スプリッタ
、および一方の従属信号の自己相関値を測定し、かつ、高速光信号の偏光状態を
調整するための低速帰還ユニットを有している。帰還ユニット内の自己相関器は
、測定した従属消光比の大きさを表す制御信号を発生することができる。制御信
号に応じて、制御信号を処理し、かつ、制御信号の処理に基づいて合波信号の偏
光状態を調整することによって自己相関消光比を最大化することが望ましい。こ
の方法により、高速電気光学を使用することなく、合波光信号を有利に分波する
ことができる。
【００２６】
要約すると、図１は、本発明の実施形態による、光信号を合波し、かつ、分波
する例示的光伝送システムを示すブロック図である。図２は、時間シフトし、か
つ、直交偏光関係で合波された従属信号を含む例示的偏光合波信号をグラフで示
したものである。図３は、例示的偏光分波器をより詳細に示したものである。図
４は、本発明の実施形態による、異なる偏光状態をグラフで示した例示的ポアン
カレ球を示したものである。図５は、本発明の実施形態による、高速光信号から
２つの光従属信号を偏光分波するためのステップを示す流れ図である。
する例示的光伝送システムを示すブロック図である。図２は、時間シフトし、か
つ、直交偏光関係で合波された従属信号を含む例示的偏光合波信号をグラフで示
したものである。図３は、例示的偏光分波器をより詳細に示したものである。図
４は、本発明の実施形態による、異なる偏光状態をグラフで示した例示的ポアン
カレ球を示したものである。図５は、本発明の実施形態による、高速光信号から
２つの光従属信号を偏光分波するためのステップを示す流れ図である。
【００２７】
図１に示すように、本発明の実施形態によれば、異なるデータ・ストリームを
高速光信号に合波し、かつ、高速電気光学を使用することなく高速光信号を分波
する光伝送システム１００が示されている。一般的には、光伝送システム１００
は、１つまたは複数の従属源１１５ａおよび１１５ｂ（通常、伝送路速度１０Ｇ
ｂ／秒）を備えている。これらの従属源は、信号を総合高速レート（通常、２０
Ｇｂ／秒）に合波するために、偏光合波器１０５を介して信号を送信している。
偏光合波された信号は、次に高速光路（光ファイバ１２５など）を介して偏光分
波器１１０に送信される。信号は偏光分波器１１０で分波され、１つまたは複数
の対応するレシーバ１２０ａおよび１２０ｂ（典型的には従来の１０Ｇｂ／秒レ
シーバ）によって受信される。
高速光信号に合波し、かつ、高速電気光学を使用することなく高速光信号を分波
する光伝送システム１００が示されている。一般的には、光伝送システム１００
は、１つまたは複数の従属源１１５ａおよび１１５ｂ（通常、伝送路速度１０Ｇ
ｂ／秒）を備えている。これらの従属源は、信号を総合高速レート（通常、２０
Ｇｂ／秒）に合波するために、偏光合波器１０５を介して信号を送信している。
偏光合波された信号は、次に高速光路（光ファイバ１２５など）を介して偏光分
波器１１０に送信される。信号は偏光分波器１１０で分波され、１つまたは複数
の対応するレシーバ１２０ａおよび１２０ｂ（典型的には従来の１０Ｇｂ／秒レ
シーバ）によって受信される。
【００２８】
より詳細には、従属源１１５ａおよび１１５ｂは、本質的には低データ転送速
度のデータ源である。例示的実施形態では、従属源１１５ａおよび１１５ｂは、
データ転送速度約１０ギガビット／秒のデータ源である。これらのデータ源は、
次に偏光合波器１０５によって１つに合波される、全く異なるデータ・ストリー
ムを提供している。
度のデータ源である。例示的実施形態では、従属源１１５ａおよび１１５ｂは、
データ転送速度約１０ギガビット／秒のデータ源である。これらのデータ源は、
次に偏光合波器１０５によって１つに合波される、全く異なるデータ・ストリー
ムを提供している。
【００２９】
従属源１１５ａおよび１１５ｂによって提供されるデータ・ストリームは、偏
光合波器１０５内で１つの高速光信号に合波される。例示的実施形態では、この
高速光信号への合波は、結果として得られる光従属信号を１つに偏光合波して高
速光信号を形成する前に、２つのソリトン・トランスミッタ１３０ａおよび１３
０ｂ（図１のソリトンｔｘ１ １３０ａおよびソリトンｔｘ２ １３０ｂで示す
）をデータ・ストリームで変調することによって実現される。ソリトン・トラン
スミッタは、そのパルス形状を長距離にわたって維持することができるため、ソ
リトン・トランスミッタ１３０ａおよび１３０ｂなどのソリトン・トランスミッ
タが、光通信システムで広く使用されているタイプの光パルスであるソリトン・
パルスを生成していることについては、当分野の技術者には認識されよう。偏光
合波／分波を包含する本発明の場合、従属源がソリトン・トランスミッタである
必要はないが、出願人は、ソリトンを隣接する時間スロット中に偏光合波するこ
とにより、可能伝送距離を長くすることができることに注目した。
光合波器１０５内で１つの高速光信号に合波される。例示的実施形態では、この
高速光信号への合波は、結果として得られる光従属信号を１つに偏光合波して高
速光信号を形成する前に、２つのソリトン・トランスミッタ１３０ａおよび１３
０ｂ（図１のソリトンｔｘ１ １３０ａおよびソリトンｔｘ２ １３０ｂで示す
）をデータ・ストリームで変調することによって実現される。ソリトン・トラン
スミッタは、そのパルス形状を長距離にわたって維持することができるため、ソ
リトン・トランスミッタ１３０ａおよび１３０ｂなどのソリトン・トランスミッ
タが、光通信システムで広く使用されているタイプの光パルスであるソリトン・
パルスを生成していることについては、当分野の技術者には認識されよう。偏光
合波／分波を包含する本発明の場合、従属源がソリトン・トランスミッタである
必要はないが、出願人は、ソリトンを隣接する時間スロット中に偏光合波するこ
とにより、可能伝送距離を長くすることができることに注目した。
【００３０】
より詳細には、偏光分波器１０５は、従属データ転送速度（例えば１０ギガビ
ット／秒）に等しい反復率を有するパルス信号を生成するパルス源１２５を備え
ていることが好ましい。パルス信号は、３ｄＢスプリッタあるいは結合器を使用
して、２方向に分割されることが好ましい。分割された分岐は、それぞれパルス
源１２５からソリトン・トランスミッタ１３０ａおよび１３０ｂの１つに供給さ
れる。このように、従属源１１５ａおよび１１５ｂによって提供されるデータ・
ストリームを使用して、ソリトン・トランスミッタによって１３０ａおよび１３
０ｂによって生成されるソリトン・パルスがゲートされる。例えば一連の論理１
により、一連の逐次ソリトン・パルスを有する光従属信号が生成される。
ット／秒）に等しい反復率を有するパルス信号を生成するパルス源１２５を備え
ていることが好ましい。パルス信号は、３ｄＢスプリッタあるいは結合器を使用
して、２方向に分割されることが好ましい。分割された分岐は、それぞれパルス
源１２５からソリトン・トランスミッタ１３０ａおよび１３０ｂの１つに供給さ
れる。このように、従属源１１５ａおよび１１５ｂによって提供されるデータ・
ストリームを使用して、ソリトン・トランスミッタによって１３０ａおよび１３
０ｂによって生成されるソリトン・パルスがゲートされる。例えば一連の論理１
により、一連の逐次ソリトン・パルスを有する光従属信号が生成される。
【００３１】
生成された各光従属信号は、典型的には偏光維持ファイバを使用して偏光ビー
ム・コンバイナ（ＰＢＣ）１４０に結合される。各光従属信号の偏光の状態が直
線偏光され、接続偏光維持ファイバの高速軸または低速軸中に出力されることが
好ましい。ＰＢＣ１４０におけるアラインメントは、光従属信号の両方がＰＢＣ
１４０の出力ポートに最適結合されるようにアラインメントされることが好まし
い。一方の従属信号が横電界（ＴＥ）モードの１００％または１００％近辺の伝
送に整列され、もう一方の従属信号が横磁界（ＴＭ）モードの１００％または１
００％近辺の伝送に整列される。
ム・コンバイナ（ＰＢＣ）１４０に結合される。各光従属信号の偏光の状態が直
線偏光され、接続偏光維持ファイバの高速軸または低速軸中に出力されることが
好ましい。ＰＢＣ１４０におけるアラインメントは、光従属信号の両方がＰＢＣ
１４０の出力ポートに最適結合されるようにアラインメントされることが好まし
い。一方の従属信号が横電界（ＴＥ）モードの１００％または１００％近辺の伝
送に整列され、もう一方の従属信号が横磁界（ＴＭ）モードの１００％または１
００％近辺の伝送に整列される。
【００３２】
また、後に合波される際における光従属信号のコヒーレント混合の回避が促進
されるため、ＰＢＣ１４０に結合する前に、一方の光従属信号を遅延デバイス１
３５によって定義済み時間量だけシフトさせることが望ましい。光従属信号の各
々の論理１は、同時に２つの異なる偏光状態にあるパルスではなく、隣り合って
合波されたパルスになる。例示的実施形態では、遅延デバイス１３５は、ソリト
ンｔｘ１ １３０ａからの光従属信号を、もう一方の従属信号に対して１ビット
周期だけ遅延すなわちシフトさせるように動作する従来の遅延伝送路である。特
定のデータ転送速度および特定の波長で使用するためのＰＢＣおよび遅延伝送路
デバイスについては、当分野の技術者には周知のことと思われる。
されるため、ＰＢＣ１４０に結合する前に、一方の光従属信号を遅延デバイス１
３５によって定義済み時間量だけシフトさせることが望ましい。光従属信号の各
々の論理１は、同時に２つの異なる偏光状態にあるパルスではなく、隣り合って
合波されたパルスになる。例示的実施形態では、遅延デバイス１３５は、ソリト
ンｔｘ１ １３０ａからの光従属信号を、もう一方の従属信号に対して１ビット
周期だけ遅延すなわちシフトさせるように動作する従来の遅延伝送路である。特
定のデータ転送速度および特定の波長で使用するためのＰＢＣおよび遅延伝送路
デバイスについては、当分野の技術者には周知のことと思われる。
【００３３】
ＰＢＣ１４０では、光従属信号は２つの偏光入力部に供給される。２つの偏光
入力部の間には、特性偏光関係がある。例示的実施形態では、一方の光従属信号
がＴＥ入力部１４１に供給され、もう一方の光従属信号はＴＭ入力部１４２に供
給されている。ＰＢＣ１４０はこのような偏光入力部を使用して、光従属信号間
の偏光関係を調整している。つまり、時間シフトされた光従属信号ともう一方の
光従属信号が１つに偏光合波され、ＰＢＣの出力部１４３に高速合波光信号がも
たらされる。２つの従属信号は、直交関係であることが好ましい所定の偏光関係
にある。このようにＰＢＣ１４０によって光ファイバ１２５に高速合波光信号が
提供される。
入力部の間には、特性偏光関係がある。例示的実施形態では、一方の光従属信号
がＴＥ入力部１４１に供給され、もう一方の光従属信号はＴＭ入力部１４２に供
給されている。ＰＢＣ１４０はこのような偏光入力部を使用して、光従属信号間
の偏光関係を調整している。つまり、時間シフトされた光従属信号ともう一方の
光従属信号が１つに偏光合波され、ＰＢＣの出力部１４３に高速合波光信号がも
たらされる。２つの従属信号は、直交関係であることが好ましい所定の偏光関係
にある。このようにＰＢＣ１４０によって光ファイバ１２５に高速合波光信号が
提供される。
【００３４】
２つの光従属信号を時間シフトおよび直交偏光関係で合波することにより、２
つの信号のコヒーレント混合が有利に回避され、ソース消光比および隣接するパ
ルスのシンボル間干渉（ＩＳＩ）に対する厳しい要求が緩和される。図３は、上
述の関係および各従属信号に対するオフセットすなわち時間シフトを示したもの
である。
つの信号のコヒーレント混合が有利に回避され、ソース消光比および隣接するパ
ルスのシンボル間干渉（ＩＳＩ）に対する厳しい要求が緩和される。図３は、上
述の関係および各従属信号に対するオフセットすなわち時間シフトを示したもの
である。
【００３５】
また、この種の合波により、直交偏光された隣接パルスに対するソリトン間相
互作用が緩和される。偏光合波器１０５と偏光分波器１１０の間の光ファイバ１
２５あるいはあらゆる光増幅器（図示せず）には、このような偏光合波ソリトン
に適応するための改変は不要である。
互作用が緩和される。偏光合波器１０５と偏光分波器１１０の間の光ファイバ１
２５あるいはあらゆる光増幅器（図示せず）には、このような偏光合波ソリトン
に適応するための改変は不要である。
【００３６】
高速合波光信号は、高速合波光信号が光ファイバ１２５中を伝搬する際に、信
号の強度を大きくし、かつ、信号形状の維持を補助する１つまたは複数の再生デ
バイス（図示せず）に遭遇するようになっている。合波信号は最終的に偏光分波
器１１０に遭遇し、高速合波光信号が分波される。
号の強度を大きくし、かつ、信号形状の維持を補助する１つまたは複数の再生デ
バイス（図示せず）に遭遇するようになっている。合波信号は最終的に偏光分波
器１１０に遭遇し、高速合波光信号が分波される。
【００３７】
一般的には、偏光分波器１１０は低速光従属信号を分離し、分離した低速光従
属信号を、従属データ・ストリームを復調し、使用することができる該当するレ
シーバ（例えば、レシーバ１ １２０ａおよびレシーバ２ １２０ｂ）に提供し
ている。より詳細には、偏光分波器１１０は、従属信号間の、例えば直交関係な
どの所定の偏光関係に基づいて偏光合波光従属信号を分離している。有利なこと
には、偏光分波器１１０は、帰還用として低速デバイスを使用しているため、２
０Ｇｂ／秒から２つの１０Ｇｂ／秒の従属信号を分波するための高速電気光学は
不要である。一方の従属信号の消光比を決定するために使用される自己相関値を
最適化するために、低速帰還に基づいて高速光信号の偏光状態を調整することが
できる。
属信号を、従属データ・ストリームを復調し、使用することができる該当するレ
シーバ（例えば、レシーバ１ １２０ａおよびレシーバ２ １２０ｂ）に提供し
ている。より詳細には、偏光分波器１１０は、従属信号間の、例えば直交関係な
どの所定の偏光関係に基づいて偏光合波光従属信号を分離している。有利なこと
には、偏光分波器１１０は、帰還用として低速デバイスを使用しているため、２
０Ｇｂ／秒から２つの１０Ｇｂ／秒の従属信号を分波するための高速電気光学は
不要である。一方の従属信号の消光比を決定するために使用される自己相関値を
最適化するために、低速帰還に基づいて高速光信号の偏光状態を調整することが
できる。
【００３８】
自己相関値は、光パルスの二次自己相関を表し、パルスのピークからの時間変
位の関数である。消光比は、ピーク（ＡＣＦpeak、ｔ＝０）における自己相関値
対ヌル(null)（ＡＣＦnull、ｔ＝＋／−１／２ビット周期）における自己相関値
に関連している。したがって消光比（ＥＲ）は、ＡＣＦpeak／ＡＣＦnullで表す
ことができる。対数表現では、ＥＲ（ｄＢ）はｄＢ単位の１０*ｌｏｇ（ＥＲ）
値で表されることがしばしばである。本発明による偏光分波器１１０の動作およ
び好ましい実施態様については、図３および４に照らして、以下でさらに詳細に
説明する。
位の関数である。消光比は、ピーク（ＡＣＦpeak、ｔ＝０）における自己相関値
対ヌル(null)（ＡＣＦnull、ｔ＝＋／−１／２ビット周期）における自己相関値
に関連している。したがって消光比（ＥＲ）は、ＡＣＦpeak／ＡＣＦnullで表す
ことができる。対数表現では、ＥＲ（ｄＢ）はｄＢ単位の１０*ｌｏｇ（ＥＲ）
値で表されることがしばしばである。本発明による偏光分波器１１０の動作およ
び好ましい実施態様については、図３および４に照らして、以下でさらに詳細に
説明する。
【００３９】
図２に、例示的偏光合波信号２００がグラフで示されている。合波信号２００
には、本発明の実施形態に従って時間シフトされ、かつ、直交偏光関係で合波さ
れた２つの光従属信号２０５が含まれている。図１に示す実施例では、一方の光
従属信号がＴＥ入力部１４１に供給され、もう一方の光従属信号はＴＭ入力部１
４２に供給されている。例示的実施形態では、ＴＥ入力部１４１に供給される光
従属信号からのデータ、およびＴＭ入力部１４２に供給される光従属信号からの
データが、互いに時間シフトされ（遅延デバイス１３５により）、かつ、互いに
直交偏光されている（ＰＢＣ１４０により）。
には、本発明の実施形態に従って時間シフトされ、かつ、直交偏光関係で合波さ
れた２つの光従属信号２０５が含まれている。図１に示す実施例では、一方の光
従属信号がＴＥ入力部１４１に供給され、もう一方の光従属信号はＴＭ入力部１
４２に供給されている。例示的実施形態では、ＴＥ入力部１４１に供給される光
従属信号からのデータ、およびＴＭ入力部１４２に供給される光従属信号からの
データが、互いに時間シフトされ（遅延デバイス１３５により）、かつ、互いに
直交偏光されている（ＰＢＣ１４０により）。
【００４０】
セットアップを変更することなく、直交ソリトンを同一時間スロット中で合波
することも可能であるが、直交パルス間で１８０度シフトさせることにより、光
ファイバ中における非直線直交偏光結合効果の緩和が促進される。
することも可能であるが、直交パルス間で１８０度シフトさせることにより、光
ファイバ中における非直線直交偏光結合効果の緩和が促進される。
【００４１】
図２に示す合波信号２００は、従属源１１５ａおよび１１５ｂからのデータが
出現する様々な時間スロット２１０ａ〜ｆを示している。例えば従属源１１５ａ
がソリトン・トランスミッタ１３０ａに「１１１」のデータ・ストリームを提供
すると、ソリトン・トランスミッタ１３０ａは、光従属信号として一連の３個の
ソリトン・パルスを提供することになる。同様に、もう一方の従属源１１５ｂが
「００１」のデータ・ストリームを提供すると、もう一方のソリトン・トランス
ミッタ１３０ｂは、単一ソリトン・パルスを有する最後の周期の前に、ソリトン
・パルスのない２つの周期を提供することになる。これらの光従属信号がＰＢＣ
１４０のＴＥ入力部１４１およびＴＭ入力部１４２に供給されると、偏光合波信
号２００が形成される。「１１１」のデータ・ストリームは、ＴＥ従属信号時間
スロット２１０ａ、２１０ｃおよび２１０ｅ中のパルスで表されている。図２に
示すように、これらのパルスは、対応するＴＭ従属信号の時間スロット２１０ｂ
、２１０ｄおよび２１０ｆに対して遅延されている。また、ＴＥ従属信号時間ス
ロット２１０ａ、２１０ｃおよび２１０ｅ中のパルスは、ＴＭ従属信号時間スロ
ット２１０ｂ、２１０ｄおよび２１０ｆ中のパルスに対して直交関係にある。こ
の方法によれば、高速合波光信号２００中の従属信号に直交偏光関係を持たせ、
かつ、互いに時間的にオーバラップすることなく隣接させることができる。
出現する様々な時間スロット２１０ａ〜ｆを示している。例えば従属源１１５ａ
がソリトン・トランスミッタ１３０ａに「１１１」のデータ・ストリームを提供
すると、ソリトン・トランスミッタ１３０ａは、光従属信号として一連の３個の
ソリトン・パルスを提供することになる。同様に、もう一方の従属源１１５ｂが
「００１」のデータ・ストリームを提供すると、もう一方のソリトン・トランス
ミッタ１３０ｂは、単一ソリトン・パルスを有する最後の周期の前に、ソリトン
・パルスのない２つの周期を提供することになる。これらの光従属信号がＰＢＣ
１４０のＴＥ入力部１４１およびＴＭ入力部１４２に供給されると、偏光合波信
号２００が形成される。「１１１」のデータ・ストリームは、ＴＥ従属信号時間
スロット２１０ａ、２１０ｃおよび２１０ｅ中のパルスで表されている。図２に
示すように、これらのパルスは、対応するＴＭ従属信号の時間スロット２１０ｂ
、２１０ｄおよび２１０ｆに対して遅延されている。また、ＴＥ従属信号時間ス
ロット２１０ａ、２１０ｃおよび２１０ｅ中のパルスは、ＴＭ従属信号時間スロ
ット２１０ｂ、２１０ｄおよび２１０ｆ中のパルスに対して直交関係にある。こ
の方法によれば、高速合波光信号２００中の従属信号に直交偏光関係を持たせ、
かつ、互いに時間的にオーバラップすることなく隣接させることができる。
【００４２】
図２に示すような高速合波光信号を生成する、図１に示すシステムのコンテキ
ストにおいては、偏光分波は、高速合波光信号を受信し、受信した高速合波光信
号を分波して低速従属光信号に戻すものとして記述される。図３はこのような機
能を実行することができる、本発明の実施形態による例示的偏光分波器のブロッ
ク図を示したものである。
ストにおいては、偏光分波は、高速合波光信号を受信し、受信した高速合波光信
号を分波して低速従属光信号に戻すものとして記述される。図３はこのような機
能を実行することができる、本発明の実施形態による例示的偏光分波器のブロッ
ク図を示したものである。
【００４３】
図３を参照すると、偏光分波器１１０は、一般的に偏光スプリッタ３０５およ
び帰還ユニット３００を備えている。偏光スプリッタ３０５は、低速従属信号間
の所定の偏光関係に基づいて、高速合波光信号を低速従属信号に分割している。
つまり、高速合波光信号の偏光状態が適切に整列（偏光スプリッタ３０５に入射
するように）すると、一方の低速従属信号がＴＭ出力部３３５の外部に完全に分
波され、もう一方の従属信号は、従属信号間の所定の偏光関係に基づいて、ＴＥ
出力部３４０の外部に分波される。例えば、合波信号が適切に整列すると、一方
の従属信号が分離され、ＴＥ出力部３４０に提供される。第２の従属信号は、そ
の第１の従属信号に対する直交関係によって分離され、ＴＭ出力部３３５に提供
される。このような偏光スプリッタ（偏光ビーム・スプリッタとしても知られて
いる）の例は、ＪＤＳ Ｆｉｔｅｌ Ｆｉｂｅｒｃｏｒｅから入手することがで
きる。
び帰還ユニット３００を備えている。偏光スプリッタ３０５は、低速従属信号間
の所定の偏光関係に基づいて、高速合波光信号を低速従属信号に分割している。
つまり、高速合波光信号の偏光状態が適切に整列（偏光スプリッタ３０５に入射
するように）すると、一方の低速従属信号がＴＭ出力部３３５の外部に完全に分
波され、もう一方の従属信号は、従属信号間の所定の偏光関係に基づいて、ＴＥ
出力部３４０の外部に分波される。例えば、合波信号が適切に整列すると、一方
の従属信号が分離され、ＴＥ出力部３４０に提供される。第２の従属信号は、そ
の第１の従属信号に対する直交関係によって分離され、ＴＭ出力部３３５に提供
される。このような偏光スプリッタ（偏光ビーム・スプリッタとしても知られて
いる）の例は、ＪＤＳ Ｆｉｔｅｌ Ｆｉｂｅｒｃｏｒｅから入手することがで
きる。
【００４４】
本発明による実施形態では、偏光スプリッタ３０５で分割された一方の従属信
号が光結合器３１０に提供されている。光結合器３１０は、従属信号をレシーバ
２ １２０ｂに提供する前に、従属信号をサンプル（通常、従属信号のせいぜい
５％程度）している。光結合器３１０は、サンプルした従属信号を帰還ユニット
３００、好ましくは偏光帰還ユニット３００内の自己相関器３２０に提供してい
る。
号が光結合器３１０に提供されている。光結合器３１０は、従属信号をレシーバ
２ １２０ｂに提供する前に、従属信号をサンプル（通常、従属信号のせいぜい
５％程度）している。光結合器３１０は、サンプルした従属信号を帰還ユニット
３００、好ましくは偏光帰還ユニット３００内の自己相関器３２０に提供してい
る。
【００４５】
自己相関器３２０などの自己相関器は、短光パルスの二次自己相関を測定する
ことができる低速デバイスである。一般的には、自己相関器は、光パルスを概ね
同一強度の２つのパルスに分割し、分割したパルスに可変時間遅延を再結合して
いる。光パルスの継続期間および振幅は、結果として得られる干渉信号（すなわ
ち、従属信号の自己相関値）から推定される。通常、自己相関器の出力（従属信
号の自己相関値）は、標準の低速オシロスコープで検出することができ、従属信
号の一時的な強度プロファイルを示している。自己相関器が、終始ごく低速のサ
ンプリング・レート、例えば１００Ｈｚ未満のレートで極めて短いパルスを測定
していることは、当分野の技術者には認識されよう。
ことができる低速デバイスである。一般的には、自己相関器は、光パルスを概ね
同一強度の２つのパルスに分割し、分割したパルスに可変時間遅延を再結合して
いる。光パルスの継続期間および振幅は、結果として得られる干渉信号（すなわ
ち、従属信号の自己相関値）から推定される。通常、自己相関器の出力（従属信
号の自己相関値）は、標準の低速オシロスコープで検出することができ、従属信
号の一時的な強度プロファイルを示している。自己相関器が、終始ごく低速のサ
ンプリング・レート、例えば１００Ｈｚ未満のレートで極めて短いパルスを測定
していることは、当分野の技術者には認識されよう。
【００４６】
低速帰還、典型的にはサンプルされた従属信号の自己相関値を使用して、合波
信号の偏光状態が適切に整列され、それにより従属信号が効果的かつ最適に分波
される。分波を促進するために、自己相関値の測値に基づく消光比を最大化する
ことが好ましい。
信号の偏光状態が適切に整列され、それにより従属信号が効果的かつ最適に分波
される。分波を促進するために、自己相関値の測値に基づく消光比を最大化する
ことが好ましい。
【００４７】
他の実施形態では、測定した自己相関値に基づいて消光比を決定することがで
き、かつ、消光比を最大化することによって従属信号を確実に最適分波すること
ができる。一般的には、消光比はオン／オフ・パワー比である。より詳細に記述
すると、消光比は、論理１における平均光パワーを論理０における平均光パワー
に対して比較した場合の比率である。消光比が大きい程、広帯域雑音が存在する
中でのシステムによるデータの受信が容易になる。したがって消光比は、システ
ムのパワー容量およびシステムのビット誤り率（ＢＥＲ）性能に関連するパラメ
ータである。
き、かつ、消光比を最大化することによって従属信号を確実に最適分波すること
ができる。一般的には、消光比はオン／オフ・パワー比である。より詳細に記述
すると、消光比は、論理１における平均光パワーを論理０における平均光パワー
に対して比較した場合の比率である。消光比が大きい程、広帯域雑音が存在する
中でのシステムによるデータの受信が容易になる。したがって消光比は、システ
ムのパワー容量およびシステムのビット誤り率（ＢＥＲ）性能に関連するパラメ
ータである。
【００４８】
より詳細には、本発明の例示的実施形態は、自己相関器３２０および自己相関
器３２０の出力に応答する偏光調整デバイス３１５を有する帰還ユニット３００
を備えている。自己相関器３２０は、一方の従属信号の自己相関値を測定し、測
定した値を偏光調整デバイス３１５に提供している。偏光調整デバイス３１５は
、自己相関値に基づいて高速合波信号の偏光状態を調整している。当分野の技術
者には、自己相関器、例えばＰｏｓｉｔｉｖｅ Ｌｉｇｈｔ社およびその他、光
コンポーネントを試験する会社から購入することができる自己相関器などについ
ては周知のことと思われる。
器３２０の出力に応答する偏光調整デバイス３１５を有する帰還ユニット３００
を備えている。自己相関器３２０は、一方の従属信号の自己相関値を測定し、測
定した値を偏光調整デバイス３１５に提供している。偏光調整デバイス３１５は
、自己相関値に基づいて高速合波信号の偏光状態を調整している。当分野の技術
者には、自己相関器、例えばＰｏｓｉｔｉｖｅ Ｌｉｇｈｔ社およびその他、光
コンポーネントを試験する会社から購入することができる自己相関器などについ
ては周知のことと思われる。
【００４９】
偏光調整デバイス３１５は、処理ユニット３３０およびプログラマブル偏光コ
ントローラ３２５で構成されていることが好ましい。自己相関器３２０が従属信
号の自己相関値を測定すると、自己相関器３２０は自己相関値を表す制御信号３
４７を、処理ユニット３３０の制御入力部３５０に接続された出力部３４５に提
供する。
ントローラ３２５で構成されていることが好ましい。自己相関器３２０が従属信
号の自己相関値を測定すると、自己相関器３２０は自己相関値を表す制御信号３
４７を、処理ユニット３３０の制御入力部３５０に接続された出力部３４５に提
供する。
【００５０】
一般的には、処理ユニット３３０は、アナログであれディジタルであれ、また
、プログラマブルであれハードワイヤードであれ、任意の種類の応答帰還回路と
して組み込むことができる。例示的実施形態では、処理ユニット３３０は、自己
相関値に基づいて偏光コントローラ３２５に帰還信号３５５を提供することがで
きるディジタル・マイクロプロセッサをベースとした回路である。偏光コントロ
ーラ３２５は、受信した帰還信号３５５に応答して、その帰還信号３５５の値に
基づいて高速合波光信号の偏光状態を変化させ、あるいは調整する。したがって
帰還信号３５５の値の範囲は、偏光コントローラ３２５を操作し、調整するため
に必要な誘導のタイプによって決まる。この方法により、処理ユニット３３０を
使用して、自己相関器３２０が測定した自己相関値を最大化することができ、ま
た、測定した自己相関値に基づいて消光比を決定し、かつ、最大化することがで
きる。本発明の一実施形態では、偏光コントローラは、Ｈｅｗｌｅｔｔ−Ｐａｃ
ｋａｒｄのＭｏｄｅｌ ＨＰ １１８９６Ａ Ｐｐｌａｒｉｚａｔｉｏｎ Ｃｏ
ｎｔｒｏｌｌｅｒである。
、プログラマブルであれハードワイヤードであれ、任意の種類の応答帰還回路と
して組み込むことができる。例示的実施形態では、処理ユニット３３０は、自己
相関値に基づいて偏光コントローラ３２５に帰還信号３５５を提供することがで
きるディジタル・マイクロプロセッサをベースとした回路である。偏光コントロ
ーラ３２５は、受信した帰還信号３５５に応答して、その帰還信号３５５の値に
基づいて高速合波光信号の偏光状態を変化させ、あるいは調整する。したがって
帰還信号３５５の値の範囲は、偏光コントローラ３２５を操作し、調整するため
に必要な誘導のタイプによって決まる。この方法により、処理ユニット３３０を
使用して、自己相関器３２０が測定した自己相関値を最大化することができ、ま
た、測定した自己相関値に基づいて消光比を決定し、かつ、最大化することがで
きる。本発明の一実施形態では、偏光コントローラは、Ｈｅｗｌｅｔｔ−Ｐａｃ
ｋａｒｄのＭｏｄｅｌ ＨＰ １１８９６Ａ Ｐｐｌａｒｉｚａｔｉｏｎ Ｃｏ
ｎｔｒｏｌｌｅｒである。
【００５１】
例示的実施形態では、従属信号の自己相関値あるいは消光比の値の最大化は、
帰還信号３５５を変更し、高速合波信号の異なる偏光状態を通してスイープする
ことによって実現されている。より詳細に記述すると、合波信号の偏光状態をポ
アンカレ球の一部またはすべてに対してスイープすることによって、自己相関値
あるいは消光比が最大化されている。ポアンカレ球とは、光信号の可能な偏光状
態を表す三次元フォーマットである。
帰還信号３５５を変更し、高速合波信号の異なる偏光状態を通してスイープする
ことによって実現されている。より詳細に記述すると、合波信号の偏光状態をポ
アンカレ球の一部またはすべてに対してスイープすることによって、自己相関値
あるいは消光比が最大化されている。ポアンカレ球とは、光信号の可能な偏光状
態を表す三次元フォーマットである。
【００５２】
図４に示すように、例示的ポアンカレ球４００が、光信号の偏光状態の表現と
して三次元座標系（Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３）で示されている。各偏光状態は、ポアン
カレ球上の特定のポイント、例えばポイント４０５〜４３５に割り当てられてい
る。一般的には、ポアンカレ球上のポイント４０５のような三次元座標は、従来
、正規化ストークス・パラメータ（ｓ１、ｓ２、ｓ３）と呼ばれている。ストー
クス・パラメータ（Ｓ０、Ｓ１、Ｓ２およびＳ３）は、従来、光信号の偏光状態
を完全に記述する、ストークス・ベクトルと呼ばれる実マトリックス内で使用さ
れている。マトリックスの各エレメントは、測定したパワー・レベルに基づいて
いる。Ｓ０は、光信号全体の平均パワー・レベルである。Ｓ１は、信号の水平直
線偏光成分と垂直直線偏光成分のパワーの差である。Ｓ２は、＋４５度直線偏光
と−４５度直線偏光のパワーの差を表している。また、Ｓ３は、右回り円偏光と
左回り円偏光のパワーの差である。ポアンカレ球４００上のポイントは、平均パ
ワーＳ０に正規化されたストークス・パラメータを表しており、したがって異な
る偏光状態を表している。例えば、ｓ１＝Ｓ１／Ｓ０、ｓ２＝Ｓ２／Ｓ０等であ
る。
して三次元座標系（Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３）で示されている。各偏光状態は、ポアン
カレ球上の特定のポイント、例えばポイント４０５〜４３５に割り当てられてい
る。一般的には、ポアンカレ球上のポイント４０５のような三次元座標は、従来
、正規化ストークス・パラメータ（ｓ１、ｓ２、ｓ３）と呼ばれている。ストー
クス・パラメータ（Ｓ０、Ｓ１、Ｓ２およびＳ３）は、従来、光信号の偏光状態
を完全に記述する、ストークス・ベクトルと呼ばれる実マトリックス内で使用さ
れている。マトリックスの各エレメントは、測定したパワー・レベルに基づいて
いる。Ｓ０は、光信号全体の平均パワー・レベルである。Ｓ１は、信号の水平直
線偏光成分と垂直直線偏光成分のパワーの差である。Ｓ２は、＋４５度直線偏光
と−４５度直線偏光のパワーの差を表している。また、Ｓ３は、右回り円偏光と
左回り円偏光のパワーの差である。ポアンカレ球４００上のポイントは、平均パ
ワーＳ０に正規化されたストークス・パラメータを表しており、したがって異な
る偏光状態を表している。例えば、ｓ１＝Ｓ１／Ｓ０、ｓ２＝Ｓ２／Ｓ０等であ
る。
【００５３】
したがってポイント４１０、４１５、４２５および４３０のように赤道に沿っ
たポイントが直線偏光の状態を表すことは、当分野の技術者には認識されよう。
ポイント４２０および４３５のような極のポイントは、それぞれ左回り円偏光お
よび右回り円偏光を表している。ポアンカレ球の一部に対する信号の偏光状態の
「スイープ」は、信号のポイント（すなわち信号の偏光状態）をポアンカレ球の
その部分内の他のポイントに移動させることによって実現される。この方法によ
れば、信号の偏光状態をスイープすることにより、信号の偏光状態が最初のポイ
ントからポアンカレ球のセクション内の新しいポイントへ、ほぼ直線的に調整さ
れる。新しいポイントでは、合波信号は、合波信号が偏光コントローラ３２５を
出て、偏光スプリッタ３０５に入射する際には、新しい偏光状態を有している。
したがって低速帰還ループが完成し、それにより複雑かつ高速の電気光学を使用
することなく、高速合波光信号（例えば２０ギガビット／秒）が２つの低速従属
光信号（例えば１０ギガビット／秒）に分波される。
たポイントが直線偏光の状態を表すことは、当分野の技術者には認識されよう。
ポイント４２０および４３５のような極のポイントは、それぞれ左回り円偏光お
よび右回り円偏光を表している。ポアンカレ球の一部に対する信号の偏光状態の
「スイープ」は、信号のポイント（すなわち信号の偏光状態）をポアンカレ球の
その部分内の他のポイントに移動させることによって実現される。この方法によ
れば、信号の偏光状態をスイープすることにより、信号の偏光状態が最初のポイ
ントからポアンカレ球のセクション内の新しいポイントへ、ほぼ直線的に調整さ
れる。新しいポイントでは、合波信号は、合波信号が偏光コントローラ３２５を
出て、偏光スプリッタ３０５に入射する際には、新しい偏光状態を有している。
したがって低速帰還ループが完成し、それにより複雑かつ高速の電気光学を使用
することなく、高速合波光信号（例えば２０ギガビット／秒）が２つの低速従属
光信号（例えば１０ギガビット／秒）に分波される。
【００５４】
図５は、本発明の実施形態による、少なくとも２つの光従属信号を高速光信号
に偏光分波するための例示的ステップを示す流れ図である。図５に示すように、
偏光分波するための方法５００はステップ５０５で開始され、２つの低速従属信
号が高速光合波信号に偏光合波される。例示的実施形態では、１つに合波する際
の従属信号間の偏光関係は直交関係である。また、２つの従属信号は、時間オフ
セットすなわち遅延されており、それにより高速信号への合波の際の従属信号の
コヒーレント混合の回避が有利に促進されている。
に偏光分波するための例示的ステップを示す流れ図である。図５に示すように、
偏光分波するための方法５００はステップ５０５で開始され、２つの低速従属信
号が高速光合波信号に偏光合波される。例示的実施形態では、１つに合波する際
の従属信号間の偏光関係は直交関係である。また、２つの従属信号は、時間オフ
セットすなわち遅延されており、それにより高速信号への合波の際の従属信号の
コヒーレント混合の回避が有利に促進されている。
【００５５】
ステップ５１０で高速信号が光ファイバ１２５などの光路に沿って伝搬し、ス
テップ５１５で偏光分波器１１０が高速光信号を受信する。例示的実施形態では
、高速光信号は最初に偏光コントローラ３２５によって受信され、開始またはデ
フォルト値をとるために、偏光コントローラ３２５によって信号の偏光状態が変
更すなわち調整される。続いて偏光スプリッタ３０５に高速光信号が提供される
。
テップ５１５で偏光分波器１１０が高速光信号を受信する。例示的実施形態では
、高速光信号は最初に偏光コントローラ３２５によって受信され、開始またはデ
フォルト値をとるために、偏光コントローラ３２５によって信号の偏光状態が変
更すなわち調整される。続いて偏光スプリッタ３０５に高速光信号が提供される
。
【００５６】
ステップ５２０で、従属信号間の直交関係に基づいて高速光信号が従属信号に
分離される。例示的実施形態では、偏光スプリッタ３０５が高速合波光信号（例
えば２０ギガビット／秒の信号）を、合波従属信号間の直交偏光関係に基づいて
、低速（例えば１０ギガビット／秒）で伝搬する２つの従属光信号に分離してい
る。この分離は、偏光スプリッタ３０５内における完全な受動プロセスであるこ
とが好ましい。したがって一方の従属信号が、レシーバ１ １２０ａへのＴＥ出
力部３４０に提供され、もう一方の従属信号は、レシーバ２ １２０ｂへのＴＭ
出力部３に提供される。
分離される。例示的実施形態では、偏光スプリッタ３０５が高速合波光信号（例
えば２０ギガビット／秒の信号）を、合波従属信号間の直交偏光関係に基づいて
、低速（例えば１０ギガビット／秒）で伝搬する２つの従属光信号に分離してい
る。この分離は、偏光スプリッタ３０５内における完全な受動プロセスであるこ
とが好ましい。したがって一方の従属信号が、レシーバ１ １２０ａへのＴＥ出
力部３４０に提供され、もう一方の従属信号は、レシーバ２ １２０ｂへのＴＭ
出力部３に提供される。
【００５７】
しかし、高速合波信号を確実に最適偏光分波するために、ステップ５２５〜５
３５はしばしば反復して実行され、最適分波条件が満たされるまでステップ５２
０に戻る。最適分波条件とは、従属信号の各々が合波信号から実質的に回復され
る条件、として一般的に定義されている。最大化消光比がロック・オンされると
、連続帰還制御ループの機能上、入力偏光状態の緩やかな変化が追跡される。
３５はしばしば反復して実行され、最適分波条件が満たされるまでステップ５２
０に戻る。最適分波条件とは、従属信号の各々が合波信号から実質的に回復され
る条件、として一般的に定義されている。最大化消光比がロック・オンされると
、連続帰還制御ループの機能上、入力偏光状態の緩やかな変化が追跡される。
【００５８】
ステップ５２５で一方の従属信号の自己相関値が決定される。例示的実施形態
では、光結合器３１０が一方の従属信号のエネルギーを少量サンプルし、サンプ
ルを自己相関器３２０に提供している。自己相関器３２０は、高合波速度で動作
するのではなく、低速のパルスを検出するためにのみ必要である。例えば自己相
関器３２０は、２０ＧＨｚの高合波速度のパルスではなく、１０ＧＨｚのパルス
を検出するためにのみ必要である。自己相関値が決定されると、自己相関器３２
０から処理ユニット３３０へ制御信号３４７が送信される。
では、光結合器３１０が一方の従属信号のエネルギーを少量サンプルし、サンプ
ルを自己相関器３２０に提供している。自己相関器３２０は、高合波速度で動作
するのではなく、低速のパルスを検出するためにのみ必要である。例えば自己相
関器３２０は、２０ＧＨｚの高合波速度のパルスではなく、１０ＧＨｚのパルス
を検出するためにのみ必要である。自己相関値が決定されると、自己相関器３２
０から処理ユニット３３０へ制御信号３４７が送信される。
【００５９】
ステップ５３０で、低速従属信号の自己相関値に基づいて高速合波光信号の偏
光状態が調整される。例示的実施形態では、処理ユニット３３０が、受信した制
御信号３４７に応答して、偏光コントローラ３２５に帰還信号３５５を提供して
いる。この方法により、処理ユニット３３０は、高速合波信号の偏光状態を応答
的に変更すなわち調整するために、偏光コントローラ３２５の関数動作をプログ
ラムし、あるいは導いている。また、この方法によれば、偏光コントローラ３２
５が機能上、処理ユニット３３０などの処理ユニットに応答するため、偏光コン
トローラ３２５は、プログラマブル偏光コントローラと呼ばれている。偏光状態
が変化すると、ステップ５３５で自己相関値が最大化されたかどうかが決定され
る。自己相関値が最大化されている場合、偏光分波するための方法５００は、以
上で終了する。自己相関値が最大化されていない場合、光分波の状態を示す自己
相関値を最大化するためには、高速光信号の偏光状態をさらに調整する必要があ
るため、ステップ５３５からステップ５２０へ戻る。
光状態が調整される。例示的実施形態では、処理ユニット３３０が、受信した制
御信号３４７に応答して、偏光コントローラ３２５に帰還信号３５５を提供して
いる。この方法により、処理ユニット３３０は、高速合波信号の偏光状態を応答
的に変更すなわち調整するために、偏光コントローラ３２５の関数動作をプログ
ラムし、あるいは導いている。また、この方法によれば、偏光コントローラ３２
５が機能上、処理ユニット３３０などの処理ユニットに応答するため、偏光コン
トローラ３２５は、プログラマブル偏光コントローラと呼ばれている。偏光状態
が変化すると、ステップ５３５で自己相関値が最大化されたかどうかが決定され
る。自己相関値が最大化されている場合、偏光分波するための方法５００は、以
上で終了する。自己相関値が最大化されていない場合、光分波の状態を示す自己
相関値を最大化するためには、高速光信号の偏光状態をさらに調整する必要があ
るため、ステップ５３５からステップ５２０へ戻る。
【００６０】
既に言及したように、図５が終了ステップを示しているにもかかわらず、帰還
ループの一部としてステップ５２０〜５３５は、正規に連続的して実行されてい
る。このループは、高速信号の偏光状態のわずかな変化に対して、偏光合波信号
を分波する方法を連続的に最適化するために動作している。
ループの一部としてステップ５２０〜５３５は、正規に連続的して実行されてい
る。このループは、高速信号の偏光状態のわずかな変化に対して、偏光合波信号
を分波する方法を連続的に最適化するために動作している。
【００６１】
本発明の他の実施形態では、消光比は、ステップ５２５の自己相関値に基づい
て、定義済み時間期間にわたって決定されている。発明者は、自己相関値を使用
した従属信号の消光比が、高速光信号の偏光状態のアラインメントを示すことが
できることを発見しており、したがってこの代替実施形態では、高速光信号の偏
光状態は、定義済み期間の後に、ステップ５３０で決定される消光比に基づいて
調整されている。最後にステップ５３５で消光比が最大化されているかどうか決
定される。消光比が最大化されている場合、偏光分波するための方法５００は、
ステップ５３５で終了する。消光比が最大化されていない場合は、ステップ５３
５からステップ５２０へ戻り、上で説明した測定、決定および調整の帰還ループ
が繰り返される。
て、定義済み時間期間にわたって決定されている。発明者は、自己相関値を使用
した従属信号の消光比が、高速光信号の偏光状態のアラインメントを示すことが
できることを発見しており、したがってこの代替実施形態では、高速光信号の偏
光状態は、定義済み期間の後に、ステップ５３０で決定される消光比に基づいて
調整されている。最後にステップ５３５で消光比が最大化されているかどうか決
定される。消光比が最大化されている場合、偏光分波するための方法５００は、
ステップ５３５で終了する。消光比が最大化されていない場合は、ステップ５３
５からステップ５２０へ戻り、上で説明した測定、決定および調整の帰還ループ
が繰り返される。
【００６２】
要約すると、本発明の例示的実施形態は、偏光合波器１０５および偏光分波器
１１０を備えた、光伝送システム１００の一部である。偏光合波器１０５は、２
つの従属信号を高速偏光合波光信号に直交合波する。高速偏光合波光信号は、高
速光路（ファイバ１２５など）上を、偏光分波器１１０が高速偏光合波光信号を
受信するまでシステム１００を通って伝搬する。偏光分波器１１０は、偏光スプ
リッタ３０５を使用して、高速光信号から２つの低速従属信号を分離する。通常
、帰還ユニット３００には自己相関器３２０および偏光調整デバイス３１５が使
用されており、一方の低速従属信号の振幅特性（より詳細には、測定した自己相
関値に基づく消光比）に基づいて高速信号の偏光状態が調整される。偏光調整デ
バイス３１５は、一般的に処理ユニット３３０および偏光コントローラ３２５を
備えている。一方の低速従属信号の自己相関値が処理ユニット３３０に提供され
、処理ユニット３３０で、自己相関値に基づいて高速信号の偏光状態が操作され
、あるいは調整される。この種の帰還は、自己相関消光比の値が最大化されるま
で実行されることが理想的である。
１１０を備えた、光伝送システム１００の一部である。偏光合波器１０５は、２
つの従属信号を高速偏光合波光信号に直交合波する。高速偏光合波光信号は、高
速光路（ファイバ１２５など）上を、偏光分波器１１０が高速偏光合波光信号を
受信するまでシステム１００を通って伝搬する。偏光分波器１１０は、偏光スプ
リッタ３０５を使用して、高速光信号から２つの低速従属信号を分離する。通常
、帰還ユニット３００には自己相関器３２０および偏光調整デバイス３１５が使
用されており、一方の低速従属信号の振幅特性（より詳細には、測定した自己相
関値に基づく消光比）に基づいて高速信号の偏光状態が調整される。偏光調整デ
バイス３１５は、一般的に処理ユニット３３０および偏光コントローラ３２５を
備えている。一方の低速従属信号の自己相関値が処理ユニット３３０に提供され
、処理ユニット３３０で、自己相関値に基づいて高速信号の偏光状態が操作され
、あるいは調整される。この種の帰還は、自己相関消光比の値が最大化されるま
で実行されることが理想的である。
【００６３】
本発明の精神あるいは範囲を逸脱することなく、本発明によるシステムおよび
方法に様々な改変および変形形態を加えることができることは、当分野の技術者
には明らかであろう。例えば図に示した偏光分波器は、好ましい実施形態の典型
であることが意図されている。当分野の技術者には、正確な帰還構造への変更は
容易であり、本発明の精神あるいは範囲を逸脱することなく、本明細書において
開示した装置と等価の分波装置を得ることができる。本発明には、特許請求の範
囲の各請求項の範囲内であることを条件として、本発明の改変および変形形態、
およびそれらの等価物が包含されている。
方法に様々な改変および変形形態を加えることができることは、当分野の技術者
には明らかであろう。例えば図に示した偏光分波器は、好ましい実施形態の典型
であることが意図されている。当分野の技術者には、正確な帰還構造への変更は
容易であり、本発明の精神あるいは範囲を逸脱することなく、本明細書において
開示した装置と等価の分波装置を得ることができる。本発明には、特許請求の範
囲の各請求項の範囲内であることを条件として、本発明の改変および変形形態、
およびそれらの等価物が包含されている。
【図１】
本発明の実施形態による偏光合波／分波光伝送システムを示すブロック図であ
る。
る。
【図２】
本発明の実施形態による、時間シフトし、かつ、直交偏光関係で時分割合波さ
れた従属信号を含む例示的偏光合波２進信号を示すグラフである。
れた従属信号を含む例示的偏光合波２進信号を示すグラフである。
【図３】
本発明の実施形態による例示的偏光分波器を示すブロック図である。
【図４】
本発明の実施形態による、異なる偏光状態をグラフで示す例示的ポアンカレ球
を示す線図である。
を示す線図である。
【図５】
本発明の実施形態による、高速光信号から少なくとも２つの光従属信号を偏光
分波するための例示的ステップを示す流れ図である。
分波するための例示的ステップを示す流れ図である。
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ，
ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，Ｉ
Ｔ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ，ＴＲ)，ＯＡ(ＢＦ
，ＢＪ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＧＷ，
ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，Ｇ
Ｍ，ＫＥ，ＬＳ，ＭＷ，ＭＺ，ＳＤ，ＳＬ，ＳＺ，ＴＺ
，ＵＧ，ＺＷ)，ＥＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，
ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ)，ＡＥ，ＡＧ，ＡＬ，ＡＭ，
ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，Ｂ
Ｚ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＯ，ＣＲ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ
，ＤＫ，ＤＭ，ＤＺ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＤ，
ＧＥ，ＧＨ，ＧＭ，ＨＲ，ＨＵ，ＩＤ，ＩＬ，ＩＮ，Ｉ
Ｓ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ
，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＡ，ＭＤ，ＭＧ，
ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＭＺ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，Ｐ
Ｔ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＳＬ
，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＴＺ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＺ，
ＶＮ，ＹＵ，ＺＡ，ＺＷ
Ｆターム(参考） 2H049 BA05 BA43 BB61 BC25
2H079 AA08 AA13 BA01 BA02 CA05
CA08 KA06 KA20
5K102 AA03 AD12 AH03 MA02 MC07
MC14 MD01 PH22 PH49 PH50
Claims (18)
- 【請求項１】 光伝送システム内における合波光信号を複数の光従属信号に
偏光分波するための装置であって、 前記光従属信号の１つと他の前記光従属信号の間の直交偏光関係に基づいて、
前記他の前記光従属信号から前記光従属信号の前記１つを分離するための偏光ビ
ーム・スプリッタと、 前記光従属信号の前記１つを受信する、前記偏光ビーム・スプリッタの入力部
に光結合された帰還ユニットとを備え、前記帰還ユニットが、前記帰還ユニット
が測定する前記光従属信号の前記１つの自己相関値に基づいて、前記合波光信号
の偏光状態を調整する装置。 - 【請求項２】 前記帰還ユニットが、 前記光従属信号の前記１つに光結合された入力部を有し、その低速出力部に前
記光従属信号の前記１つの前記自己相関値を提供する自己相関器と、 前記合波光信号を受信するための光入力部、前記偏光ビーム・スプリッタの前
記入力部に結合された光出力部、および前記自己相関器の前記低速出力部に結合
された制御入力部を有し、前記自己相関値に基づいて前記合波光信号の前記偏光
状態を調整することができる偏光調整デバイスとをさらに備える、請求項１に記
載の装置。 - 【請求項３】 前記偏光調整デバイスが、前記自己相関値に基づいて前記光
従属信号の前記１つの消光比を決定し、かつ、前記合波光信号の前記偏光状態を
調整することによって前記消光比を最大化するようにさらに動作する、請求項２
に記載の装置。 - 【請求項４】 前記偏光調整デバイスが、 前記自己相関器の前記低速出力部に結合され、前記自己相関値に基づいてその
帰還出力部に帰還信号を提供する処理ユニットと、 前記合波光信号を受信するための光入力部、前記偏光ビーム・スプリッタの前
記入力部に結合された光出力部、および前記処理ユニットの前記帰還出力部に結
合された帰還入力部を有し、前記帰還信号の値に基づいて前記合波光信号の前記
偏光状態を調整することができる偏光コントローラとをさらに備える、請求項２
に記載の装置。 - 【請求項５】 前記処理ユニットが、前記帰還信号を変更し、ポアンカレ球
の一部に対して前記合波光信号の偏光状態をスイープすることにより、前記自己
相関値を最大化するようにさらに動作する、請求項４に記載の装置。 - 【請求項６】 前記処理ユニットが、前記自己相関値に基づいて前記光従属
信号の１つの消光比を決定し、かつ、前記帰還信号を変更し、前記ポアンカレ球
の前記部分に対して前記合波光信号の前記偏光状態をスイープすることにより、
前記消光比を最大化するようにさらに動作する、請求項４に記載の装置。 - 【請求項７】 前記偏光スプリッタが、前記光従属信号の前記１つを提供す
る第１の出力部、および前記他の前記光従属信号を提供する第２の出力部を有し
、前記光従属信号の前記１つおよび前記他の前記光従属信号が、前記合波光信号
内で所定の偏光関係にある、請求項１に記載の装置。 - 【請求項８】 前記偏光ビーム・スプリッタの前記第１の出力部に結合され
た第１のレシーバと、前記偏光ビーム・スプリッタの前記第２の出力部に結合さ
れた第２のレシーバとをさらに備える、請求項１に記載の装置。 - 【請求項９】 偏光合波光伝送システムであって、 第１の低速従属信号を受信するための第１の入力部、および第２の低速従属信
号を受信するための第２の入力部を有し、前記第１の低速従属信号および前記第
２の低速従属信号を、直交偏光関係で高速光信号に時分割合波し、前記第１の低
速従属信号を前記第２の低速従属信号から所定の時間期間だけ時間オフセットさ
せるように動作する偏光合波器と、 前記偏光合波器の出力部に結合された、前記高速光信号を受信するための高速
光路と、 前記高速光路に結合された、前記高速光信号を受信し、かつ、分波するための
偏光分波器とを備え、前記偏光分波器が、 前記高速光信号を受信し、かつ、前記高速光信号中の前記第１の低速従属信号
と前記第２の低速従属信号を分離するための偏光スプリッタと、 前記偏光スプリッタの入力部に光結合された帰還ユニットであって、前記帰還
ユニットが測定する前記第１の低速従属信号の振幅特性に基づいて、前記高速光
信号の偏光状態を調整することができる帰還ユニットとを備えるシステム。 - 【請求項１０】 前記偏光合波器が、前記直交偏光関係を維持することによ
り、前記偏光合波器が前記第１の低速従属信号と前記第２の低速従属信号を時分
割合波する際の、前記第１の低速従属信号と前記第２の低速従属信号のコヒーレ
ント混合を回避する、請求項９に記載のシステム。 - 【請求項１１】 前記偏光合波器が、さらに、前記第１の低速従属信号中の
第１のパルスおよび前記第２の低速従属信号中の隣接するパルスが時間オフセッ
トし、かつ、偏光オフセットするように前記第１の低速従属信号および前記第２
の低速従属信号を時分割合波することができる、請求項１０に記載のシステム。 - 【請求項１２】 前記帰還ユニットが、 前記偏光スプリッタからの前記第１の低速従属信号に光結合された入力部を有
し、前記第１の低速従属信号の自己相関値に基づいて低速出力部に前記振幅特性
を提供する自己相関器と、 前記高速光信号を受信するための光入力部、前記偏光スプリッタの入力部に結
合された光出力部、および前記自己相関器の前記低速出力部に結合された制御入
力部を有し、前記自己相関値に基づいて前記高速光信号の前記偏光状態を調整す
ることができる偏光調整デバイスとをさらに備える、請求項９に記載のシステム
。 - 【請求項１３】 前記偏光調整デバイスが、前記自己相関値に基づいて前記
第１の低速従属信号の消光比を決定し、かつ、前記高速光信号の前記偏光状態を
調整することによって前記消光比を最大化するようにさらに動作する、請求項１
２に記載のシステム。 - 【請求項１４】 少なくとも２つの光従属信号を高速光信号に偏光分波する
ための方法であって、 前記高速光信号を受信するステップと、 第１の前記光従属信号と第２の前記光従属信号の間の所定の偏光関係に基づい
て、前記第１の前記光従属信号と前記第２の前記光従属信号を分離するステップ
と、 前記第１の前記光従属信号の自己相関値を決定するステップと、 前記第１の前記光従属信号の前記自己相関値に基づいて前記高速光信号の偏光
状態を調整するステップとを含む方法。 - 【請求項１５】 前記調整ステップが、前記高速光信号の前記偏光状態を調
整し、かつ、前記自己相関値を最大化するために前記決定ステップを繰り返すス
テップをさらに含む、請求項１４に記載の方法。 - 【請求項１６】 前記調整ステップが、ポアンカレ球の一部に対して前記高
速光信号の前記偏光状態をスイープし、かつ、前記自己相関値を最大化するため
に前記決定ステップを繰り返すステップをさらに含む、請求項１５に記載の方法
。 - 【請求項１７】 前記決定ステップが、所定の時間期間にわたって前記第１
の前記光従属信号の消光比を決定するステップをさらに含み、 前記調整ステップが、前記消光比に基づいて前記高速光信号の前記偏光状態を
調整するステップをさらに含む、請求項１６に記載の方法。 - 【請求項１８】 前記調整ステップが、ポアンカレ球の一部に対して前記高
速光信号の前記偏光状態をスイープするステップをさらに含む、請求項１７に記
載の方法。
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