JP2008170996A - Ａｓｋ変調とｐｓｋ変調による信号の通信 - Google Patents

Abstract

【課題】ＡＳＫ変調とＰＳＫ変調による信号を通信する従来の方法に付随する不利益と問題を小さくまたは無くすことである。
【解決手段】複数の変調フォーマットにより複数の信号を変調するトランスミッタ変調器である。該トランスミッタ変調器は、第１の変調フォーマットにより第１の信号をエンコードする第１の変調器と、第２の変調フォーマットにより、前記第１の信号と直交偏光した第２の信号をエンコードする第２の変調器と、前記第１の信号と前記第２の信号を結合して送信する、前記第１の変調器と前記第２の変調器とに結合した偏光ビーム結合器とを有する。
【選択図】図３

Description

本発明は、信号通信に関し、より具体的にはＡＳＫ変調とＰＳＫ変調による信号の通信に関する。

信号は位相シフトキーイング（ＰＳＫ）と振幅シフトキーイング（ＡＳＫ）を用いて変調できる。ＰＳＫ変調においては、信号の位相の変化を使ってデータを表し、ＡＳＫ変調においては、信号の振幅レベルを使ってデータを表す。

しかし、ＰＳＫ−ＡＳＫ通信においては問題が生じる。一例として、ＰＳＫ−ＡＳＫ通信は一般に最適でない消光比（extinction ratio）を使用する。消光比とは、「１」を表すパルスの光強度と、「０」を表すパルスの光強度との比率である。一般的に、ＡＳＫ消光比が高いとＡＳＫ通信の効率はよくなるが、ＰＳＫ通信の効率は悪くなる。例えば、消光比が１０デシベルであれば、ＡＳＫ通信には最適であるが、ＰＳＫ通信には最適ではない。一般的に、ＡＳＫ通信に最適な消光比とＰＳＫ通信に最適な消光比との間の妥協的な消光比を使用する。例えば、７デシベルの消光比が選択される。しかし、妥協的な消光比は一般的にはＡＳＫ通信またはＰＳＫ通信にとって最適なものではない。

他の例として、ＰＳＫ−ＡＳＫ通信ではＡＳＫ信号とＰＳＫ信号の間のクロストーク（crosstalk）が問題となる。ＡＳＫ信号はＰＳＫ信号に非線形の位相シフトを生じさせる。非線形の位相シフトはＰＳＫ信号に非線形の位相ノイズを生じ、ＰＳＫ信号を劣化させる。また、自己位相変調（self-phase modulation）により周波数チャーピング（frequency chirp）を生じる位相シフトが起こり、ＡＳＫ信号が劣化する。

本発明により、ＡＳＫ変調とＰＳＫ変調による信号を通信する従来の方法に付随する不利益と問題を小さくまたは無くなる。

本発明の一実施形態では、複数の変調フォーマットにより信号を変調するトランスミッタ変調器は、第１の変調器と、第２の変調器と、偏光ビーム結合器とを有する。第１の変調器は、第１の変調フォーマットにより第１の信号をエンコードする。第２の変調器は、第２の変調フォーマットにより第２の信号をエンコードする。第１の信号は第２の信号に対して直交偏光している。偏光ビーム結合器は、第１の信号と第２の信号とを結合して送信する。

本発明の一実施形態では、複数の変調フォーマットにより変調された信号を復調するレシーバ復調器は、偏光ビームスプリッタと、第１の復調器と、第２の復調器とを有する。偏光ビームスプリッタは信号を分離して、第１の信号と第２の信号とを与える。第１の信号は第１の変調フォーマットによりエンコードされ、第２の信号は第２の変調フォーマットによりエンコードされている。第１の信号は第２の信号に対して直交偏光している。第１の復調器は、第１の変調フォーマットにより第１の信号をデコードする。第２の復調器は、第２の変調フォーマットにより第２の信号をデコードする。

本発明の実施形態は１つ以上の技術的有利性を提供する。一実施形態の技術的利点は、トランスミッタが、第１の変調フォーマットを用いて第１の信号を変調し、第２の変調フォーマットを用いて第２の信号を変調し、第１の信号は第２の信号に対して直交偏光していることである。次に、信号は結合されて送信される。相異なる変調フォーマットを用いて直交偏光（orthogonally polarized）した信号をエンコードすると、エンコード信号（encoded signals）間のクロストークが低減し、一方の変調フォーマットの消光比の他方の変調フォーマットの消光比に対する依存性も低減する。

一実施形態の他の技術的利点は、第１の変調フォーマットはＰＳＫ変調であり、第２の変調フォーマットはＡＳＫ変調であることである。従って、ＰＳＫ−ＡＳＫ通信に付随する問題を軽減することができる。

一実施形態の他の技術的利点は、レシーバが、偏光コントローラの偏光設定を監視（monitor）する偏光制御モニタ（polarization controller monitor）を含むことである。この実施形態では、偏光制御モニタは信号（signals）の一方のパワーレベルを測定する。測定したパワーが期待パワーより小さいとき、受信信号の偏光角を調節する。

本発明の実施形態には、上記の技術的な有利性を含まないもの、一部を含むもの、すべてを含むものがある。図面、詳細な説明、及び特許請求の範囲に基づき、当業者には容易に１つ以上の技術的な有利性が明らかとなるであろう。

本発明とその特徴及び優位性をよりよく理解してもらうため、添付した図面を参照しつつ以下に説明する。

本発明の実施形態とその有利性は、図１乃至図６を参照してよく理解される。図面において、同じ参照符号は同一または対応する要素を示している。

図１は、振幅シフトキーイング（ＡＳＫ）及び位相シフトキーイング（ＰＳＫ）変調により信号を通信するシステム１０の一実施形態を示す図である。この実施形態では、トランスミッタは、第１の変調フォーマットにより第１の信号を変調し、第２の変調フォーマットにより第２の信号を変調し、第１の信号は第２の信号に対して直交偏光している。一実施形態では、第１の変調フォーマットはＰＳＫ変調であり、第２の変調フォーマットはＡＳＫ変調である。信号は結合されて送信される。相異なる変調フォーマットで直交偏光（orthogonally polarized）した信号をエンコードすると、エンコード信号（encoded signals）間のクロストークが低減し、一方の変調フォーマットの消光比の他方の変調フォーマットの消光比に対する依存性も低減する。

一実施形態では、システム１０は信号を通信する。信号は光のパルスとして送信される光信号であってもよい。例えば、光信号の波長は約１５５０ナノメートルであり、データレートは毎秒１０ギガビット、２０ギガビット、４０ギガビット、またはそれ以上である。信号は、音声、データ、オーディオ、ビデオ、マルチメディアその他の情報、またはこれらの任意の組合せ等の任意の情報を通信ことができる。

システム１０は複数の装置を含み、その装置はその動作を実行するように動作可能なコンポーネント（components）を有する。例えば、１つの装置（device）はロジック、インターフェイス、メモリ、またはこれらの好適な任意の組合せを含む。「ロジック（logic）」とは、ハードウェア、ソフトウェア、その他のロジック、またはこれらの好適な組合せをいう。ロジックは装置の動作を管理するものであってもよく、例えばプロセッサを含んでいてもよい。「プロセッサ」とは、命令を実行し、データを操作して演算を実行する任意の好適な装置をいう。

「インターフェイス」は、入力を受け取り、出力の送り出し、その入出力を好適に処理し、またはこれらの組合せを行うことができ、１つ以上のポート、変換ソフトウェア、またはこれら両方を含む。「メモリ」は、情報を格納してその読み出し、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、リードオンリメモリ（ＲＯＭ）、磁気ドライブ、ディスクドライブ、コンパクトディスク（ＣＤ）ドライブ、デジタルビデオディスク（ＤＶＤ）ドライブ、リムーバブルメディアストレージ、その他の任意の好適なストレージメディア、またはこれらの任意の組合せを含む。

図示した実施形態では、システム１０はトランスミッタ２０を含む。このトランスミッタ２０はレシーバ２８と信号を通信する。トランスミッタ２０とレシーバ２８は複数の変調フォーマットにより通信することもできる。変調フォーマットとは、あるやり方で信号を変調して、その信号にデータをエンコードする方法のことである。変調フォーマットの例としてはＰＳＫ変調やＡＳＫ変調がある。

一実施形態では、ＰＳＫ変調は差分ＰＳＫ（ＤＰＳＫ）変調を意味する。ＤＰＳＫ変調では、連続するビット間の位相シフトはビットを表す。ｎ位相シフトキーイング（ｎ−ＰＳＫ）変調では、ｎ個の相異なる位相シフトを使用してシンボルごとにｐビットをエンコードする。ここでｎ＝２^ｐである。例えば、差分２値ＰＳＫ（ＤＢＰＳＫ）は２つの位相シフトを使用してシンボルごとに１ビットをエンコードし、差分４相位相シフトキーイングは４つの位相シフトを使用してシンボルごとに２ビットをエンコードする。

ＡＳＫ変調では、振幅レベルがビットを表す。ｎ位相振幅キーイング（ｎ−レベルＡＳＫ）変調では、ｎ個の相異なる振幅シフトを使用してシンボルごとにｐビットをエンコードする。ここでｎ＝２^ｐである。例えば、２レベルＡＳＫは２つの振幅シフトを使用してシンボルごとに１ビットをエンコードし、４レベルＡＳＫは４つの振幅シフトを使用してシンボルごとに２ビットをエンコードする。

一実施形態では、トランスミッタ２０はＰＳＫ及びＡＳＫ変調により信号を変調し、ＰＳＫ−ＡＳＫエンコード信号（PSK-ASK encoded signal）にデータをエンコードする。レシーバ２８は、ＰＳＫ及びＡＳＫ復調によりＰＳＫ−ＡＳＫ信号を復調し、信号にエンコードされているデータをデコード（decode）する。トランスミッタ２０とレシーバ２８は、図２を参照して説明するＰＳＫ及びＡＳＫの変復調を行う。

図２は、図１のシステム１０が行う信号のＰＳＫ及びＡＳＫ変調の一例を示す図である。ダイアグラム（diagram）１２は、ＰＳＫ及びＡＳＫ変調によりエンコードされた信号を示す。この例では、信号１４は波長λを有し、直交偏光された信号１６、１８に分割される。信号１６はＰＳＫ変調によりエンコードされ、信号１８はＡＳＫ変調によりエンコードされている。

直交偏光された信号１６、１８を相異なる変調フォーマットでエンコードするので、複数変調フォーマットによる通信に付随する問題を低減できる。一例として、信号１６、１８は直交偏光により分割されており、ＰＳＫ変調によりＡＳＫ変調の消光比に制限が課されることはない。他の例として、信号１６、１８は直交偏光により分割されているので、信号間のクロストークが低減される。他の例として、レシーバ側のモニタが、信号１６または１８のパワーレベルを測定して受信信号の偏光を調整するかどうか決定してもよい。

図３は、図１のシステム１０で使用するトランスミッタ２０の一実施形態を示す図である。トランスミッタ２０はＰＳＫ変調とＡＳＫ変調により信号を変調する１つ以上の好適な構成要素を含む。図示した実施形態では、トランスミッタ２０は光源２２、偏光コントローラ２３、偏光ビームスプリッタ（ＰＢＳ）２５、ＰＳＫ変調器２４、ＡＳＫ変調器２６、偏光ビームコンバイナ（ＰＢＣ）２７を含み、これらは図のように結合している。

実施形態では、光源２２は光ビームを放射し、その光ビームはビットによりエンコードされ情報を通信する信号を与える。光源２２は連続波の光ビームを放射して、その光ビームを１つ以上の信号に分離してエンコードしてもよい。

偏光コントローラ２３は、光源２２からの信号を偏光して、直交信号成分を与える。偏光コントローラ２３は好適な設定により直交信号成分を与える。例えば、偏光コントローラは約４５°に設定される。

偏光ビームスプリッタ（ＰＢＳ）２５は信号を分割して、互いに９０°に直交偏光した信号を与える。各信号は変調フォーマットにより変調される。例示した実施形態では、偏光ビームスプリッタ２５は信号を分割して、ＡＳＫ変調のための信号とＰＳＫ変調のための信号とを与える。信号は好適な方法で分割することができる。一実施形態では、信号を直交信号成分Ｅｘ、Ｅｙに分割する。成分ＥｘをＰＳＫ変調用の信号として使用し、成分ＥｙをＡＳＫ変調用の信号として使用する。

ＰＳＫ変調器２４はＰＳＫ変調により信号を変調して、ＰＳＫエンコード信号（PSK encoded signal）を与える。図示した実施形態では、ＰＳＫ変調器２４はＰＳＫモジュール４０とＲＺ（return-to-zero）モジュール４４とを含み、これらは図のように結合している。一実施形態では、ＰＳＫモジュール４０は１つ以上のＰＳＫデータエンコーダを含む。各ＰＳＫデータエンコーダはＰＳＫデータ５６をエンコードして信号にする。その信号はＰＳＫ変調器２４が受信した信号から分割されたものである。ＰＳＫデータエンコーダは位相変調器６６を含む。この位相変調器は、ＰＳＫデータ５６を信号にエンコードするために、ＰＳＫデータ５６により信号の位相を変調する。

ＲＺモジュール４４はＲＺ変調によりＰＳＫ信号を変調し、各パルス間で信号の振幅をゼロに戻す。ＲＺモジュール４４はクロック７０と振幅変調器７４とを含む。振幅変調器７４はクロック７０から受け取ったクロック信号によりＰＳＫ信号を変調する。振幅変調器７４は好適な振幅変調器を表す。一般的に、振幅変調器の例はマッハ・ゼンダー変調器等の強度変調器を含む。

ＡＳＫ変調器２６はＡＳＫ変調により信号を変調して、ＡＳＫエンコード信号（ASK encoded signal）を与える。ＡＳＫ変調器２６は１つ以上のＡＳＫデータエンコーダを含む。各ＡＳＫデータエンコーダはＡＳＫデータ７７をエンコードし、信号にする。ＡＳＫデータエンコーダはＡＳＫデータ７７により信号の振幅を変調してＡＳＫデータ７７をエンコードして信号にする振幅変調器７８を有する。

偏光ビームコンバイナ（ＰＢＣ）２７はＡＳＫ信号とＰＳＫ信号を結合してＰＳＫ−ＡＳＫ信号を与え、レシーバ２８に送信する。

本発明の範囲から逸脱することなく、トランスミッタ２０に修正、追加、または削除をすることができる。トランスミッタ２０のコンポーネントは具体的な必要性に応じて一体化されたり、分離されたりしてもよい。さらに、トランスミッタ２０の動作を実行する構成要素は、これより多くても少なくてもよいし、他の構成要素であってもよい。また、トランスミッタ２０の動作の実行は、いかなる好適なロジックを用いて行われてもよい。本明細書では、「各」とは、集合の各要素、または集合の部分集合の各要素を指す。

図４は、図１のシステム１０で使用するレシーバ２８の一実施形態を示す図である。レシーバ２８はＰＳＫとＡＳＫ変調により信号を変調する１つ以上の好適な構成要素を含む。図示した実施形態では、レシーバ２８は偏光コントローラ８３、偏光ビームスプリッタ（ＰＢＳ）８４、偏光コントローラモニタ８５、ＡＳＫ復調器８６、及びＰＳＫ復調器８２を含み、これらは図のように結合している。

偏光コントローラ８３はトランスミッタ２０からのＰＳＫ−ＡＳＫ信号の偏光を設定して、直交信号成分を与える。偏光コントローラ８３は好適な設定により直交信号成分を与える。例えば、偏光コントローラは約４５°に設定される。一実施形態では、偏光コントローラ８３は偏光コントローラモニタ８５から命令を受け取る。これについては以下に詳述する。

偏光ビームスプリッタ（ＰＢＳ）８４はＰＳＫ−ＡＳＫ信号を分割して、互いに９０°に直交偏光した２つの信号を発生する。各信号は変調フォーマットにより復調される。例示した実施形態では、偏光ビームスプリッタ８４は信号を分割して、ＡＳＫ変調のための信号とＰＳＫ変調のための信号とを与える。信号は好適な方法で分割することができる。一実施形態では、信号を直交信号成分Ｅｘ、Ｅｙに分割する。成分ＥｘをＰＳＫ復調用の信号として使用し、成分ＥｙをＡＳＫ復調用の信号として使用する。

ＡＳＫ復調器８６はＡＳＫ変調により信号を復調する。ＡＳＫ復調器８６は１つ以上のＡＳＫデータデコーダを含む。各ＡＳＫデコーダは信号をデコードしてＡＳＫデータ７７を与える。ＡＳＫデータデコーダはフォトダイオードを含む。このフォトダイオードは振幅シフト（amplitude shifts）を電気信号に変換して、ＡＳＫデータ７７に対応するＡＳＫデコード信号（ASK decoded signal）を与える。

ＰＳＫ復調器８２はＰＳＫ変調により信号を復調する。一実施形態では、ＰＳＫ復調器８２は１つ以上のＰＳＫデータデコーダを含む。各ＰＳＫデータデコーダは信号を復調してＰＳＫデータ５６を与える。ＰＳＫデータデコーダは、連続するビット間の位相シフトを比較して、信号を復調する。ＰＳＫデータデコーダは受け取った信号を分割して複数の信号を与え、信号を遅延させて、遅延信号と非遅延信号とを与える。ＰＳＫデータデコーダは遅延信号及び非遅延信号に強め合うように（constructively）及び弱め合うように（destructively）干渉し、連続するビットの位相を比較して、ＰＳＫデータ５６に対応するＰＳＫデコード信号を与える。

偏光制御モニタ８５は、受信信号の偏光が伝送中に変化していないか監視する。偏光制御モニタ８５は偏光コントローラ８３に命令を送り、受信信号の偏光角を調節して、変化を補償する。図５Ａと図５Ｂを参照して、変調調節の例を詳細に説明する。

図５Ａと図５Ｂはトランスミッタ２０からレシーバ２８への通信における信号のパワーレベルの例を示している。図５Ａは、トランスミッタ２０におけるＡＳＫ信号のＡＳＫパワーレベル１１２ａとＰＳＫ信号のＰＳＫパワーレベル１１４ａとを示している。ＡＳＫパワーレベル１１２ａはＰＳＫパワーレベル１１４ａと違ってもよい。この例では、ＡＳＫパワーレベル１１２ａはＰＳＫパワーレベル１１４ａよりも大きい。パワーレベル１１２ａとパワーレベル１１４ａは、偏光が変化していない信号の期待パワーレベルを表す。

図５Ｂは、レシーバ２８が受信した信号のパワーレベルと、偏光コントローラ２３が調節した後の信号のパワーレベルとを示す。この例では、偏光コントローラ２３は偏光角を４５°にしている。信号の偏光は伝送中に回転している場合がある。偏光コントローラ２３がその回転を補償しないと、その回転により検出信号のパワーレベルが変化してしまう。この例では、ＡＳＫパワーレベル１１２ｂとＰＳＫパワーレベル１１４ｂが、伝送により偏光が回転したものに対応している。偏光コントローラ２３がこの偏光による回転を補正しないと、検出されるＡＳＫパワーレベル１１２ｃはＡＳＫパワーレベル１１２ａより小さくなり、検出されるＰＳＫパワーレベル１１４ｃはＰＳＫパワーレベル１１４ａよりも小さくなる。

偏光制御モニタ８５は偏光コントローラ２３に命令して、信号の偏光角を調節して、その変化を補償する。この場合、調整後の信号のＡＳＫパワーレベルはＡＳＫパワーレベル１１２ａとなり、ＰＳＫパワーレベルはＰＳＫパワーレベル１１４ａとなる。一実施形態では、偏光制御モニタ８５は受信したＡＳＫ信号のパワーレベルを測定して、それに応じて偏光コントローラ２３の偏光角設定を調節してもよい。一実施形態では、ＡＳＫパワーレベルを測定してもよい。測定したパワーレベルが期待パワーレベルより小さければ、それは偏光が変化したことを示している。測定したパワーレベルが期待パワーレベルよりも小さいとき、偏光制御モニタ８５は偏光コントローラ８３に命令を送り、信号の偏光角を調節する。

偏光角は好適ないかなる方向に調節してもよい。一実施形態では、偏光角を一方向で変化させ、パワーレベルを測定する。パワーレベルが増加しているとその方向の変化が残る。パワーレベルが減少していると、他の方向で変化が生じる。

図４に戻り、偏光制御モニタ８５は信号のパワーレベルを測定する。一実施形態では、偏光制御モニタ８５はＡＳＫ信号のＡＳＫパワーレベルを測定する。一実施形態では、偏光制御モニタ８５はＡＳＫデコード信号のパワーレベルを測定する。このＡＳＫデコード信号はＡＳＫ復調器８６からの電気信号である。その場合、偏光制御モニタ８５には電流モニタを設けてもよい。他の実施形態では、偏光制御モニタ８５はＡＳＫエンコード信号（ASK encoded signal）を測定する。ＡＳＫエンコード信号はＡＳＫ復調器８６がデコード（decoding）する前の光信号である。その場合、偏光制御モニタ８５にはフォトダイオードを設けてもよい。

本発明の範囲から逸脱することなく、レシーバ２８に修正、追加、または削除をすることができる。レシーバ２８のコンポーネントは具体的な必要性に応じて一体化されたり、分離されたりしてもよい。さらに、レシーバ２８の動作を実行する装置は、これより多くても少なくてもよいし、他の装置であってもよい。また、レシーバ２８の動作の実行は、いかなる好適なロジックを用いて行われてもよい。

図６は、ＡＳＫ及びＰＳＫ変調により信号通信方法の一実施形態を示す図である。この方法は、図１のシステム１０が実施できる。

この方法では、最初にステップ２０６において、偏光コントローラ２３が信号の偏光を特定の角度に設定する。偏光コントローラ２３は偏光角を４５°に設定して、直交信号成分を与える。ステップ２１０において、偏光ビームスプリッタ２５は信号を分離して、ＡＳＫ変調のためのＡＳＫ信号とＰＳＫ変調のためのＰＳＫ信号とを有する直交信号成分を与える。

ステップ２１４において、ＡＳＫ変調器２６はＡＳＫ変調によりＡＳＫ信号を変調して、ＡＳＫデータ７７をエンコードする。ステップ２１８において、ＰＳＫ変調器２４はＰＳＫ変調によりＰＳＫ信号を変調して、ＰＳＫデータ５６をエンコードする。ステップ２２２において、偏光ビーム結合器がＡＳＫ信号とＰＳＫ信号を結合して、ＰＳＫ−ＡＳＫ信号を与える。ステップ２２６において、トランスミッタ２０がＰＳＫ−ＡＳＫ信号を送信する。

ステップ２３０において、レシーバ２８がＰＳＫ−ＡＳＫ信号を受信する。ステップ２３４において、偏光コントローラ８３が信号を偏光する。ステップ２３８において、偏光ビームスプリッタ８４は信号を分離して、ＡＳＫ復調のためのＡＳＫ信号とＰＳＫ復調のためのＰＳＫ信号とを有する直交信号成分を与える。ステップ２４２において、ＡＳＫ変調器８６はＡＳＫ復調によりＡＳＫ信号を復調して、ＡＳＫデータ７７を与える。ステップ２４６において、ＰＳＫ復調器８２はＰＳＫ復調によりＰＳＫ信号を復調して、ＰＳＫデータ５６を与える。

ステップ２５０において、偏光制御モニタ８５はＡＳＫ信号のパワーレベルを測定する。偏光制御モニタ８５は、ＡＳＫエンコード信号またはＡＳＫデコード信号を測定する。ステップ２５４において、測定したパワーレベルが期待パワーレベルに略等しいか判断する。期待パワーレベルに略等しくなければ、ステップ２５８に進み、偏光制御モニタ８５が偏光コントローラ８３に命令して偏光角を調節する。次に、ステップ２３４に戻り、偏光コントローラ８３が信号を偏光する。ステップ２５４において、測定したパワー値が期待パワーレベルに略等しければ、ステップ２６２に進む。

ステップ２６２において、続けて信号を受信する。信号を続けて受信している場合、ステップ２３０に戻り、その信号を受信する。信号をもう受信していない場合、終了する。

本発明の範囲から逸脱することなく、本方法に修正、追加、または削除をすることができる。本方法に含まれるステップはこれより多くても少なくてもよく、他のステップが含まれてもよい。また、ステップを好適な任意の順序で実行してもよい。

本発明の実施形態は１つ以上の技術的有利性を提供する。一実施形態の技術的利点は、トランスミッタが、第１の変調フォーマットを用いて第１の信号を変調し、第２の変調フォーマットを用いて第２の信号を変調し、第１の信号は第２の信号に対して直交偏光していることである。次に、信号は結合されて送信される。相異なる変調フォーマットを用いて直交偏光（orthogonally polarized）した信号をエンコードすると、エンコード信号（encoded signals）間のクロストークが低減し、一方の変調フォーマットの消光比の他方の変調フォーマットの消光比に対する依存性も低減する。

一実施形態の他の技術的利点は、第１の変調フォーマットはＰＳＫ変調であり、第２の変調フォーマットはＡＳＫ変調であることである。従って、ＰＳＫ−ＡＳＫ通信に付随する問題を軽減することができる。

一実施形態の他の技術的利点は、レシーバが、トランスミッタから受信した信号の偏光を監視（monitor）する偏光制御モニタを含むことである。この実施形態では、偏光制御モニタは信号（signals）の一方のパワーレベルを測定する。測定したパワーが期待パワーより小さいとき、受信信号の偏光角を調節する。

本開示を実施形態とそれに一般的に関連づけられた方法とに関して説明したが、これらの実施形態及び方法の変形や置き換えは当業者には明らかである。従って、この開示は上記の実施形態の説明には限定されない。添付した特許請求の範囲に記載した本開示の精神と範囲から逸脱せずに、その他の変更、置き換え、改変も可能である。

なお、本発明のいくつかの実施形態を整理すると以下の通りである。
（付記１） 複数の変調フォーマットにより複数の信号を変調するトランスミッタ変調器であって、
第１の変調フォーマットにより第１の信号をエンコードする第１の変調器と、
第２の変調フォーマットにより、前記第１の信号と直交偏光した第２の信号をエンコードする第２の変調器と、
前記第１の信号と前記第２の信号を結合して送信する、前記第１の変調器と前記第２の変調器とに結合した偏光ビーム結合器とを有するトランスミッタ変調器。
（付記２） 前記第１の変調フォーマットは位相シフトキーイング（ＰＳＫ）変調である、付記１に記載のトランスミッタ変調器。
（付記３） 前記第２の変調フォーマットは振幅シフトキーイング（ＡＳＫ）変調である、付記１に記載のトランスミッタ変調器。
（付記４） 信号を偏光させて前記第１の信号と前記第２の信号とを与える、前記第１の変調器と前記第２の変調器とに結合したトランスミッタ偏光コントローラをさらに有する、付記１に記載のトランスミッタ変調器。
（付記５） 偏光した信号を分離して前記第１の信号と前記第２の信号とを与える、前記第１の変調器と前記第２の変調器とに結合した偏光ビームスプリッタをさらに有する、付記１に記載のトランスミッタ変調器。
（付記６） 複数の変調フォーマットにより複数の信号を変調する方法であって、
第１の変調フォーマットにより第１の信号をエンコードする段階と、
第２の変調フォーマットにより、前記第１の信号と直交偏光した第２の信号をエンコードする段階と、
前記第１の信号と前記第２の信号とを結合して送信する段階とを有する方法。
（付記７） 前記第１の変調フォーマットは位相シフトキーイング（ＰＳＫ）変調である、付記６に記載の方法。
（付記８） 前記第２の変調フォーマットは振幅シフトキーイング（ＡＳＫ）変調である、付記６に記載の方法。
（付記９） 信号を偏光して前記第１の信号と前記第２の信号とを与える段階をさらに有する、付記６に記載の方法。
（付記１０） 偏光された信号を分離して前記第１の信号と前記第２の信号とを与える段階をさらに有する、付記６に記載の方法。
（付記１１） 複数の変調フォーマットにより複数の信号を変調するシステムであって、
第１の変調フォーマットにより第１の信号をエンコードする手段と、
第２の変調フォーマットにより、前記第１の信号と直交偏光した第２の信号をエンコードする手段と、
前記第１の信号と前記第２の信号とを結合して送信する手段とを有するシステム。
（付記１２） 複数の変調フォーマットにより複数の信号を変調するトランスミッタ変調器であって、
信号を偏光するトランスミッタ偏光コントローラと、
前記偏光された信号を分離して、前記第１の信号と、前記第１の信号と直交偏光した前記第２の信号とを与える、前記トランスミッタ偏光コントローラに結合した偏光ビームスプリッタと、
位相シフトキーイング（ＰＳＫ）変調である第１の変調フォーマットにより前記第１の信号をエンコードする第１の変調器と、
振幅シフトキーイング（ＡＳＫ）変調である第２の変調フォーマットにより前記第２の信号をエンコードする第２の変調器と、
前記第１の信号と前記第２の信号を結合して送信する、前記第１の変調器と前記第２の変調器とに結合した偏光ビーム結合器とを有するトランスミッタ変調器。
（付記１３） 複数の変調フォーマットにより変調された信号を復調するレシーバ復調器であって、
信号を分離して、第１の変調フォーマットによりエンコードされた第１の信号と、前記第１の信号と直交偏光した、第２の変調フォーマットによりエンコードされた第２の信号とを与える偏光ビームスプリッタと、
前記第１の変調フォーマットにより前記第１の信号をデコードする、前記偏光ビームスプリッタに結合した第１の復調器と、
前記第２の変調フォーマットにより前記第２の信号をデコードする、前記偏光ビームスプリッタに結合した第２の復調器とを有するレシーバ復調器。
（付記１４） 前記第１の変調フォーマットは位相シフトキーイング（ＰＳＫ）変調である、付記１３に記載のレシーバ復調器。
（付記１５） 前記第２の変調フォーマットは振幅シフトキーイング（ＡＳＫ）変調である、付記１３に記載のレシーバ復調器。
（付記１６） 前記第２の信号に対応するパワーレベルを測定し、前記パワーレベルに応じて前記信号の偏光角の調節をさせるレシーバ偏光制御モニタをさらに有する、付記１３に記載のレシーバ復調器。
（付記１７） 前記第２の信号に対応するパワーレベルを測定し、測定した前記パワーレベルが前記第２の信号に対応する期待パワーレベルより小さいとき、前記信号の偏光角の調節をさせるレシーバ偏光制御モニタをさらに有する、付記１３に記載のレシーバ復調器。
（付記１８） 複数の変調フォーマットにより変調された信号を復調する方法であって、
信号を分離して、第１の変調フォーマットによりエンコードされた第１の信号と、前記第１の信号と直交偏光した、第２の変調フォーマットによりエンコードされた第２の信号とを与える段階と、
前記第１の変調フォーマットにより前記第１の信号をデコードする段階と、
前記第２の変調フォーマットにより前記第２の信号をデコードする段階とを有する方法。
（付記１９） 前記第１の変調フォーマットは位相シフトキーイング（ＰＳＫ）変調である、付記１８に記載の方法。
（付記２０） 前記第２の変調フォーマットは振幅シフトキーイング（ＡＳＫ）変調である、付記１８に記載の方法。
（付記２１） 前記第２の信号に対応するパワーレベルを測定する段階と、
前記パワーレベルに応じて前記信号の偏光角の調節をさせる段階とをさらに有する、付記１８に記載の方法。
（付記２２） 前記第２の信号に対応するパワーレベルを測定する段階と、
測定した前記パワーレベルが前記第２の信号に対応する期待パワーレベルより小さいとき、前記信号の偏光角の調節をさせる、付記１８に記載の方法。
（付記２３） 複数の変調フォーマットにより変調された信号を復調するシステムであって、
信号を分離して、第１の変調フォーマットによりエンコードされた第１の信号と、前記第１の信号と直交偏光した、第２の変調フォーマットによりエンコードされた第２の信号とを与える手段と、
前記第１の変調フォーマットにより前記第１の信号をデコードする手段と、
前記第２の変調フォーマットにより前記第２の信号をデコードする手段とを有するシステム。
（付記２４） 複数の変調フォーマットにより変調された信号を復調するレシーバ復調器であって、
信号を分離して、位相シフトキーイング（ＰＳＫ）である第１の変調フォーマットによりエンコードされた第１の信号と、前記第１の信号と直交偏光した、振幅シフトキーイング（ＡＳＫ）である第２の変調フォーマットによりエンコードされた第２の信号とを与える偏光ビームスプリッタと、
前記第１の変調フォーマットにより前記第１の信号をデコードする、前記偏光ビームスプリッタに結合した第１の復調器と、
前記第２の変調フォーマットにより前記第２の信号をデコードする、前記偏光ビームスプリッタに結合した第２の復調器と、
前記第２の信号に対応するパワーレベルを測定し、測定した前記パワーレベルが前記第２の信号に対応する期待パワーレベルより小さいとき、前記信号の偏光角の調節をさせるレシーバ偏光制御モニタを有するレシーバ復調器。
（付記２５） 複数の変調フォーマットにより通信するシステムであって、
複数の変調フォーマットにより第１の信号と第２の信号とを変調するトランスミッタ変調器であって、
信号を偏光するトランスミッタ偏光コントローラと、
前記偏光された信号を分離して、前記第１の信号と、前記第１の信号と直交偏光した前記第２の信号とを与える、前記トランスミッタ偏光コントローラに結合した偏光ビームスプリッタと、
位相シフトキーイング（ＰＳＫ）変調である第１の変調フォーマットにより前記第１の信号をエンコードする第１の変調器と、
振幅シフトキーイング（ＡＳＫ）変調である第２の変調フォーマットにより前記第２の信号をエンコードする第２の変調器と、
前記第１の信号と前記第２の信号を結合して送信する、前記第１の変調器と前記第２の変調器とに結合した偏光ビーム結合器とを有するトランスミッタ変調器と、
複数の変調フォーマットにより変調された受信信号を復調するレシーバ復調器であって、
前記受信信号を分離して、前記第１の信号と、前記第１の信号と直交偏光した前記第２の信号とを与える偏光ビームスプリッタと、
前記第１の変調フォーマットにより前記第１の信号をデコードする、前記偏光ビームスプリッタに結合した第１の復調器と、
前記第２の変調フォーマットにより前記第２の信号をデコードする、前記偏光ビームスプリッタに結合した第２の復調器と、
前記第２の信号に対応するパワーレベルを測定し、測定した前記パワーレベルが前記第２の信号に対応する期待パワーレベルより小さいとき、前記信号の偏光角の調節をさせるレシーバ偏光制御モニタを有するレシーバ復調器とを有するシステム。

振幅シフトキーイング（ＡＳＫ）及び位相シフトキーイング（ＰＳＫ）変調により信号を通信するシステムの一実施形態を示す図である。 図１のシステムが行う信号のＰＳＫ及びＡＳＫ変調の一例を示す図である。 図１のシステムで使用するトランスミッタの一実施形態を示す図である。 図１のシステムで使用するレシーバの一実施形態を示す図である。 Ａ及びＢは、信号のパワーレベルの一例を示す図である。 ＡＳＫ及びＰＳＫ変調により信号通信方法の一実施形態を示す図である。

符号の説明

１０ システム
２０ トランスミッタ
２２ 光源
２３ 偏光コントローラ
２８ レシーバ
５６ ＰＳＫデータ
６６ 位相変調器
７０ クロック
７４ 振幅変調器
７７ ＡＳＫデータ
７８ 振幅変調器
８３ 偏光コントローラ

Claims (9)

1. 複数の変調フォーマットにより複数の信号を変調するトランスミッタ変調器であって、
   第１の変調フォーマットにより第１の信号をエンコードする第１の変調器と、
   第２の変調フォーマットにより、前記第１の信号と直交偏光した第２の信号をエンコードする第２の変調器と、
   前記第１の信号と前記第２の信号を結合して送信する、前記第１の変調器と前記第２の変調器とに結合した偏光ビーム結合器とを有するトランスミッタ変調器。
2. 複数の変調フォーマットにより複数の信号を変調する方法であって、
   第１の変調フォーマットにより第１の信号をエンコードする段階と、
   第２の変調フォーマットにより、前記第１の信号と直交偏光した第２の信号をエンコードする段階と、
   前記第１の信号と前記第２の信号とを結合して送信する段階とを有する方法。
3. 複数の変調フォーマットにより複数の信号を変調するシステムであって、
   第１の変調フォーマットにより第１の信号をエンコードする手段と、
   第２の変調フォーマットにより、前記第１の信号と直交偏光した第２の信号をエンコードする手段と、
   前記第１の信号と前記第２の信号とを結合して送信する手段とを有するシステム。
4. 複数の変調フォーマットにより複数の信号を変調するトランスミッタ変調器であって、
   信号を偏光するトランスミッタ偏光コントローラと、
   前記偏光された信号を分離して、前記第１の信号と、前記第１の信号と直交偏光した前記第２の信号とを与える、前記トランスミッタ偏光コントローラに結合した偏光ビームスプリッタと、
   位相シフトキーイング（ＰＳＫ）変調である第１の変調フォーマットにより前記第１の信号をエンコードする第１の変調器と、
   振幅シフトキーイング（ＡＳＫ）変調である第２の変調フォーマットにより前記第２の信号をエンコードする第２の変調器と、
   前記第１の信号と前記第２の信号を結合して送信する、前記第１の変調器と前記第２の変調器とに結合した偏光ビーム結合器とを有するトランスミッタ変調器。
5. 複数の変調フォーマットにより変調された信号を復調するレシーバ復調器であって、
   信号を分離して、第１の変調フォーマットによりエンコードされた第１の信号と、前記第１の信号と直交偏光した、第２の変調フォーマットによりエンコードされた第２の信号とを与える偏光ビームスプリッタと、
   前記第１の変調フォーマットにより前記第１の信号をデコードする、前記偏光ビームスプリッタに結合した第１の復調器と、
   前記第２の変調フォーマットにより前記第２の信号をデコードする、前記偏光ビームスプリッタに結合した第２の復調器とを有するレシーバ復調器。
6. 複数の変調フォーマットにより変調された信号を復調する方法であって、
   信号を分離して、第１の変調フォーマットによりエンコードされた第１の信号と、前記第１の信号と直交偏光した、第２の変調フォーマットによりエンコードされた第２の信号とを与える段階と、
   前記第１の変調フォーマットにより前記第１の信号をデコードする段階と、
   前記第２の変調フォーマットにより前記第２の信号をデコードする段階とを有する方法。
7. 複数の変調フォーマットにより変調された信号を復調するシステムであって、
   信号を分離して、第１の変調フォーマットによりエンコードされた第１の信号と、前記第１の信号と直交偏光した、第２の変調フォーマットによりエンコードされた第２の信号とを与える手段と、
   前記第１の変調フォーマットにより前記第１の信号をデコードする手段と、
   前記第２の変調フォーマットにより前記第２の信号をデコードする手段とを有するシステム。
8. 複数の変調フォーマットにより変調された信号を復調するレシーバ復調器であって、
   信号を分離して、位相シフトキーイング（ＰＳＫ）である第１の変調フォーマットによりエンコードされた第１の信号と、前記第１の信号と直交偏光した、振幅シフトキーイング（ＡＳＫ）である第２の変調フォーマットによりエンコードされた第２の信号とを与える偏光ビームスプリッタと、
   前記第１の変調フォーマットにより前記第１の信号をデコードする、前記偏光ビームスプリッタに結合した第１の復調器と、
   前記第２の変調フォーマットにより前記第２の信号をデコードする、前記偏光ビームスプリッタに結合した第２の復調器と、
   前記第２の信号に対応するパワーレベルを測定し、測定した前記パワーレベルが前記第２の信号に対応する期待パワーレベルより小さいとき、前記信号の偏光角の調節をさせるレシーバ偏光制御モニタを有するレシーバ復調器。
9. 複数の変調フォーマットにより通信するシステムであって、
   複数の変調フォーマットにより第１の信号と第２の信号とを変調するトランスミッタ変調器であって、
   信号を偏光するトランスミッタ偏光コントローラと、
   前記偏光された信号を分離して、前記第１の信号と、前記第１の信号と直交偏光した前記第２の信号とを与える、前記トランスミッタ偏光コントローラに結合した偏光ビームスプリッタと、
   位相シフトキーイング（ＰＳＫ）変調である第１の変調フォーマットにより前記第１の信号をエンコードする第１の変調器と、
   振幅シフトキーイング（ＡＳＫ）変調である第２の変調フォーマットにより前記第２の信号をエンコードする第２の変調器と、
   前記第１の信号と前記第２の信号を結合して送信する、前記第１の変調器と前記第２の変調器とに結合した偏光ビーム結合器とを有するトランスミッタ変調器と、
   複数の変調フォーマットにより変調された受信信号を復調するレシーバ復調器であって、
   前記受信信号を分離して、前記第１の信号と、前記第１の信号と直交偏光した前記第２の信号とを与える偏光ビームスプリッタと、
   前記第１の変調フォーマットにより前記第１の信号をデコードする、前記偏光ビームスプリッタに結合した第１の復調器と、
   前記第２の変調フォーマットにより前記第２の信号をデコードする、前記偏光ビームスプリッタに結合した第２の復調器と、
   前記第２の信号に対応するパワーレベルを測定し、測定した前記パワーレベルが前記第２の信号に対応する期待パワーレベルより小さいとき、前記信号の偏光角の調節をさせるレシーバ偏光制御モニタを有するレシーバ復調器とを有するシステム。

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