JP2006238334A - Optical communication apparatus and system in coherent optical communication system - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、コヒーレント光通信において、伝送路上の偏波変動に依存しない光通信装置または光通信システムに関するものである。 The present invention relates to an optical communication apparatus or an optical communication system that does not depend on polarization fluctuations on a transmission line in coherent optical communication.
コヒーレント光通信においては、信号光と局部発振光を混合することにより光検波を行うが、信号光と局部発振光の偏波状態が一致していない場合、検波効率が劣化する。 In coherent optical communication, optical detection is performed by mixing signal light and local oscillation light. However, if the polarization states of the signal light and local oscillation light do not match, the detection efficiency deteriorates.
このため、光信号と局部発振光の偏波状態を一致させる必要があるが、既設の光ファイバ伝送路中を長手方向にわたって偏波状態を保持することは現実的に難しく、受信側における信号光の偏波状態を一定の状態に維持しておくことができない。この原因は、光ファイバ伝送路の温度変化、振動などによるものである。このような信号光の偏波状態の変化に依存することなくコヒーレント光の検波を実現する方法には、ダイバーシティ受信方式、偏波スクランブル方式および偏波コントロール方式がある。 For this reason, it is necessary to make the polarization states of the optical signal and the local oscillation light coincide with each other. However, it is practically difficult to maintain the polarization state in the longitudinal direction in the existing optical fiber transmission line. The polarization state cannot be kept constant. This cause is due to temperature change, vibration, etc. of the optical fiber transmission line. As a method for realizing the detection of coherent light without depending on such a change in the polarization state of the signal light, there are a diversity reception method, a polarization scrambling method, and a polarization control method.
従来のダイバーシティ受信方式を用いた受信器(偏波ダイバーシティ受信器)を図8に示す(非特許文献1を参照)。この偏波ダイバーシティ受信器は、局部発振光源81、光検波器82、復調回路83、加算器84、光偏波分離素子85および90°偏波回転器86を備えている。光偏波分離素子85は、送信側より伝送された信号光を、直交する第1偏波状態と第2偏波状態に配分する。第1の光検波器82は、この配分された信号光の一方を、局部発振光源81から90°偏波回転器86を介した局部発振光の第1偏波状態と混合して受信し、その偏波状態における中間周波信号を出力する。また、第2の光検波器82は、前記分配された信号光の他方を、局部発振光源81からの局部発振光の第2偏波状態と混合して受信し、その偏波状態における中間周波信号を出力する。復調回路83は、この2つの中間周波信号をそれぞれ復調し、加算器84は、復調回路83の出力を加算し、加算した信号成分を出力する。これにより、信号光の偏波状態に関わらず、受信器において一定以上の信号出力を得ることが可能となる。
A receiver (polarization diversity receiver) using a conventional diversity reception system is shown in FIG. 8 (see Non-Patent Document 1). This polarization diversity receiver includes a local oscillation light source 81, an
次に、従来の偏波スクランブル方式を用いたコヒーレント光送信器を図9に示す(非特許文献2を参照)。このコヒーレント光送信器は、光源91、および、内部または外部変調器92を備えている。また、このコヒーレント光送信器に加えて、発振器94および偏波変調器93が設けられている。発振器94および偏波変調器93は、コヒーレント光送信器により送信された信号光に対し、信号変調速度を上回る高速な偏波変動成分を与える。これにより、コヒーレント光受信器側において信号光と局部発振光を合波する際に、それぞれの偏波状態が一致する成分が必ず生じるため、受信時の偏波状態を考慮する必要がなくなる。したがって、伝送路中における偏波変動に依存しない一定の受信信号を得ることが可能となり、また、偏波ダイバーシティ受信器のように複雑な受信器構造を必要としないという利点がある。
Next, a coherent optical transmitter using a conventional polarization scrambling method is shown in FIG. 9 (see Non-Patent Document 2). This coherent optical transmitter includes a
次に、従来の偏波コントロール方式を用いたコヒーレント光送信器を図10に示す(非特許文献3を参照)。このコヒーレント光送信器は、偏波変動補償技術を用いるものであり、光源95、および、内部または外部変調器96を備えている。また、このコヒーレント光送信器に加えて、偏波ビームスプリッタ97,100および光ファイバ98,99が設けられている。光源95および変調器96は、変調形式が、ビット間隔の前半部がマークとなるような光信号を送信し、該光信号を偏波ビームスプリッタ97に入射する。偏波ビームスプリッタ97は、信号光を等分するように入射時の偏波状態を制御し、信号光を直交する偏波状態に分離する。光ファイバ98,99は、分離後の光路差が時間的にビットレートの半分の遅延を持つように調整されている。偏波ビームスプリッタ100は、光ファイバ98,99を介して伝搬した信号光を合波し、ビットの前半部と後半部において偏波状態が直交する変調信号光を生成する。これにより、コヒーレント光受信器によって変調信号光を検波した際に、局部発振光と信号光の偏波状態が一致する成分が必ず存在するから、一定の信号出力を得ることが可能となる。
Next, a coherent optical transmitter using a conventional polarization control system is shown in FIG. 10 (see Non-Patent Document 3). This coherent optical transmitter uses a polarization fluctuation compensation technique, and includes a
従来の図8のような偏波ダイバーシティ方式では、受信器が、送信器により送出された光信号を偏波ダイバーシティ受信することにより、光信号を検波する。このため、光信号を偏波ダイバーシティ受信するためには、受信器に、光偏波分離素子、光結合器、光検波器、復調回路および加算器を追加する必要がある。したがって、偏波ダイバーシティ受信方式を実現するためには、光受信器の構成が複雑化するという問題が生じる。 In the conventional polarization diversity system as shown in FIG. 8, the receiver detects the optical signal by receiving the polarization diversity of the optical signal transmitted from the transmitter. Therefore, in order to receive polarization diversity of an optical signal, it is necessary to add an optical polarization separation element, an optical coupler, an optical detector, a demodulation circuit, and an adder to the receiver. Therefore, in order to realize the polarization diversity reception system, there arises a problem that the configuration of the optical receiver becomes complicated.
また、従来の図9のような偏波スクランブル方式では、ビットレートを上回る速度で偏波変調をかける必要があるため、高速な発振信号を偏波変調器に入力するための発振器が必要となる。したがって、このような高周波部品が必要となることから、送信器自体が高価になってしまうという問題が生じる。 Further, in the conventional polarization scrambling method as shown in FIG. 9, since it is necessary to apply polarization modulation at a speed exceeding the bit rate, an oscillator for inputting a high-speed oscillation signal to the polarization modulator is required. . Therefore, since such a high-frequency component is required, there arises a problem that the transmitter itself becomes expensive.
さらに、従来の図10のような偏波コントロール方式では、偏波変調補償技術を用いたコヒーレント光送信器は、偏波ビームスプリッタが信号光を異なる偏波状態に分離する際に、偏波ビームスプリッタの分岐方向に対し45°の向きで信号光を入射する必要がある。つまり、光源よりある偏波状態で出力された信号光の偏波を、信号光が偏波ビームスプリッタに入力されるまで一定に維持しなければならないことを意味する。これは、特に光波長多重通信方式を行う場合に大きな問題となり、各信号光に対して一括で偏波制御を行う場合はそれぞれの信号光に対して個別に偏波保持を行う必要が生じ、結果として部品点数の増加や偏波保持を行うことによるコストの上昇を引き起こす原因となる。また、偏波を一定に維持しなければならないことから、偏波変動状態が一定でないような光伝送路中の任意の場所に、このような偏波変動補償装置を配置することが不可能になる。このため、偏波変動補償装置を常に送信側に配置しなければならないという問題が生じる。 Furthermore, in the conventional polarization control method as shown in FIG. 10, the coherent optical transmitter using the polarization modulation compensation technique is used when the polarization beam splitter separates the signal light into different polarization states. It is necessary to make the signal light incident at an angle of 45 ° with respect to the splitter branching direction. That is, it means that the polarization of the signal light output in a certain polarization state from the light source must be kept constant until the signal light is input to the polarization beam splitter. This is a big problem especially when performing optical wavelength division multiplexing, and when performing polarization control for each signal light collectively, it is necessary to individually maintain the polarization for each signal light, As a result, an increase in the number of parts and a cost increase due to polarization maintenance are caused. In addition, since the polarization must be kept constant, it is impossible to place such a polarization fluctuation compensator at any location in the optical transmission line where the polarization fluctuation state is not constant. Become. For this reason, there arises a problem that the polarization fluctuation compensator must always be arranged on the transmission side.
そこで、本発明は上記問題点を解決するため、信号光の伝送路中の偏波変動に依存せず、コヒーレント光通信時の受信感度を常に一定に保つことを、複雑な送受信器を用いることなく、既存の低コストな部品を用いることにより実現することを目的とする。また、光伝送路の任意の場所において偏波変動補償を可能とし、かつ、複数の信号光に対して一括で偏波制御を行うことにより、光波長多重通信時におけるコヒーレント光通信方式の導入を容易にすることを目的とする。 Therefore, in order to solve the above problems, the present invention uses a complex transmitter / receiver to always maintain the reception sensitivity at the time of coherent optical communication without depending on the polarization fluctuation in the transmission path of the signal light. Instead, it is intended to be realized by using existing low-cost parts. In addition, it is possible to compensate for polarization fluctuations at any location on the optical transmission line, and to perform polarization control for a plurality of signal lights at the same time, thereby introducing a coherent optical communication system at the time of optical wavelength division multiplexing communication. The purpose is to make it easier.
本発明は、光伝送路上において、偏波を制御する二分岐光遅延線を用いる光通信装置である。本発明の基本的な構成を図1に示す。この光通信装置は、光源11、変調器12、および、光分岐器14とアーム15,16と遅延器17と偏波回転器18と光合波器19とを有する偏波制御器13を備えている。光分岐器14と光合波器19は、アーム15により接続されると共に、アーム16により遅延器17及び偏波回転器18を介して接続される。光源11は連続光を発振し、変調器12は、この連続光を入力し、直接変調または外部変調により強度、位相または周波数信号変調を行い、RZ変調信号光101を偏波制御器13に挿入する。この場合、変調器12による信号変調形式は、マークがビット間隔の半分以下となるようなRZ信号形式である。このRZ変調信号光101は、例えば、図1に示すように、左側が最初の信号(1)で、次の信号は1つ右側の信号(0)というように、「101101」の信号列で構成されている。偏波制御器13の内部では、光分岐器14が、挿入されたRZ変調信号光101を分岐し、2つのアーム15,16に伝送する。このとき、アーム15に伝送された信号光はそのまま光合波器19に伝送され、アーム16に伝送された信号光は、変調信号速度の半分の遅延が与えられ、偏波状態を直交させられて、変調信号光102として光合波器19に伝送される。つまり、遅延器17は、分岐された信号光に対して、変調信号速度の半分の遅延を与えるように設計され、偏波回転器18は、アーム15の伝送信号である信号光に対して、偏波状態を直交させるように設計されている。そして、光合波器19は、偏波回転器18からの変調信号光102と、光分岐器14からの信号光とを入力し、合波する。
The present invention is an optical communication apparatus using a two-branch optical delay line for controlling polarization on an optical transmission line. A basic configuration of the present invention is shown in FIG. The optical communication apparatus includes a light source 11, a
これにより、合波後の変調信号光103は、1ビット内において直交する偏波成分を持ち、図示しない受信器における伝送信号のコヒーレント光検波時において、局部発振光の偏波状態に依存せず、一定の信号出力を得ることが可能となる。また、このとき、偏波制御器13に挿入されるRZ変調信号光101の偏波状態にかかわらず、偏波回転器18が出力する変調信号光102は、1ビット内に直交する成分を持っているから、RZ変調信号光101の偏波状態を制御する必要がない。
As a result, the combined modulated signal light 103 has orthogonal polarization components within one bit, and does not depend on the polarization state of the local oscillation light at the time of coherent optical detection of the transmission signal in a receiver (not shown). A constant signal output can be obtained. At this time, regardless of the polarization state of the RZ modulated signal light 101 inserted into the polarization controller 13, the modulated
このように、光伝送信号の1ビット内において直交する偏波状態を持たせることにより、伝送路中において信号光に対し偏波変動が生じた場合にも、ビット内偏波直交状態は保持される。このため、受信器側においてコヒーレント光受信を行う場合に、局部発振光に対し同一偏波状態の信号成分が必ず存在する。これにより信号光の偏波状態が、伝送路中においてどのような変化を受けた場合でもコヒーレント光受信を行うことが可能となり、受信器において信号を再生し出力することが可能となる。 In this way, by providing orthogonal polarization states within one bit of the optical transmission signal, even if polarization fluctuations occur in the signal light in the transmission line, the intra-bit polarization orthogonal state is maintained. The For this reason, when coherent light reception is performed on the receiver side, there is always a signal component in the same polarization state with respect to the local oscillation light. As a result, coherent light reception can be performed regardless of any change in the polarization state of the signal light in the transmission path, and the signal can be reproduced and output in the receiver.
以上説明したように、本発明の光通信装置は、光信号と局部発振光の偏波状態の制御を行うことなく、光へテロダイン受信時において一定の信号出力を得ることが可能となる。また、この光通信装置を用いた光通信システムは、偏波変動に依存しないコヒーレント光通信において、送受信器の構造を複雑化することなく、簡易な構造で信号検波を行うことが可能となる。 As described above, the optical communication apparatus of the present invention can obtain a constant signal output during optical heterodyne reception without controlling the polarization state of the optical signal and the local oscillation light. In addition, an optical communication system using this optical communication apparatus can perform signal detection with a simple structure without complicating the structure of the transceiver in coherent optical communication that does not depend on polarization fluctuations.
以下、本発明の実施形態について、図面を用いて詳細に説明する。以下、偏波制御器とは、図1に示した偏波制御器13の構造を持つ偏波制御器を指すものとする。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. Hereinafter, the polarization controller refers to a polarization controller having the structure of the polarization controller 13 shown in FIG.
本発明の第一の実施形態として、偏波制御器は、光ファイバ伝送路を用いることができる。図1において、本実施形態は、偏波制御器の入力および出力に光ファイバ伝送路を用いると共に、アーム15,16にも光ファイバ伝送路を用いて構成される。この場合、光分岐器14、光合波器19には例えば光ファイバカプラや空間系または導波路型光スプリッタを、遅延器17には例えば光ファイバ遅延器を用いることができる。
As a first embodiment of the present invention, the polarization controller can use an optical fiber transmission line. In FIG. 1, the present embodiment uses an optical fiber transmission line for the input and output of the polarization controller, and arms 15 and 16 also use an optical fiber transmission line. In this case, for example, an optical fiber coupler or a spatial system or a waveguide type optical splitter can be used for the optical branching device 14 and the optical multiplexer 19, and an optical fiber delay device can be used for the
このように、光通信装置は、光ファイバを用いて構成することにより、簡易な部品を用いて偏波制御を実現することが可能となり、偏波制御器13自体の製造費用を低く抑えることが可能となる。 Thus, by configuring the optical communication device using optical fibers, it becomes possible to realize polarization control using simple components, and the manufacturing cost of the polarization controller 13 itself can be kept low. It becomes possible.
また、偏波制御器は、例えばPLC(Planer Lightwave Circuit)を用いた光導波路型二分岐光遅延線を用いることができる。図1において、本実施形態は、偏波制御器の入力と出力、光分岐器14、光合波器19、アーム15、16および遅延器17について単一の光導波路素子を用いて構成される。偏波回転器18は、光導波路素子上に、例えば入力の偏波状態に対し出力の偏波状態が直交するように設計された、波長板または複屈折媒質を配置するように構成される。
The polarization controller may be an optical waveguide type two-branch optical delay line using PLC (Planer Lightwave Circuit), for example. In FIG. 1, the present embodiment is configured by using a single optical waveguide element for the input and output of the polarization controller, the optical branching device 14, the optical multiplexer 19, the arms 15 and 16, and the
このように、光通信装置は、光導波路型素子を用いて構成することにより、光ファイバを用いた場合に比べ伝送路の物理的な揺らぎへの耐性が強く、二分岐光遅延線の安定性が大きく向上する利点を有する。 As described above, the optical communication device is configured by using the optical waveguide type element, so that it is more resistant to physical fluctuation of the transmission line than the case of using the optical fiber, and the stability of the two-branch optical delay line is increased. Has the advantage of greatly improving.
さらに、偏波制御器は、例えば空間系の光学機器を用いることができる。図1において、例えば光ビームスプリッタを用いた光分岐器14が、偏波制御器への入力光を空間的に分離し、アーム15に相当する空間的伝送路と、遅延器17を含めたアーム16に相当する空間的伝送路との間の距離を調整することにより、光二分岐光遅延線を構築することができる。偏波回転器18には例えば波長板を、光合波器19には例えば光ビームコンパイナを用いることができる。
Further, for example, a spatial optical device can be used as the polarization controller. In FIG. 1, for example, an optical branching unit 14 using an optical beam splitter spatially separates the input light to the polarization controller, and a spatial transmission path corresponding to the arm 15 and an arm including a
このように、光通信装置は、空間系を用いて構成することにより、光学的に安定した偏波制御器を構成することができ、遅延器17の精度を大幅に向上させることが可能となる。
Thus, by configuring the optical communication device using a spatial system, an optically stable polarization controller can be configured, and the accuracy of the
図2は、本発明の第二の実施形態を示す構成図である。この光通信システムは、光源21、光信号変調器22および偏波制御器23を備えた送信器20と、局部発振光源26、光合波器27、光検波器28および復調回路29を備えた受信器25と、送信器と受信器との間を接続する光ファイバ伝送路24とにより構成される。この送信器20は、図1と同様に、光源21、光信号変調器22および偏波制御器23を用いることにより、ビット間隔内において偏波状態が直交する成分を持つ変調信号光103を出力する。光ファイバ伝送路24は、この変調信号光103を伝送し、コヒーレント光受信を行う受信器25は、この変調信号光103を受信し、送信器20から伝送された信号光の信号成分を出力する。
FIG. 2 is a block diagram showing a second embodiment of the present invention. This optical communication system includes a
図3は、本発明の第三の実施形態を示す構成図である。この光通信システムは、複数の送信器31−1〜nと、複数の受信器32−1〜nと、光分岐結合器33,34と、光ファイバ伝送路35とにより構成される。各送信器31−1〜nおよび各受信器32−1〜nは、図2に示した構成と同様であるものとする。複数の送信器31−1〜nがそれぞれ異なる光周波数の変調信号光を送出するように、各光源21には発振光周波数が設定されている。送信器31−1〜nが変調信号光をそれぞれ偏波制御した後、光分岐結合器33は、これらの信号光を合波する。そして、光ファイバ伝送路35が、合波された信号光を伝送した後、光分岐結合器34は、その信号光を分岐し、各受信器32−1〜nに挿入する。
FIG. 3 is a block diagram showing a third embodiment of the present invention. This optical communication system includes a plurality of transmitters 31-1 to 31 -n, a plurality of receivers 32-1 to 32 -n, optical branching
このとき、各受信器32−1〜nは、局部発振光の光周波数を変えることにより、異なる光周波数の変調信号光を受信検波することが可能となる。また、多数の光周波数を搬送波とした多重信号を同一の光ファイバ上で伝送することにより、伝送容量の大幅な拡大を実現することが可能となる。光分岐結合器33,34を光周波数分岐結合器とすることにより、変調信号を分岐結合する際の伝搬損失を大幅に低減させることも可能となる。
At this time, each of the receivers 32-1 to 32-n can receive and detect modulated signal light having different optical frequencies by changing the optical frequency of the local oscillation light. In addition, it is possible to realize a large increase in transmission capacity by transmitting multiple signals having a large number of optical frequencies as carrier waves on the same optical fiber. By using the
図4は、本発明の第四の実施形態を示す構成図である。この光通信システムは、複数の送信器41−1〜nと、複数の受信器42−1〜nと、光分岐結合器43,44と、偏波制御器45と、光ファイバ伝送路46とにより構成される。各送信器41−1〜nは、異なる光周波数を発振する光源21、および光信号を変調する光信号変調器22を備え、各受信器42−1〜nは、図2および図3に示した構成と同様であるものとする。各送信器41−1〜nは変調信号光を送出し、光分岐結合器43がこの信号光を合波し、偏波制御器45が偏波制御する。偏波制御器45を、図1に示した偏波制御器13と同様の構成とすることにより、各信号光に対して一括で偏波制御を行うことが可能となる。その後、光ファイバ伝送路46は信号光を伝送し、光分岐結合器44は、信号光を各受信器42−1〜nに分岐する。変調信号光の光周波数にそれぞれ対応した受信器42−1〜nは、これらの信号光をコヒーレント光受信することにより、送信信号を復調し出力することができる。
FIG. 4 is a block diagram showing a fourth embodiment of the present invention. This optical communication system includes a plurality of transmitters 41-1 to 41-n, a plurality of receivers 42-1 to 42-n, optical branching
このように、偏波制御器45が各変調信号に一括で偏波制御をかけることにより、従来のコヒーレント光通信と構成を大きく変えることなく、偏波状態への依存性を解決することが可能となる。また、偏波制御器45による偏波制御は入力の偏波状態に依存しないため、多数の変調信号光に対し一括で偏波制御を行う場合に、各信号の偏波状態を一定に保つ必要がなく、偏波制御器45の構成を簡易なものとすることが可能となる。
In this way, the
また、第四の実施形態によれば、第三の実施形態において各送信器31−1〜nに個別に配置していた偏波制御器23を複数の送信器41−1〜nで共有することが可能となるため、送信器41−1〜n、光分岐結合器43および偏波制御器45を一カ所に集中配置するネットワーク構成において、特に有効となる。中でも、受信器42−1〜nを分散配置するポイント−マルチポイントネットワークの形態においては、各受信器42−1〜nの機能を削減し、送信器41−1〜n側に機能を集約することにより、ネットワーク全体の管理を簡易なものとすることができる。したがって、本実施形態は非常に有効であり、受信器において構成を複雑化し、コストを上げる要因となる偏波ダイバーシティ構造を必要とせず、偏波への依存性を解決することが可能となる。
Further, according to the fourth embodiment, the
図5は、本発明の第五の実施形態を示す構成図である。この光通信システムは、送信器51,54と、受信器52,53と、光分岐結合器55,56と、光ファイバ伝送路57とにより構成される。各送信器51,54および各受信器52,53は、図2に示した構成と同様であるものとする。各送信器51,54が光周波数の異なる変調信号光を送信し、光分岐結合器55,56および光ファイバ伝送路57を経て、各受信器52,53がコヒーレント光検波する点は、図2〜4と同様である。この光通信システムは、送信器51から受信器52に光信号を伝送する方向とは逆向きに、送信器54および受信器53を配置することにより、双方向の光通信を可能としている。
FIG. 5 is a block diagram showing a fifth embodiment of the present invention. This optical communication system includes
光分岐結合器55,56を、光周波数分岐結合器または光サーキュレータとすることにより、分岐結合時の光信号損失を低減することが可能となる。これは、図2を拡張した図3と同様に構成することにより、複数の送信器および複数の受信器を用いて双方向伝送を実現することも可能となる。また、このとき、図4に示したように、複数の送信器で偏波制御器を共有する形態とすることもできる。
By using
以上、第二、三および五の実施形態においては、偏波制御器を信号送信器内部に配置した場合を示したが、該偏波制御器は光信号の偏波状態に依存せず偏波制御を行うため、受信器の前段に配置するようにしてもよい。 As described above, in the second, third, and fifth embodiments, the case where the polarization controller is arranged inside the signal transmitter has been described. However, the polarization controller does not depend on the polarization state of the optical signal. In order to perform control, it may be arranged in front of the receiver.
図6は、本発明の第六の実施形態を示す構成図である。この光通信システムは、複数の送信器61−1〜n,62−1〜mと、複数の受信器63−1〜n,64−1〜mと、光分岐結合器65〜69と、偏波制御器71,72と、光ファイバ伝送路73とにより構成されるポイント−マルチポイント形態のネットワークである。各送信器61−1〜n,62−1〜mは、異なる光周波数の変調信号光を出力するために、光源21および光変調手段22を備えている。図4の構成と同様に、送信器61−1〜nは光周波数の異なる変調信号光を送出し、光分岐結合器65はこれらの光変調信号を合波し、偏波制御器71は偏波状態を制御し、光分岐結合器67が光変調信号を合波して光ファイバ伝送路73に出力する。その後、光ファイバ伝送路73は光信号を伝送し、光分岐結合器68,69は光信号を分岐し、受信器63−1〜nは分岐された光信号を受信する。この場合、受信器63−1〜nは分散配置されている。
FIG. 6 is a block diagram showing a sixth embodiment of the present invention. This optical communication system includes a plurality of transmitters 61-1 to n, 62-1 to m, a plurality of receivers 63-1 to n, 64-1 to m,
さらに、双方向の光通信システムを構成するため、送信器62−1〜n、受信器64−1〜n、光分岐結合器66〜69および偏波制御器72を用いることにより、双方向多重伝送を実現することができる。この場合、特にポイント−マルチポイント形状のトポロジにおいては、図6に示すように、片端の送信器および受信器がそれぞれ一カ所に集中配置され、他方の送信器および受信器はそれぞれを対として分散配置される。そのため、送信器62−1〜nから受信器64−1〜nへの方向の伝送の際には、光分岐結合器66と67との間に偏波制御器72を配置することにより、受信時の偏波状態への依存性を低減することが可能となる。また、光分岐結合器65〜69を光周波数分岐結合器とする、または光分岐結合器67,69を光サーキュレータとすることにより、分岐結合損失を低減することが可能となる。
Furthermore, in order to construct a bidirectional optical communication system, bidirectional multiplexing is performed by using transmitters 62-1 to n, receivers 64-1 to n, optical branching
また、これら第一〜六の実施形態において用いた偏波制御器は、ビット内をn分割し、n本の遅延線を用いてn通りの偏波状態とする、図7のような構成とすることもできる。図7において、偏波制御器は、光分岐器75、光合波器76、遅延器77−1〜(n−1)および偏波回転器78−1〜(n−1)を備えている。光分岐器75は、信号光の信号変調形式を1ビットの1/n以下がマークとなるようなRZ変調信号光を入力する。そして、光分岐器75は信号光をn分岐し、n本の伝送路に送出する。その後、遅延器77−1〜(n−1)および偏波回転器78−1〜(n−1)は、それぞれ遅延および偏波回転を行い、光合波器76は、1ビット内でn通りの偏波状態を持つ変調信号を生成する。各遅延器77は、それぞれ1ビットの速度の1/n〜(n−1)/nの遅延を与えるように設計されている。
Further, the polarization controller used in the first to sixth embodiments has a configuration as shown in FIG. 7 in which the bit is divided into n and n polarization lines are used using n delay lines. You can also In FIG. 7, the polarization controller includes an optical branching device 75, an
このとき、偏波制御器は、当該偏波制御器に挿入前の信号光の偏波状態からその挿入前の信号光に直交する偏波状態までを、n分割したn通りの偏波状態をそれぞれとるように偏波状態を制御する。または、偏波制御器は、m番目の偏波状態がm+1番目の偏波状態と直交するように制御することにより、交互に直交する偏波状態が連続するような変調信号を生成することができる。 At this time, the polarization controller has n polarization states divided into n from the polarization state of the signal light before insertion into the polarization controller to the polarization state orthogonal to the signal light before insertion. The polarization state is controlled to take each. Alternatively, the polarization controller may generate a modulation signal in which alternately orthogonal polarization states are continuous by controlling the mth polarization state to be orthogonal to the m + 1th polarization state. it can.
11,21,91,95 光源
12,22,92,96 変調器
13,23,45,71,72 偏波制御器
14,75 光分岐器
15,16 アーム
17,77 遅延器
18,78,86 偏波回転器
19,27,76 光合波器
20,31,41,51,54,61,62 送信器
24,35,46,57,73 光ファイバ伝送路
25,32,42,52,53,63,64 受信器
26,81 局部発振光源
28,82 光検波器
29,83 復調回路
33,34,43,44,55,56,65〜69 光分岐結合器
84 加算器
85 光偏波分離素子
93 偏波変調器
94 発振器
97,100 偏波ビームスプリッタ
98,99 光ファイバ
101,102,103 変調信号光
11, 21, 91, 95
33, 34, 43, 44, 55, 56, 65 to 69
Claims (8)
発振光に対してビット間隔の半分以下がマークとなるように変調された変調信号光を入力し、該変調信号光を分岐する光分岐手段と、
該分岐した変調信号光の一方の偏波状態を、他方の偏波状態に直交させるように偏波回転させる偏波回転手段と、
前記分岐した変調信号光の一方を、他方に対して時間的に半ビット分遅延させる遅延手段と、
前記偏波回転および遅延した一方の変調信号光と他方の変調信号光とを合波する光合波手段と、
を有する偏波制御手段を備え、
該偏波制御手段の光合波手段により合波された変調信号光には、1ビット内において直交する偏波成分を含むことを特徴とする光通信装置。 In an optical communication apparatus used in an optical communication system in which a transmitter transmits signal light that has been modulated with light intensity, phase, or frequency, and a receiver receives the signal light and performs coherent optical detection.
Optical branching means for inputting modulated signal light modulated so that a half or less of the bit interval becomes a mark with respect to the oscillation light, and branching the modulated signal light;
Polarization rotating means for rotating the polarization so that one polarization state of the branched modulated signal light is orthogonal to the other polarization state;
Delay means for delaying one of the branched modulated signal lights by half a bit with respect to the other;
Optical multiplexing means for multiplexing one of the modulated signal light and the other modulated signal light that has been polarized and rotated;
A polarization control means having
An optical communication apparatus characterized in that the modulated signal light multiplexed by the optical multiplexing means of the polarization control means includes orthogonal polarization components within one bit.
前記偏波制御手段は、光ファイバ伝送路を用いた二分岐光遅延線、光導波路を用いた二分岐光遅延線、または、光空間系を用いた二分岐光遅延線を有することを特徴とする光通信装置。 The optical communication device according to claim 1,
The polarization control means includes a two-branch optical delay line using an optical fiber transmission line, a two-branch optical delay line using an optical waveguide, or a two-branch optical delay line using an optical space system. Optical communication device.
前記送信器は、請求項1または2に記載の偏波制御手段を有することを特徴とする光通信システム。 In an optical communication system in which a transmitter transmits signal light whose optical intensity, phase, or frequency is modulated, and a receiver receives the signal light and performs coherent optical detection,
An optical communication system, wherein the transmitter includes the polarization control unit according to claim 1.
請求項1または2に記載の偏波制御手段をそれぞれ有し、異なる光周波数の変調信号光をそれぞれ偏波制御手段により偏波制御して送信する複数の送信器と、
該送信した信号光を合波する光合波手段と、
該合波した信号光を分岐する光分岐手段と、
該分岐した信号光をそれぞれ受信する複数の受信器と、
を備えたことを特徴とする光通信システム。 In an optical communication system in which a transmitter transmits signal light whose optical intensity, phase, or frequency is modulated, and a receiver receives the signal light and performs coherent optical detection,
A plurality of transmitters each having the polarization control means according to claim 1 and 2, wherein each of the modulated signal lights having different optical frequencies is subjected to polarization control by the polarization control means and transmitted.
Optical multiplexing means for multiplexing the transmitted signal light;
Optical branching means for branching the combined signal light;
A plurality of receivers each receiving the branched signal light;
An optical communication system comprising:
異なる光周波数の変調信号光をそれぞれ送信する複数の送信器と、
該送信した信号光を合波する光合波手段と、
該合波した信号光を分岐する光分岐手段と、
該分岐した信号光をそれぞれ受信する複数の受信器と、
前記光合波手段と光分岐手段との間の伝送路に設けられた請求項1または2に記載の光通信装置とを備え、
前記光通信装置は、光合波手段により合波された複数の変調信号光に対し、一括で偏波制御を行うことを特徴とする光通信システム。 In an optical communication system in which a transmitter transmits signal light whose optical intensity, phase, or frequency is modulated, and a receiver receives the signal light and performs coherent optical detection,
A plurality of transmitters each transmitting modulated signal light of different optical frequencies;
Optical multiplexing means for multiplexing the transmitted signal light;
Optical branching means for branching the combined signal light;
A plurality of receivers each receiving the branched signal light;
The optical communication device according to claim 1 or 2 provided in a transmission path between the optical multiplexing unit and the optical branching unit,
The optical communication apparatus performs polarization control collectively on a plurality of modulated signal lights combined by an optical multiplexing unit.
請求項1または2に記載の偏波制御手段をそれぞれ有する第1の送信器および第2送信器と、
前記第1の送信器から送信した信号光を、伝送路を介して受信する第1の受信器と、
前記第2の送信器から送信した送信光を、伝送路を介して受信する第2の受信器と、
前記第1の送信器からの信号光を伝送路へ送出すると共に、第2の送信器から伝送路を介した信号光を第2の受信器に送出する第1の光分岐結合手段と、
前記第2の送信器からの信号光を伝送路へ送出すると共に、第1の送信器から伝送路を介した信号光を第1の受信器に送出する第2の光分岐結合手段とを備え、
前記第1および第2の光分岐結合手段を用いて、双方向の伝送を共通の前記伝送路を介して実現することを特徴とする光通信システム。 In an optical communication system in which a transmitter transmits signal light whose optical intensity, phase, or frequency is modulated, and a receiver receives the signal light and performs coherent optical detection,
A first transmitter and a second transmitter each having the polarization control means according to claim 1 or 2,
A first receiver for receiving the signal light transmitted from the first transmitter via a transmission line;
A second receiver for receiving the transmission light transmitted from the second transmitter via a transmission line;
First optical branching and coupling means for sending signal light from the first transmitter to a transmission line and sending signal light from the second transmitter to the second receiver through the transmission line;
Second optical branching and coupling means for sending signal light from the second transmitter to the transmission line and sending signal light from the first transmitter via the transmission line to the first receiver. ,
An optical communication system characterized in that bidirectional transmission is realized through the common transmission path by using the first and second optical branching and coupling means.
前記光通信システムは、それぞれ集中配置された複数の送信器および複数の受信器と、該集中配置された複数の送信器からそれぞれ送信された信号光を合波する第1の光分岐結合手段と、該集中配置された複数の受信器に対して信号光を分岐する第2の光分岐結合手段と、分散配置された複数の送信器および複数の受信器とを備えたポイント−マルチポイント形状のネットワークを構成し、
請求項1または2に記載の光通信装置を、前記第1の光分岐結合手段の後段に、および、前記第2の光分岐結合手段の前段にそれぞれ設け、
前記光通信装置は、複数の変調信号光に対し、一括で偏波制御を行うことを特徴とする光通信システム。 In an optical communication system in which a transmitter transmits signal light modulated in light intensity, phase or frequency, and a receiver receives the signal light and performs coherent optical detection.
The optical communication system includes a plurality of transmitters and a plurality of receivers arranged in a centralized manner, and a first optical branching and coupling unit for multiplexing signal lights respectively transmitted from the plurality of transmitters arranged in a centralized manner. A point-multipoint configuration comprising: a second optical branching and coupling means for branching signal light to the plurality of concentrated receivers; and a plurality of transmitters and receivers arranged in a distributed manner Configure the network,
The optical communication device according to claim 1 or 2 is provided at a stage after the first optical branching and coupling unit and at a stage before the second optical branching and coupling unit,
The optical communication apparatus performs polarization control on a plurality of modulated signal lights at once.
発振光に対してビット間隔の1/n以下がマークとなるように変調された変調信号光を入力し、該変調信号光をn分岐する光分岐手段と、
該n分岐した変調信号光のうちのn−1個の変調信号光を、他の変調信号光を含めて1ビット内でn通りの偏波状態を有するように、それぞれ所定の偏波状態に偏波回転させる偏波回転手段と、
前記n分岐した変調信号光のうちのn−1個の変調信号光を、他の変調信号光を含めて1ビット内でn通りの偏波状態を有するように、時間的にそれぞれ所定分遅延させる遅延手段と、
前記偏波回転および遅延したn−1個の変調信号光と他の変調信号光とを合波する光合波手段と、
を有する偏波制御手段を備え、
該偏波制御手段の光合波手段により合波された変調信号光には、1ビット内においてn通りの偏波成分を含むことを特徴とする光通信装置。 In an optical communication apparatus used in an optical communication system in which a transmitter transmits signal light that has been modulated with light intensity, phase, or frequency, and a receiver receives the signal light and performs coherent optical detection.
Optical branching means for inputting modulated signal light modulated so that a mark is 1 / n or less of the bit interval with respect to the oscillation light, and for branching the modulated signal light into n branches;
Each of the n-1 modulated signal lights out of the n-branched modulated signal lights is changed to a predetermined polarization state so as to have n polarization states within one bit including other modulated signal lights. Polarization rotation means for rotating the polarization;
Of the n-branched modulated signal lights, n-1 modulated signal lights are delayed by a predetermined amount in time so as to have n polarization states within one bit including other modulated signal lights. Delay means,
Optical multiplexing means for multiplexing the polarization-rotated and delayed n-1 modulated signal lights and other modulated signal lights;
A polarization control means having
An optical communication apparatus characterized in that the modulated signal light combined by the optical multiplexing means of the polarization control means includes n polarization components in one bit.
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---|---|---|---|---|
JP2010148007A (en) * | 2008-12-22 | 2010-07-01 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | Optical communication system and method of generating modulation optical signal |
CN104049389A (en) * | 2014-05-16 | 2014-09-17 | 中国科学院上海光学精密机械研究所 | Modulation device for phase of all-fiber laser pulse |
WO2016031187A1 (en) * | 2014-08-28 | 2016-03-03 | 日本電気株式会社 | Polarization dispersion adder and light receiver |
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2005
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