JP2011146795A - 偏波多重送信器及び伝送システム - Google Patents
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Abstract
【解決手段】直交偏波信号発生器010は、2つの光信号の電界を変調する光変調器011を含み、互いに直交する偏波の2つの光信号を生成する。偏波多重送信器は、2つのデータ列を電界信号に変換する電界マッピング処理装置014と、2つの電界信号に互いに異なる偏波を与える偏波マッピング処理装置022と、2つの電界信号の偏波を一様に回転させる偏波回転処理装置025と、2つの偏波回転された電界信号を合成する偏波合成処理装置023と、合成された電界信号を直交偏波信号発生器010で生成される光信号の偏波成分に分解する偏波分離処理装置024と、駆動装置025とを備える。分解された2つの電界信号と光変調器011で変調された光信号の電界が一致するように、2つの光変調器011を駆動する。
【選択図】図11
Description
そこで、次世代の光伝送システムでは、多値変調方式だけでなく偏波多重方式による伝送容量の増加も有望視されている。偏波多重方式は異なる偏波(光波の振動面)の光信号を合波し、伝送容量を増加する技術である。通常、互いの偏波が直交関係にある2つの光信号が合波され、伝送容量が2倍に増加される。この互いの偏波が直交関係にある2つの光信号を用いた偏波多重方式は、特に直交偏波多重方式と呼ばれる。このように、次世代の大容量光伝送システムにとって、偏波の利用は魅力的である。
しかし、その一方で偏波が種々の信号劣化の原因となることが知られている。例えば、光導波路の偏波依存損失(Polarization Dependent Loss、PDL)、光増幅器の偏波依存利得(Polarization Dependent Gain、PDG)及び偏波ホールバーニング(Polarization Hole Burning、PHB)などは光信号にその偏波に応じた損失又は利得を与える。また、光ファイバや光導波路の偏波モード分散(Polarization Mode Dispersion、PMD)などは光信号にその偏波に応じた遅延を与える。
なお、光ファイバの偏波依存性の原因は、光ファイバに加わる応力がそのコア断面を歪ませるためである。このコア断面の歪みはPMDを生じるだけでなく、光信号の偏波をその波長や偏波に応じて変化させる。また、光ファイバに加わる応力は一般に変動しているため、光ファイバの偏波依存性もまた時間変動することが知られている。
偏波に起因するこれらの現象は、偏波多重方式で生成される偏波多重信号光を大きく劣化させる可能性がある。例えば、PDLは偏波多重信号光に対し、多重された信号間に異なる損失を与える上、多重された信号間の偏波状態を変化させる。図1を用いてこの現象を説明する。例えば、横振動のTE偏波の光パワーを100%、縦振動のTM偏波の光パワーを33.3%だけ透過するPDL素子001があったとする。このPDL素子001に、TE偏波とTM偏波の光信号を多重した図1(a)に示す偏波多重信号光を入力すると、図1(b)に示すように多重された2つの偏波には光強度の差が生じる。ただし、この場合は多重された信号間の偏波状態は維持されている。一方、TE偏波とTM偏波を45°回転したX偏波とY偏波の光信号を多重した図1(c)に示す偏波多重信号光を上述のPDL素子001に入力した場合、図1(d)に示すように多重された2つの信号の偏波が互いに逆向きに回転し、互いの偏波の成す角度が90°から120°に変化してしまう。この現象は、図1(c)に示すX偏波とY偏波が共にTE偏波とTM偏波の合成偏波であり、PDL素子001によりそれぞれのTM偏波成分が減じられた結果、共にTE偏波に近づいたものと理解することができる。実際、PDL素子001がTM偏波を通さない場合は、X偏波もY偏波も共にTE偏波となる。
この偏波依存性による信号劣化を抑える方法のひとつとして、偏波スクランブルが知られている。偏波スクランブルは、光信号の偏波がある状態に固定されないよう、光信号の偏波を変動させる手法である。そのため、偏波スクランブルされた光信号の偏波はポアンカレ球上で図2(b)に示されるような時間的な分布00H−1をもつこととなる。なお、理想的な偏波スクランブルは、図2(c)に示されるポアンカレ球全体に渡る分布00H−2において光信号の偏波が均等に現れるように、光信号の偏波を変化させる。これにより、光信号が受ける偏波依存性が平均化され、偏波依存性による信号劣化を抑えることができる。また、互いに直交関係にある偏波に対し、偏波依存性は一般に逆転するため、ポアンカレ球の中心点を通る任意の軸を回転軸とする円周(例えば、図2(d)に示される分布00H−3)上を周期的に回転させる偏波スクランブラも有効である。
偏波スクランブルを用いた光伝送システムの代表的な形態を図3に示す。レーザー光源(LD)002から出力される連続光を光変調器(Mod)003が送信データに基づいて変調し、光送信信号として出力する。この光送信信号の偏波は一定である。この光送信信号が偏波スクランブラ(PS)004に入力され、この光送信信号の偏波が時間的に回転される。この偏波回転処理は偏波スクランブルと呼ばれる。そして、上述の偏波スクランブラ004で偏波スクランブルされた光送信信号が光ファイバ伝送路005に入射される。光ファイバ伝送路005の途中にはいくつかの光中継器(Node)006が挿入されており、光ファイバ伝送路005で生じる損失や波長分散などによる信号劣化が補償される。なお、光中継器006が偏波スクランブラ004をもつ場合もある。そして、光ファイバ伝送路005に入射された光送信信号は、光ファイバ伝送路005を伝播した後、光受信器(Rx)008で受信される。光受信器008は受信した光信号から送信データを復調する。ただし、光受信器008が受信する光信号の偏波を限定する場合は、光受信器008の直前に偏波追従装置(Pol. Tracer)007を挿入し、光信号の偏波の変動を除去した上で、当該光信号の偏波を光受信器008の受信信号として適切な偏波に予め変換する。また、内部に偏波追従の機能があり、外部に偏波追従装置007を必要としない光受信器008もある。
このように、偏波スクランブルは偏波依存性による信号劣化の抑圧に効果的な手法である。ただし、上述したように、偏波スクランブルは高速であることが望まれる。例えば、偏波スクランブルをデータ変調と同期させた上で、偏波スクランブル速度をデータ変調速度と一致させることがより効果的であるという報告もある。これに関しては、例えば特許文献1などに記載されている。
しかし、一般的な偏波スクランブラは内部のデバイスを機械的に駆動するため、偏波回転速度は数kHzから数MHz程度である。それ以上の速度で偏波を正確に回転できる偏波スクランブラは多くはないが、例えば電気光学型偏波スクランブラは10MHz以上の速度で偏波を正確に回転できるデバイスとして知られている。
そこで、2つの互いに直交関係にあるTE偏波00AとTM偏波00Bの振幅比と位相差を変調する偏波変調器が、例えば非特許文献1に報告されている。この偏波変調器では、入射される光信号のTE偏波00A成分とTM偏波00B成分の振幅比を変化させることで、ポアンカレ球上でS3軸を回転軸とする図4(b)に示される円周00H−5上の偏波回転を模擬する。ここで、さらにTE偏波00A成分とTM偏波00B成分の位相差を変調すれば、S1軸を回転軸とする偏波回転も合わさり、任意偏波の光信号を出力することができる。ただし、この偏波変調器に入射される光信号は、TE偏波00A成分とTM偏波00B成分をもつ必要がある。入射偏波がTE偏波00AやTM偏波00Bの光信号の偏波を任意に変換することはできない。入射偏波としては、特にTE偏波00A成分とTM偏波00B成分を等しくもつ+45°偏波00Cなどが望ましい。
しかし、いずれにしても光信号を偏波スクランブルするためには、光送信器に新たに偏波変調器とその制御回路を組み込む必要があり、装置サイズとコストが増大するという課題がある。これは、波長多重(Wavelength Demultiplexing Multiplexing、WDM)伝送システムのように、多くの光送信器を使用する光伝送システムでは特に大きな課題となる。そこで、特許文献3では、偏波変調器の前段に任意の偏波をTE偏波やTM偏波などの直線偏波に変換する構造を組み込むことで、WDM伝送システムにおける複数の波長チャネルの偏波変調器を一台に集約する手法を提案している。しかし、この手法であっても、偏波変調器の構成が複雑なことや、偏波多重信号には適用できないという課題がある。
ただし、無線通信に向けた発明である特許文献4には、偏波をホップさせる概念はあるものの、偏波スクランブルの概念がない。これは、無線通信では伝送路の偏波依存性が小さいためである。そのため、光信号の偏波スクランブルを実現するためには、この特許文献4の概念を光伝送システムに応用するだけでなく、光伝送システムに適した偏波スクランブルを光信号に与える機構の追加が必要である。特に、次世代の大容量光伝送を踏まえ、偏波多重信号の偏波スクランブルを実現する機構が望まれる。
本発明の目的は、送信器に偏波変調器及び偏波スクランブラを新たに追加することなく、偏波スクランブルされた変調信号、特に偏波多重信号を生成する偏波スクランブル光送信器を提供することである。
互いの偏波が直交関係にある2つの送信電界を生成する直交偏波信号発生器と、前記2つの送信電界の振幅及び/又は位相をそれぞれ変調する2つの電界変調器と、前記2つの電界変調器で変調された2つの送信電界を多重して1つの偏波多重信号として出力する偏波合波器とを備える直交偏波多重送信器と、
複数のデータ列を複数の電界信号に変換し、該複数の電界信号を互いに異なる任意の偏波をもつ偏波電界信号に変換し、該複数の偏波電界信号の偏波をポアンカレ球上で回転させ、該偏波電界信号を前記直交偏波信号発生器が生成する2つの送信電界の偏波に一致する2つの偏波成分の電界信号に分解し、該電界信号に基づき前記2つの2つの電界変調器をそれぞれ駆動する電界変調器駆動装置と、
を有する偏波多重送信器が提供される。
互いの偏波が直交関係にある2つの光信号を生成する直交偏波信号発生器と、前記2つの光信号の振幅及び/又は位相をそれぞれ変調する2つの光変調器と、前記2つの光変調器で変調された2つの光信号を合波して1つの偏波多重信号として出力する偏波合波器とを備える直交偏波多重送信器と、
データと電界を一意に変換する機能を有し、複数のデータ列を電界信号にそれぞれ変換する複数の電界マッピング処理装置と、入力される電界をその電界をもつ任意の偏波に変換する機能を有し、前記複数の電界マッピング処理装置から出力される複数の電界信号を互いに異なる所望の偏波をもつ偏波電界信号にそれぞれ変換する複数の偏波マッピング処理装置と、複数の前記偏波電界信号を合成して合成偏波電界信号を生成する偏波合成処理装置と、前記合成偏波電界信号を、前記直交偏波信号発生器が生成する2つの光信号の偏波に一致する2つの偏波成分の電界信号に分解する偏波分離処理装置と、前記偏波分離処理装置から出力される2つの偏波成分の電界信号と前記2つの光変調器から出力される光信号の電界とが一致するように、前記2つの光変調器をそれぞれ駆動する2つの駆動信号生成装置と、を備える光変調器駆動装置と、
を有することを特徴とする偏波多重送信器が提供される。
互いの偏波が直交関係にある2つの送信電界を生成する直交偏波信号発生器と、前記2つの送信電界の振幅及び/又は位相をそれぞれ変調する2つの電界変調器と、前記直交偏波信号発生器から出力される2つの送信電界を多重して1つの偏波多重信号として出力する偏波合波器とを備えた直交偏波多重送信器であって、前記直交偏波信号発生器が、前記2つの電界変調器で変調された送信電界の振幅及び/又は位相をさらに変調する2つの偏波電界変調器と、前記2つの電界変調器で変調された送信電界の振幅比及び/又は位相差が周期的に変調されるように前記2つの偏波電界変調器を駆動する偏波電界変調器駆動装置とをさらに有する前記直交偏波多重送信器と、
データと電界を一意に変換する機能を有し、複数のデータ列を電界信号にそれぞれ変換する複数の電界マッピング処理装置と、入力される電界をその電界をもつ任意の偏波に変換する機能を有し、ポアンカレ球において前記2つの送信電界の偏波を結ぶ直線を回転軸とする円の円周上にあり互いに異なる前記任意の偏波とすることを特徴とし、複数の前記電界信号を前記任意の偏波をもつ複数の偏波電界信号に変換する偏波マッピング処理装置と、複数の前記偏波電界信号を合成して1つの合成偏波電界信号とする偏波合成処理装置と、前記合成偏波電界信号を、前記2つの送信電界の偏波に一致する2つの偏波成分の電界信号に分解する偏波分離処理装置と、前記偏波分離処理装置が出力する2つの偏波成分の電界信号と前記2つの電界変調器で変調された送信電界が一致するように、前記2つの電界変調器をそれぞれ駆動する2つの駆動信号生成装置と、を備える電界変調器駆動装置と、
を有することを特徴とする偏波多重送信器が提供される。
互いの偏波が直交関係にある2つの送信電界を生成する直交偏波信号発生器と、前記2つの送信電界の振幅及び/又は位相をそれぞれ変調する2つの電界変調器と、前記直交偏波信号発生器から出力される2つの送信電界を多重して1つの偏波多重信号として出力する偏波合波器とを備えた直交偏波多重送信器と、
データと電界を一意に変換する機能を有し、2つのデータ列を電界信号にそれぞれ変換する2つの電界マッピング処理装置と、前記2つの電界信号の位相差を変調する前記2つの電界信号の一方ないしは双方を変調する電界位相変調処理装置と、前記電界位相変調処理装置で変調された2つの電界信号と前記2つの電界変調器で変調された送信電界が一致するように、前記2つの電界変調器をそれぞれ駆動する2つの駆動信号生成装置と、を備える電界変調器駆動装置と、
を有することを特徴とする偏波多重送信器が提供される。
互いの偏波が直交関係にある2つの送信電界を生成する直交偏波信号発生器と、前記2つの送信電界の振幅及び/又は位相をそれぞれ変調する2つの電界変調器と、前記2つの電界変調器で変調された2つの送信電界を多重して1つの偏波多重信号として出力する偏波合波器とを備える直交偏波多重送信器と、
入力される2つのデータ列を周期的に入れ替えて2つの交番データ列を出力するデータ列交番処理装置と、データと電界を一意に変換する機能を有し、前記2つの交番データ列を電界信号にそれぞれ変換する2つの電界マッピング処理装置と、前記電界マッピング処理装置が出力する2つの電界信号と前記2つの電界変調器で変調された送信電界が一致するように、前記2つの電界変調器をそれぞれ駆動する2つの駆動信号生成装置と、を備える電界変調器駆動装置と、
を有することを特徴とする偏波多重送信器が提供される。
互いの偏波が直交関係にある2つの送信電界を生成する直交偏波信号発生器と、前記2つの送信電界の振幅及び/又は位相をそれぞれ変調する2つの電界変調器と、前記2つの電界変調器で変調された2つの送信電界を多重して1つの偏波多重信号として出力する偏波合波器とを備える直交偏波多重送信器と、
データと電界を一意に変換する機能を有し、入力される2つのデータ列を電界信号にそれぞれ変換する2つの電界マッピング処理装置と、入力される2つの電界信号を周期的に入れ替えて2つの交番電界信号を出力する電界信号交番処理装置と、前記電界信号交番処理装置が出力する2つの交番電界信号と前記の2つの電界変調器で変調された送信電界が一致するように、前記の2つの電界変調器をそれぞれ駆動する2つの駆動信号生成装置と、を備える電界変調器駆動装置と、
を有することを特徴とする偏波多重送信器が提供される。
互いの偏波が直交関係にある2つの光信号を生成する直交偏波信号発生器と、前記2つの光信号の振幅及び/又は位相をそれぞれ変調する2つの光変調器と、前記2つの光変調器から出力される2つの光信号を合波して1つの偏波多重信号光として出力する偏波合波器とを備える直交偏波多重送信器と、
データと電界を一意に変換する機能を有し、2つのデータ列をそれぞれ電界信号に変換する2つの電界マッピング処理装置と、変換された2つの電界信号と前記2つの光変調器から出力される2つの光信号の電界とが一致するように前記2つの光変調器をそれぞれ駆動する2つの駆動信号生成装置とを備える光変調器駆動装置と、
ポアンカレ球において、前記直交偏波多重送信器から出力される2つの偏波を結ぶ直線に垂直で、且つポアンカレ球の中心点を面内にもつ円の円周上にある互いに直交関係にある2つの偏波成分の位相差を変調する偏波変調器と、
前記偏波変調器を駆動する駆動装置と、
を有することを特徴とする偏波多重送信器が提供される。
互いの偏波が直交関係にある2つの光信号を生成する直交偏波信号発生器と、前記2つの光信号の振幅及び/又は位相をそれぞれ変調する2つの光変調器並びに前記2つの光信号の偏波をそれぞれ変調する2つの偏波変調器と、前記光変調器及び前記偏波変調器で変調された2つの光信号を合波して1つの偏波多重信号光として出力する偏波合波器とを備える直交偏波多重送信器と、
データと電界を一意に変換する機能を有し、2つのデータ列を電界信号にそれぞれ変換する2つの電界マッピング処理装置と、変換された2つの電界信号と前記2つの光変調器から出力される2つの光信号の電界とが一致するように前記2つの光変調器をそれぞれ駆動する2つの駆動信号生成装置とを備える光変調器駆動装置と、
ポアンカレ球において前記2つの偏波変調器の出力信号の偏波のなす角度を一定に保ち、且つ、前記2つの偏波変調器の出力信号の偏波が一様に変調されるように駆動する偏波変調駆動装置と、
を有することを特徴とする偏波多重送信器が提供される。
上述の偏波多重送信器と、
前記偏波多重送信器から受信器への伝送路の偏波変動、その残留分又はこれらに依存する量を検出する伝送路偏波検出装置と、
前記伝送路偏波検出装置での検出結果をもとに、前記偏波多重送信器を駆動する偏波管理装置と
を備え、
前記偏波多重送信器は、伝送路の偏波変動をキャンセルするように偏波が回転された偏波多重信号を出力する伝送システムが提供される。
本発明の第10の解決手段によると、
上述の偏波多重送信器および偏波スクランブルされない送信信号を出力する偏波非制御送信器を複数有し、複数の前記偏波多重送信器および前記偏波非制御送信器は異なる波長チャネルをもつ送信部と、
複数の前記偏波多重送信器および前記偏波非制御送信器の送信信号を多重して伝送路に送信する合波器と、
複数の前記偏波多重送信器において波長チャネルの隣接する前記偏波多重送信器の偏波スクランブルのパターン及び/又は速度が一致しないように、前記偏波多重送信器の偏波スクランブルのパターン及び/又は速度を制御する偏波スクランブル管理装置と
を有することを特徴とする伝送システムが提供される。
また、本発明によると、光送信器から出力される光信号の偏波スクランブルの速度、および/又はパターンとその周期、タイミングを任意とすることができる。特に、その偏波スクランブル速度は光信号の変調速度以下の任意の速度とすることができる。
図5に、直交偏波多重送信器の構成例を示す。
直交偏波多重送信器は、直交偏波信号発生器010と、偏波合波器012と、変調器駆動装置013とを有する。直交偏波信号発生器010は、互いの偏波が直交関係にある2つの光信号を出力する。直交偏波信号発生器010は、互いに直交関係にある2つの偏波をもつ光信号の振幅および/又は位相をそれぞれ変調する2つの光変調器011−1、011−2を有する。偏波合波器012は、2つの光変調器011−1、011−2から出力される2つの偏波の光信号を合波して偏波多重信号光として出力する。変調器駆動装置013は、上述の2つの光変調器011−1、011−2を駆動する。
なお、上述の直交偏波信号発生器010は、連続光を出力するレーザー光源016と、上述の連続光を2つの光導波路に分岐する光分波器017と、当該光分波器017で分岐された2つの連続光の振幅および/又は位相をそれぞれ変調する上述の2つの光変調器011−1、011−2と、上述の光変調器011−1、011−2で変調された2つの光信号の偏波の一方、又は双方を回転させ、互いの偏波を直交させる偏波直交化装置018を有する。偏波直交化装置018は波長板やファラデー回転子などで実現される。ただし、直交偏波信号発生器010はこれらの構成に限定されず、適宜の手段を用いることができる。例えば、上述のレーザー光源016の偏波を回転させて+45°偏波とする偏波回転子と、光入力信号をTE偏波とTM偏波に分離する偏波分離装置とを光分波器017の代わりとし、偏波直交化装置010を省略する構成も可能である。
また、上述の変調器駆動装置013は、データと電界を一意に変換する機能を有する2つの電界マッピング装置014−1、014−2を用いて、異なる2つのデータ列を電界信号にそれぞれ変換する。これらの電界信号と上述の2つの光変調器011−1、011−2から出力される光信号の電界とが一致するように、2つの駆動信号生成装置015−1、015−2が上述の2つの光変調器011−1、011−2にそれぞれ駆動信号を出力する。なお、これは変調器駆動装置013の構成例であって、送信データに基づいて光変調器011−1、011−2を駆動できれば、他の構成でもよい。
なお、電界マッピング処理装置014−1、014−2におけるデータと電界の変換関係には、電界の振幅および/又は位相などを変調する各種変調方式を用いることができる。例えば、4値位相変調方式(Quadrature Phase Shift Keying、QPSK)を用いる場合は図6(a)に示される電界マッピングが適用され、2ビットのデータ00、01、10、11が異なる位相をもつ電界シンボル019−1、019−2、019−3、019−4に変換される。
この直交偏波多重送信器に用いられる光変調器011−1、011−2には、一般に電気光学型の変調器が用いられる。そのため、直交偏波多重送信器を以下に示す実施の形態とすることで、出力信号の偏波を高速にスクランブルすることが可能となる。
先に説明したように、一般的な電気光学型偏波スクランブラにおいては、出力可能な偏波が制限されるだけでなく、入射光の偏波も制限される。しかし、直交偏波多重送信器から出力される偏波多重信号光は異なる複数の偏波を多重した信号であり、これらの信号の偏波を同時に特定の偏波状態にすることは困難である。
そこで、偏波多重信号光として多重される信号の偏波を電気光学型偏波スクランブラで回転可能な偏波に限定すればよい。これにより、偏波多重信号光の偏波スクランブルが可能である。
ただし、電気光学型偏波スクランブラには最も効果的に回転できる偏波が存在する。例えば、互いに直交関係にある2つの偏波(例えば+45°偏波00Cと−45°偏波00D)の位相差を変調する偏波変調器を有する偏波スクランブラは、変調する2つの偏波をポアンカレ球上で結ぶ直線(例ではS2軸)を回転軸とする円周(例では図4(c)に示される円周00H−6)上の偏波回転を光信号に与える。当該の電気光学型偏波スクランブラは、ポアンカレ球上において変調する偏波(例では+45°偏波00Cと−45°偏波00D)に近い偏波の信号を入射しても大きな偏波回転を与えることができないが、ポアンカレ球上において座標の直交する偏波(例ではTE偏波00AやTM偏波00B、右回り円偏波00E、左回り円偏波00Fなど)の信号が入射された場合は大きな偏波回転を与えることができる。
そこで、本実施の形態においては、直交偏波多重送信器が多重する信号の偏波を、電気光学型偏波スクランブラが最も効果的に回転できる偏波とする。
図7に、光偏波多重送信器の第1の実施の形態の構成例を示す。
光偏波多重送信器は、TE偏波とTM偏波の光信号の振幅および/又は位相を2つのデータ列に基づいてそれぞれ変調して出力する直交偏波信号発生器010と、上述の直交偏波信号発生器011から出力される2つの光信号を多重して1つの偏波多重信号光とする偏波合波器012と、上述の偏波多重信号光の+45°偏波成分と−45°偏波成分の位相差を変調する偏波変調器020と、前記偏波変調器020の駆動信号を生成する偏波変調駆動装置021と、変調器駆動装置013とを備える。なお、本明細書において、直交偏波信号発生器010と偏波合波器012とを直交偏波多重送信器と称することがある。
なお、上述の直交偏波信号発生器010は、例えば、TE偏波の連続光を出力するレーザー光源016と、上述の連続光を2分岐する光分波器017と、上述の光分波器017で分岐された2つの連続光の振幅および/又は位相をそれぞれ変調する光変調器011−1、011−2と、上述の光変調器011−1、011−2から出力される光信号の偏波をそれぞれTE偏波とTM偏波に変換する偏波直交化装置018とを有する。
また、上述の光変調器011−1、011−2は変調器駆動装置013によって駆動される。変調器駆動装置013の構成は、図5に示す直交偏波多重送信器の変調器駆動装置013と同様である。
なお、本構成例では2つの互いに直交関係にある偏波成分の位相差を変調する偏波変調器を電気光学型偏波スクランブラとして用いたが、他の偏波変調器に適用することも可能である。例えば、上述の偏波変調器020としてTE偏波とTM偏波の振幅比を変調する偏波変調器を用いる場合、上述の偏波多重送信器010が多重する偏波を図4(a)の円周00G−3上の偏波、例えば+45°偏波とすればよい。当該の偏波変調器020は、TM偏波成分の小さい光信号をTM偏波に変換すると、出力光の強度が小さくなるため、TM偏波成分とTE偏波成分を等しくもつ光信号を入射することが好ましいためである。
なお、本構成例において、偏波多重送信器010が多重する偏波と偏波変調器020が変調する偏波の組合せを変えれば、様々な偏波の偏波多重信号光を偏波スクランブル可能である。
ところで、偏波多重される前の光信号であれば、各光信号の偏波を電気光学型偏波スクランブラに適した偏波に変換することができる。そこで、複数の光信号の偏波をそれぞれ電気光学型偏波スクランブラで変調した後に多重すれば、偏波スクランブルされた偏波多重信号光を生成することができる。
図8に、第2の実施の形態の構成例を示す。
光偏波多重送信器は、2つの光信号の偏波および振幅および/又は位相をそれぞれ変調して出力する直交偏波信号発生器010と、上述の直交偏波信号発生器010から出力される2つの光信号を多重して偏波多重信号光を出力する偏波合波器012と、変調器駆動装置013と、偏波変調駆動装置021とを備える。
なお、直交偏波信号発生器010は、例えば、TE偏波の連続光を出力するレーザー光源016と、上述の連続光を2分岐する光分波器017と、上述の分岐された2つの連続光の振幅および/又は位相をそれぞれ変調する光変調器011−1、011−2と、上述の光変調器011−1、011−2から出力される光信号の偏波をそれぞれ例えば+45°偏波に変換する2つの偏波回転装置028と、上述の2つの偏波回転装置028から出力される光信号のそれぞれに対し、そのTE偏波成分とTM偏波成分の位相差および/又は振幅比を変調する2つの偏波変調器020−1、020−2とを有する。
なお、上述の光変調器011−1、011−2は変調器駆動装置013によって駆動される。当該の変調器駆動装置013は、変調器駆動装置013の構成は、図5に示す直交偏波多重送信器の変調器駆動装置013と同様である。
また、上述の2つの偏波変調器020−1、020−2は、偏波変調駆動装置021によって駆動され、それらの出力偏波が制御される。例えば、偏波合波器012から出力される偏波多重信号光を直交偏波多重信号とする場合は、上述の2つの偏波変調器020−1、020−2の出力偏波が互いに直交関係となるように上述の2つの偏波変調器020−1、020−2が駆動される。また、光変調器011−1、011−2から出力される光信号を異なる偏波として多重し、さらにこの偏波多重信号光を偏波スクランブルして出力する場合、上述の2つの偏波変調器020−1、020−2の出力偏波を異なる偏波とした上で、その相対関係を維持したまま、且つこれらの偏波がポアンカレ球上で一様に回転するように、上述の2つの偏波変調器020−1、020−2が駆動される。
また、本構成例では、2つの偏波の光信号を多重する構成を示したが、2つ以上の偏波の光信号を多重する構成も可能である。ただし、多重する信号数に応じて、光変調器、偏波回転装置、偏波変調器が増加する。
ところで、図5に示す直交偏波多重送信器の構成は非特許文献1に記載されている偏波変調器を内包しており、直交偏波多重送信器が偏波変調器として使用可能である。これは、1台の直交偏波多重送信器を用いて偏波変調とデータに基づく電界変調が同時に可能であることを示唆している。無線通信の分野で、特許文献4でその技術が示されている。
そこで、本実施の形態では、互いの偏波が直交関係にある2つの光信号の振幅および/又は位相を適切に変調することで、任意の偏波をもつ光偏波多重信号を生成する。
図9に第3の実施の形態の構成例を示す。
光偏波多重送信器は、2つの光信号の振幅および/又は位相をそれぞれ変調する2つの光変調器011−1、011−2を含み、互いに直交関係にある2つの偏波(例えばTE偏波とTM偏波)の光信号を生成する直交偏波信号発生器010と、上述の2つの光変調器011−1、011−2で変調された2つの光信号を多重して1つの偏波多重信号光として出力する偏波合波器012と、上述の2つの光変調器011−1、011−2を駆動する変調器駆動装置013とを備える。この構成の概略は図5に示す直交偏波多重送信器と変わらないが、上述の変調器駆動装置013の内部構成が大きく異なる。
なお、図9の構成例は2つのデータ列を2つの偏波電界信号に変換するが、偏波電界信号に変換するデータ列の数は任意の数Nとすることができる。ただし、この場合、N個のデータ列を電界信号にそれぞれ変換するN個の電界マッピング処理装置と、上述のN個の電界信号を任意の互いに異なる偏波の偏波電界信号にそれぞれ変換するN個の偏波マッピング処理装置と、上述のN個の偏波電界信号を合成して1つの合成偏波電界信号とする偏波合成処理装置023が必要になる。
偏波をもつ電界信号はStokesベクトルやJonesベクトルなどを用いて表すことができる。Stokesベクトルは図2(a)のポアンカレ球のS1、S2、S3軸の電界を要素とする3次元ベクトルであり、Jonesベクトルは互いに直交関係にある偏波、例えばTE偏波00AとTM偏波00Bの電界Ex、Eyを要素とする(数1)に示されるような2次元ベクトルである。
ここで、Ix、Qxは電界Exを複素平面に表記した際の実部と虚部であり、Ix 2+Qx 2の平方根がExの電界振幅、tan−1(Qx、Ix)がExの電界位相を表す。同様に、Iy、Qyは電界Eyの実部と虚部である。なお、本明細書では、Jonesベクトルを用いて偏波の処理を説明するが、Stokesベクトルなど別の表現を用いて偏波を処理してもよい。
また、上述の偏波合成処理装置023は、入力される複数のJonesベクトルを足し合わせるものと捉えることができる。また、上述の偏波分離処理装置024は、入力されるJonesベクトルを要素ごとに分割して出力するものと捉えることができる。ただし、TE偏波00AとTM偏波00Bの要素をもつJonesベクトルを異なる偏波(例えば+45°偏波00Cと−45°偏波00D)の要素に分離する場合は、要素を分離する前に、分離したい要素をもつJonesベクトルに変換する必要がある。偏波の変換は2行2列のJonesマトリクスで表すことができる。この偏波変換処理については、以下の第4の実施の形態で併せて説明する。
なお、上述の電界マッピング処理装置は、電界マッピングした電界に波長分散など線形な歪みを与えて出力しても良い。そのため、前置波長分散などの技術と併用することが可能である。
また、上述の第3の実施の形態において、上述の偏波合成処理装置023で合成される前の偏波電界信号の偏波を変調すれば、偏波が任意に変調された光偏波多重信号を生成することができる。
図10に第4の実施の形態の構成例を示す。
本発明の第3の実施の形態の構成例を示す図9の構成に対して、上述の2つの偏波マッピング処理装置022−1、022−2から出力される2つの偏波電界信号の偏波をそれぞれ回転させる偏波回転処理装置025−1、025−2と、上述の偏波回転処理装置025−1、025−2をそれぞれ駆動する偏波回転制御装置026−1、026−2とが新たに挿入される。なお、上述の偏波合成処理装置023は、上述の偏波回転処理装置025−1、025−2で偏波回転された2つの偏波電界信号を合成し、1つの合成偏波電界信号として出力する。
なお、本実施の形態においても、偏波電界信号に変換するデータ列の数を任意の数Nとすることができる。ただし、N個のデータ列を電界信号にそれぞれ変換するN個の電界マッピング処理装置と、上述のN個の電界信号を偏波電界信号にそれぞれ変換するN個の偏波マッピング処理装置と、上述のN個の偏波電界信号の偏波をそれぞれ回転させるN個の偏波回転処理装置と、上述のN個の偏波回転処理装置をそれぞれ駆動するN個の偏波回転制御装置と、上述のN個の偏波回転処理装置から出力される偏波電界信号を合成して1つの合成偏波電界信号とする偏波合成処理装置023が必要になる。
ところで、Jonesベクトルで表された偏波の偏波回転は、(数4)に示される2行2列のJonesマトリクスとの積で表すことができる。
ここで、Jonesマトリクスの各要素は2つの変数θ、φの関数で表される。これは、図4(a)のポアンカレ球上において、任意の偏波009を表す角度θ、φに等しい。簡単な例として、入射偏波に角度θの回転を与えるJonesマトリクスは、(数5)で表される。
(数3)のJonesベクトルで表される偏波に角度θの回転を与える場合、回転させられた偏波は(数6)のJonesベクトルで表される。
角度φについても同様である。このように、上述の偏波回転処理025−1、025−2は入射されるJonesベクトルにJonesマトリクスを掛け合わせるものと捉えることができる。
本実施の形態では、上述の第4の実施の形態を応用し、任意に偏波スクランブルされた光偏波多重信号を生成する。
図11に第5の実施の形態の構成例を示す。
本発明の第4の実施の形態の構成例を示す図10の構成に対して、上述の2つの偏波回転制御装置026−1、026−2の代わりに、上述の偏波回転処理装置025−1、025−2を駆動する1つの偏波同期制御装置027が新たに挿入される。この偏波同期制御装置027は、上述の偏波回転処理装置025−1、025−2を同期させ、上述の偏波回転処理装置025−1、025−2がそれぞれの入射信号の偏波を一様に回転させるように、上述の偏波回転処理装置025−1、025−2を駆動する。これにより、2つの偏波電界信号の偏波がその相対関係を保持したまま回転され、偏波合波器012から出力される偏波多重信号光の偏波に同様の回転を与えることができる。なお、周期的な偏波回転や、特定のパターンをもつ偏波回転も可能である。また、上述の2つの偏波電界信号の偏波の相対関係を保持せず、互いに相関のない偏波回転を与えることも可能である。
ところで、上述の2つの偏波回転処理装置025−1、025−2を同期させる手段は、如何なる手段を用いてもよい。例えば、上述の偏波同期制御装置027から上述の2つの偏波回転処理装置025−1、025−2に伝達される駆動信号とその経路長を等しくする方法や、上述の2つの偏波回転処理装置025−1、025−2でそれぞれ偏波回転された2つの偏波電界信号の偏波の相対関係を上述の偏波合成処理装置023の入力端で検出する方法などいくつかの方法を用いることができる。
また、本実施の形態においても、上述の偏波回転処理装置025−1、025−2が上述の偏波マッピング処理装置022−1、022−2から出力される偏波電界信号の偏波をそれぞれ変調する。そのため、上述の偏波マッピング処理装置022−1、022−2から出力される偏波電界信号の偏波は互いに一致してもよい。ただし、その場合は、上述の偏波電界信号の偏波の相対関係が適切になるよう、上述の偏波回転処理装置025−1、025−2による偏波回転の一方にオフセットを与える必要がある。
なお、本実施の形態は、電気や電波を送信信号とする電気通信や無線通信にも適用することができる。この場合、レーザー光源(LD)は、電気信号や電波信号の生成装置を用いる。
上述の第5の実施の形態では、複数の偏波回転処理装置を同期させる必要がある。しかし、対象とする大容量光伝送では、信号速度が20Gbit/sを超える場合があるため、同期の許容誤差が10分の1であれば、その同期は5ピコ秒(光路長1ミリメートルに相当)以下の精度で制御しなければならない。また、送信するデータ列ないしは偏波の数Nに比例して偏波回転処理装置の数が増大する。
そこで、本実施の形態では、上述の複数の偏波回転処理装置を1台に集約し、偏波同期制御装置027をなくす。
図12に第6の実施の形態の構成例を示す。本発明の第5の実施の形態の構成例を示す図11の構成に対して、上述の2つの偏波回転処理装置025−1、025−2、およびこれらを駆動する上述の偏波回転制御装置027が除かれる。そして、上述の2つの偏波マッピング処理装置022−1、022−2から出力される偏波電界信号が上述の偏波合成処理装置023で1つの合成偏波電界信号に合成される。また、当該の合成偏波電界信号の偏波を回転させて上述の偏波分離処理装置024に出力する偏波回転処理装置025−3と、この偏波回転処理装置025−3を駆動する偏波回転制御装置026−3とが新たに追加される。これにより、上述の2つの偏波マッピング処理装置022−1、022−2から出力される2つの偏波電界信号の偏波がその相対関係を保持したまま一様に回転され、偏波合波器012から出力される偏波多重信号光の偏波も同様に回転させることができる。なお、偏波回転のパターンや周期性は上述の偏波回転制御装置026−3で制御される。
また、本実施の形態においても、偏波電界信号に変換するデータ列の数を任意の数Nとすることができる。ただし、N個のデータ列を電界信号にそれぞれ変換するN個の電界マッピング処理装置と、上述のN個の電界信号を偏波電界信号にそれぞれ変換するN個の偏波マッピング処理装置と、上述のN個の偏波電界信号を合成して1つの合成偏波電界信号とする偏波合成処理装置023が必要になる。
なお、本実施の形態も、電気や電波を送信信号とする電気通信や無線通信にも適用することができる。
ところで、非特許文献1に記載されているように、1つの偏波を直交関係にある2つの偏波成分に分離し、その振幅比と位相差を変調すれば、その偏波を変調できる。上述の変調器駆動装置013でこの偏波変調を利用し、本実施の形態における変調器駆動装置013の構成を簡素化する。
図13に第7の実施の形態の構成例を示す。
偏波多重送信器は、2つの光信号の振幅および/又は位相をそれぞれ変調する2つの光変調器011−1、011−2を含み、互いに直交関係にある2つの偏波(例えばTE偏波00AとTM偏波00B)の光信号を生成する直交偏波信号発生器010と、上述の2つの光変調器011−1、011−2で変調された2つの光信号を多重して1つの偏波多重信号光として出力する偏波合波器012とを備える直交偏波多重送信器と、上述の光変調器011−1、011−2を駆動する変調器駆動装置013とを備える。
また、上述の変調器駆動装置013では、データと電界を一意に変換する機能を有する2つの電界マッピング処理装置014−1、014−2が2つのデータ列を電界信号に変換してそれぞれ偏波マッピング処理装置022−1、022−2に出力する。上述の偏波マッピング処理装置022−1、022−2は、入力される電界をその電界をもつ任意の偏波に変換する機能を有し、上述の2つの電界信号を特定の偏波をもつ偏波電界信号に変換する。上述の特定の偏波とは、ポアンカレ球において上述の直交偏波信号発生器010から生成される2つの偏波を結んだ直線(例ではS1軸)を回転軸とする赤道(例えば図4(a)の円周00G−3)上の任意の偏波(例では+45°偏波00Cと−45°偏波00Dなど)である。そして、上述の2つの偏波電界信号は偏波合成処理装置023で1つの合成偏波電界信号に合成される。当該の合成偏波電界信号は、偏波分離処理装置024によって上述の直交偏波信号発生器010から生成される2つの偏波(例ではTE偏波00AとTM偏波00B)の成分に分離された後、それぞれの偏波成分の振幅および/又は位相が電界変調処理装置029−1、029−2によって変調される。ここで、上述の2つの電界変調処理装置029−1、029−2は電界変調制御装置030によって同期して駆動される。そして、2つの駆動信号生成装置015−1、015−2が上述の電界変調処理装置029−1、029−2から出力される2つの電界信号と上述の2つの光変調器011−1、011−2から出力される光信号の電界とが一致するように、上述の2つの光変調器011−1、011−2をそれぞれ駆動する。
なお、本実施の形態は、例えば+45°偏波をTE偏波成分とTM偏波成分に分離し、それらの振幅比および/又は位相差を変調する第1の偏波変調器と、−45°偏波をTE偏波成分とTM偏波成分に分離し、それらの振幅比および/又は位相差を変調する第2の偏波変調器とを合成したものと認識することができる。
また、本実施の形態においても、偏波電界信号に変換するデータ列の数を任意の数Nとすることができる。ただし、N個のデータ列を電界信号にそれぞれ変換するN個の電界マッピング処理装置と、上述のN個の電界信号を偏波電界信号にそれぞれ変換するN個の偏波マッピング処理装置と、上述のN個の偏波電界信号を合成して1つの合成偏波電界信号とする偏波合成処理装置023が必要になる。
なお、本実施の形態は、電気や電波を送信信号とする電気通信や無線通信にも適用することができる。
それぞれ独立に電界変調された互いに直交関係にある2つの偏波を合波した直交偏波多重信号であっても、2つの異なる偏波をもつ光の合成として、ポアンカレ球上の1つの状態として観測される。そして、その偏波は前記2つの偏波の振幅比および位相差に応じて変化する。
そこで、本発明の実施の形態においては、独立に電界変調された互いに直交関係にある2つの偏波の位相差を変調することで、直交偏波多重信号の偏波を変調する。
図18は、本発明の第8の実施の形態の構成例を示す図である。以下に本実施の形態における構成例を示す。
互いに直交関係にある2つの偏波の光信号を生成する直交偏波信号発生器010と、前記2つの光信号の振幅および/又は位相をそれぞれ変調する2つの光変調器011−1、011−2と、前記2つの光変調器011−1、011−2で変調された2つの光信号を多重して1つの偏波多重信号光として出力する偏波合波器012とを備える直交偏波多重送信器と、前記の光変調器011−1,011−2を駆動する変調器駆動装置013で構成される。
前記の変調器駆動装置013は、データと電界を一意に変換する機能を有する2つの電界マッピング処理装置014−1、014−2により2つのデータ列を電界信号に変換され、前記2つの電界信号の位相差を変調するため、前記2つの電界信号の一方、又は双方の位相を変調する電界位相変調処理装置043−1、043−2を有し、前記電界位相変調処理装置043−1、043−2で変調された2つの電界信号と上述の2つの光変調器011−1、011−2から出力される光信号の電界とが一致するように、上述の2つの光変調器011−1、011−2をそれぞれ駆動する。
なお、前記の電界位相変調処理装置043−1、043−2は前記2つのマッピング処理装置014−1,014−2から出力される2つの電界信号の位相差を正弦波信号など任意のパターンで変調すればよい。
図19は、本発明の第8の実施の形態の他の構成例を示す図である。また、前記2つの電界位相変調処理装置の代わりに、前記偏波合波器012で多重される2つの光信号の一方又は双方の位相を変調する偏波間位相差変調器044−1、044−2を用いてもよい。
上述の第4、5、6、7の実施の形態において、上述の偏波回転処理装置025−1、025−2、025−3や上述の電界変調処理装置029−1、029−2を用いた偏波回転処理は、上述の駆動信号生成装置015−1、015−2に入力される電界信号の多値数を増加し、その信号波形を劣化させてしまう。
そこで、本実施の形態では、上述の偏波回転処理に制限を設け、上述の駆動信号生成装置015−1、015−2に入力される電界信号の多値数が極端に増加しないようにする。上述の偏波回転処理の制限とは、上述の偏波回転処理による上述の駆動信号生成装置015−1、015−2に入力される電界信号の変化が特定の状態に限定されるように、上述の偏波回転処理を行うことである。
例えば、上述の偏波回転処理装置025−1、025−2、025−3の偏波変調もしくは上述の電界変調処理装置029−1、029−2の電界変調の変調周期T1と、上述の電界マッピング処理装置014−1、014−2から出力される電界信号の変調周期T2との最小公倍数T3を小さくすればよい。例えば、T3が予め定められた閾値より小さくなるようにT1を決定する。この結果、上述の駆動信号生成装置015−1、015−2に入力される電界信号の多値数は、上述の偏波回転処理装置025−1、025−2、025−3や上述の電界変調処理装置029−1、029−2を駆動しない場合のT3/T2倍に抑えることができる。
上述の第7の実施の形態においては、上述の駆動信号生成装置015−1、015−2に入力される電界信号の多値数を増加させないために、以下の形態を用いることができる。
本実施の形態では、例えば図13における上述の2つの駆動信号生成装置015−1、015−2に入力される電界信号の電界シンボル(シンボルの群、パターン)が、上述の2つの電界変調処理装置029−1、029−2に入力される電界信号のいずれかの電界シンボルとなるように、上述の電界変調処理装置029−1、029−2が上述の電界変調制御装置030によって駆動される。
例えば、図6(b)に示される9QAM信号は、位相を90°回転させても9QAM信号となる。そのため、上述の偏波合成処理装置023から出力される電界信号が9QAM信号となる場合は、上述の電界変調処理装置029−1、029−2が入力信号の位相を90°刻みで変調すればよい。なお、この場合は、上述の電界マッピング処理装置014−1、014−2から上述の電界変調処理装置029−1、029−2までの処理は、上述の電界マッピング処理装置014−1、014−2に入力される2つのデータ列の論理演算処理に置き換えることもできる。
また、上述の第7の実施の形態においては、上述の駆動信号生成装置015−1、015−2に入力される電界信号の多値数を増加させないために、上述の直交偏波信号発生器010に光変調器を新たに追加し、上述の電界変調処理装置029−1、029−2の代わりとしてもよい。
図14に、本実施の形態の構成例を示す。
図13に示される本発明の第7の実施の形態の構成に対して、上述の電界変調処理装置029−1、029−2とこれらを駆動する電界変調制御装置030が変調器駆動装置013から除かれ、上述の2つの光変調器011−1、011−2の出力端に偏波光変調器031−1、031−2として別の光変調器がそれぞれ挿入され、さらに偏波光変調器駆動装置032が追加される。また、上述の2つの偏波光変調器031−1、031−2は偏波光変調器駆動装置032によって駆動され、上述の2つの光変調器011−1、011−2から出力される2つの光信号の振幅比と位相差を変調する。
本実施の形態においては、上述の変調器駆動装置013による偏波回転処理が無くなるため、上述の駆動信号生成装置015−1、015−2に入力される電界信号の多値数が増加しない。その代わりに、偏波回転処理を行う上述の2つの偏波光変調器031−1、031−2の駆動信号が一般的に多値となる。ただし、上述の2つの偏波光変調器031−1、031−2の駆動信号として符号間干渉の小さい正弦波などを用いることで、駆動信号の波形劣化を大幅に抑えることができる。
なお、偏波光変調器031−1、031−2を追加せず、光変調器011−1、011−2を駆動する駆動信号のそれぞれと正弦波とを重畳し、これらの信号を光変調器011−1、011−2の駆動信号とする構成でもよい。
また、上述の第8の実施の形態において、上述の2つの駆動信号生成装置015−1、015−2に入力される電界信号の波形を劣化させないためには、その多値数が全く増加しないことが望ましい。
そこで、上述の2つの駆動信号生成装置015−1、015−2に入力される2つの電界信号を周期的に入れ替える。これにより、上述の2つの駆動信号生成装置015−1、015−2に入力される2つの電界信号の多値数を増やすことなく、各電界信号の偏波を周期的に変化させることができる。
図15に、本実施の形態の構成例を示す。
偏波多重送信器は、例えば、2つの光信号の振幅および/又は位相をそれぞれ変調する2つの光変調器011−1、011−2を含み、互いに異なる偏波をもつ2つの光信号を生成する直交偏波信号発生器010と、上述の2つの光変調器011−1、011−2から出力される2つの光信号を1つの偏波多重信号光に多重して出力する偏波合波器012とを備える直交偏波多重送信器と、上述の2つの光変調器011−1、011−2を駆動する変調器駆動装置013とを備える。また、上述の変調器駆動装置013は、入力される2つのデータ列を周期的に入れ替えて2つの交番データ列を出力するデータ列交番処理装置033と、電界マッピング処理装置014と、駆動信号生成装置015とを有する。データと電界を一意に変換する機能を有する2つの電界マッピング処理装置014−1、014−2が上述の2つの交番データ列を電界信号にそれぞれ変換する。当該の2つの電界信号と上述の2つの光変調器011−1、011−2で変調された光信号の電界が一致するように、2つの駆動信号生成装置015−1、015−2が上述の2つの光変調器011−1、011−2をそれぞれ駆動する。
なお、本実施の形態においては、上述のデータ列交番処理装置033の代わりに、入力される2つの電界信号を周期的に入れ替えて2つの交番電界信号を出力する電界信号交番処理装置を用いてもよい。この場合、上述の2つの電界マッピング処理装置014−1、014−2が上述の2つのデータ列を電界信号にそれぞれ変換し、上述の電界信号交番処理装置が上述の2つの電界信号を交番電界信号にそれぞれ変換した後、上述の2つの交番電界信号が上述の駆動信号生成装置015−1、015−2に入力される。
上述の第1から第11の実施の形態の偏波多重送信器(又は光偏波多重送信器)を光送信器とし、当該の偏波多重送信器から出力される光信号を光受信器に伝送する光伝送システムにおいて、偏波多重送信器から受信器までの伝送路の偏波変動をキャンセルするように、偏波多重送信器が出力される光信号の偏波を制御すれば、受信側の偏波追従装置を省くことができる。また、出力偏波に制限のある偏波多重送信器でも、受信側の偏波追従装置の負担を軽減し、当該の偏波追従装置の処理による信号劣化を緩和できる。
本光伝送システムは、例えば、上述の第1から第11の実施の形態の偏波多重送信器034と、当該の偏波多重送信器034から出力される光信号を伝送する光ファイバ伝送路005および/又は光中継器006を含む光伝送路と、当該の光伝送路を伝播した光信号を受信する光受信器008と、当該の光受信器008に入力される光信号の偏波変動をキャンセルする偏波追従装置007を備える。さらに、光伝送システムは、上述の光ファイバ伝送路005、光中継器006、偏波追従装置007および光受信器008を備え、光信号の偏波又はこれに依存する量を検出する伝送路偏波検出装置036と、上述の伝送路偏波検出装置036からの検出量から上述の光受信器008に入力される光信号の偏波変動を観測し、この偏波変動がなくなるように上述の偏波多重送信器034の出力偏波を制御する偏波管理装置035と、上述の伝送路偏波検出装置036で検出した偏波変動量を上述の偏波管理装置035に伝達するシステム管理装置037とを備える。ただし、光受信器008が受信した光信号の偏波変動をキャンセルする場合、上述の偏波追従装置007は省いてもよい。また、伝送距離が短い場合などには、光中継器006は省略してもよい。
なお、上述の伝送路偏波検出装置036は、一般的な偏波モニタの他に、偏波変動による受信感度や波形変化、周波数変化の観測装置など種々の手段を用いることができる。
例えば、光受信器008に入力される光信号の偏波変動に応じて受信信号の誤り率が増大することを利用し、この誤り率を上述の偏波管理装置035に伝達し、当該誤り率が最小になるように上述の偏波多重送信器034の出力偏波をフィードバック制御すればよい。
上述の第1から第11の実施の形態の偏波多重送信器(又は光偏波多重送信器)034と出力偏波を制御できない偏波非制御送信器038を有する波長多重伝送システムにおいて、全ての偏波多重送信器034の送信波長を比較し、送信波長(波長パターン)の隣り合う偏波多重送信器034同士の偏波スクランブルの周期および/又はパターンを変える。これにより、送信波長の隣り合う偏波多重送信器034の出力偏波が一致する確率が下がり、偏波多重送信器034の送信信号間で起こる四光波混合や相互位相変調などの相互作用を抑圧できる。また、上述の偏波非制御送信器038の送信波長が、2つの偏波多重送信器034の隣り合う送信波長の間にある場合でも、当該の2つの偏波多重送信器034の出力偏波が一致する確率が下がるため、上述の偏波非制御送信器038の送信信号が上述の2つの偏波多重送信器034の送信信号から受ける相互作用を抑圧することができる。偏波非制御送信器038は、公知の送信器を用いることができる。なお、偏波非制御送信器038は省略してもよい。
図17に、本実施の形態の構成例を示す。
本光伝送システムは、出力偏波が制御されたひとつ又は複数の偏波多重送信器034と出力偏波が制御されないひとつ又は複数の偏波非制御送信器038と、これらの送信器から出力される異なる波長の送信信号を合波して波長多重信号を出力する波長合波器039と、上述の波長合波信号を光受信器まで導く光伝送路を構成する光ファイバ伝送路005と光中継器006と、上述の光伝送路から出力される波長多重信号を送信波長ごとに分離する波長分波器040と、各偏波多重送信器034の送信信号をそれぞれ受信するひとつ又は複数の偏波追従受信器041と、各偏波非制御送信器038の送信信号をそれぞれ受信するひとつ又は複数の光受信器042と、上述の複数の偏波多重送信器034の出力偏波を管理する偏波管理装置(偏波スクランブル管理装置)035とを備える。
上述の偏波管理装置035は、上述の複数の偏波多重送信器034の送信波長と偏波を管理し、送信波長の隣接する偏波多重送信器034同士の偏波スクランブルのパターンおよび/又は速度が一致しないように制御する。
光偏波多重送信器は、互いの偏波が直交関係にある2つの光信号を多重する直交偏波信号発生器と、上記2つの光信号の偏波および、振幅および/又は位相をそれぞれ変調する2つの偏波電界変調器とを備え、
振幅および/又は位相が変調された任意の偏波の光信号を任意の数だけ多重し、偏波多重信号として出力する。
本発明の第1の実施の形態によると、例えば、
互いの偏波が直交関係にある2つの光信号を生成する直交偏波信号発生器と、上記2つの光信号の振幅および/又は位相をそれぞれ変調する2つの光変調器と、上記2つの光変調器から出力される2つの光信号を多重して1つの偏波多重信号光として出力する偏波合波器と、
を備える直交偏波多重送信器と、
データと電界を一意に変換する機能を有し、2つのデータ列をそれぞれ電界信号に変換する2つの電界マッピング処理装置と、上記2つの電界信号と上記2つの光変調器から出力される2つの光信号の電界とが一致するように前記2つの光変調器をそれぞれ駆動する2つの駆動信号生成装置と、
を備える光変調器駆動装置と、
ポアンカレ球においてその中心点と上記直交偏波多重送信器から出力される2つの偏波を結ぶ直線の垂線を面内にもつ円の円周上にある互いに直交関係にある2つの偏波成分の位相差を変調する偏波変調器と、前記偏波変調器を駆動する駆動装置と、
を有することを特徴とする光偏波多重送信器が提供される。
互いの偏波が直交関係にある2つの光信号を生成する直交偏波信号発生器と、上記2つの光信号の振幅および/又は位相をそれぞれ変調する2つの光変調器と、前記2つの光信号の偏波をそれぞれ変調する2つの偏波変調器と、上記2つの偏波変調器で変調された2つの光信号を多重して1つの偏波多重信号光として出力する偏波合波器と、
を備える直交偏波多重送信器と、
データと電界を一意に変換する機能を有し、2つのデータ列を電界信号にそれぞれ変換する2つの電界マッピング処理装置と、上記2つの電界信号と上記2つの光変調器から出力される2つの光信号の電界とが一致するように前記2つの光変調器をそれぞれ駆動する2つの駆動信号生成装置と、
を備える光変調器駆動装置と、
ポアンカレ球において上記2つの偏波変調器の出力信号の偏波のなす角度を一定に保ち、且つ一様に変調されるように駆動する偏波変調駆動装置と、
を有することを特徴とする光偏波多重送信器が提供される。
本発明の第3の実施の形態によると、例えば、
互いの偏波が直交関係にある2つの光信号を生成する直交偏波信号発生器と、上記2つの光信号の振幅および/又は位相をそれぞれ変調する2つの光変調器と、上記2つの光変調器で変調された2つの光信号を多重して1つの偏波多重信号光として出力する偏波合波器と、
を備える直交偏波多重送信器と、
データと電界を一意に変換する機能を有し、複数のデータ列を電界信号にそれぞれ変換する複数の電界マッピング処理装置と、入力される電界をその電界をもつ任意の偏波に変換する機能を有し、上記複数の電界マッピング処理装置から出力される複数の電界信号を互いに異なる偏波をもつ偏波電界信号にそれぞれ変換する複数の偏波マッピング処理装置と、上記複数の偏波電界信号を合成して1つの合成偏波電界信号を生成する偏波合成処理装置と、上記合成偏波電界信号を、上記直交偏波信号発生器が生成する2つの光信号の偏波に一致する2つの偏波成分の電界信号に分解する偏波分離処理装置と、上記偏波分離処理装置から出力される2つの偏波成分の電界信号と上記2つの光変調器から出力される光信号の電界とが一致するように、上記2つの光変調器をそれぞれ駆動する2つの駆動信号生成装置と、
を備える光変調器駆動装置と、
を有することを特徴とする光偏波多重送信器が提供される。
互いの偏波が直交関係にある2つの光信号を生成する直交偏波信号発生器と、上記2つの光信号の振幅および/又は位相をそれぞれ変調する2つの光変調器と、上記2つの光変調器で変調された2つの光信号を多重して1つの偏波多重信号光として出力する偏波合波器と、
を備える直交偏波多重送信器と、
データと電界を一意に変換する機能を有し、複数のデータ列を電界信号にそれぞれ変換する複数の電界マッピング処理装置と、入力される電界をその電界をもつ任意の偏波に変換する機能を有し、上記複数の電界マッピング処理装置から出力される複数の電界信号を互いに異なる偏波をもつ偏波電界信号にそれぞれ変換する複数の偏波マッピング処理装置と、上記複数の偏波電界信号の偏波をそれぞれ回転させる複数の偏波回転処理装置と、上記複数の偏波回転処理装置を制御する偏波回転制御装置と、上記複数の偏波回転処理装置から出力される偏波電界信号を合成して1つの合成偏波電界信号とする偏波合成処理装置と、上記合成偏波電界信号を、上記直交偏波信号発生器が生成する2つの光信号の偏波に一致する2つの偏波成分の電界信号に分解する偏波分離処理装置と、上記偏波分離処理装置が出力する2つの偏波成分の電界信号と上記2つの光変調器の出力する光信号の電界とが一致するように、上記2つの光変調器をそれぞれ駆動する2つの駆動信号生成装置と、
を備える光変調器駆動装置と、
を有することを特徴とする光偏波多重送信器が提供される。
また、複数の任意の偏波の電界信号を多重して出力する偏波多重送信器において、上記複数の電界の振幅および、又は位相がそれぞれ変調され、且つ、全ての偏波が一様に変調されることを特徴とする偏波多重送信器が提供される。
本発明の第5の実施の形態によると、例えば、
互いの偏波が直交関係にある2つの送信電界を生成する直交偏波信号発生器と、上記2つの送信電界の振幅および/又は位相をそれぞれ変調する2つの電界変調器と、上記2つの電界変調器で変調された2つの送信電界を多重して1つの偏波多重信号として出力する偏波合波器と、
を備える直交偏波多重送信器と、
データと電界を一意に変換する機能を有し、複数のデータ列を電界信号にそれぞれ変換する複数の電界マッピング処理装置と、入力される電界をその電界をもつ任意の偏波に変換する機能を有し、上記複数の電界信号を互いに異なる偏波をもつ複数の偏波電界信号に変換する偏波マッピング処理装置と、上記複数の偏波電界信号の偏波をそれぞれ回転させる複数の偏波回転処理装置と、上記複数の偏波回転処理装置を同期させ、上記複数の偏波回転処理装置が入射偏波を一様に、周期的に偏波回転させるように、上記複数の偏波回転処理装置を駆動する偏波回転制御装置と、上記複数の偏波回転処理装置から出力される偏波電界信号を合成して1つの合成偏波電界信号とする偏波合成処理装置と、上記合成偏波電界信号を、上記直交偏波信号発生器が生成する2つの送信電界の偏波に一致する2つの偏波成分の電界信号に分解する偏波分離処理装置と、上記偏波分離処理装置が出力する2つの偏波成分の電界信号と上記2つの電界変調器の出力電界とが一致するように、上記2つの電界変調器をそれぞれ駆動する2つの駆動信号生成装置と、
を備える電界変調器駆動装置と、
を有することを特徴とする偏波多重送信器が提供される。
互いの偏波が直交関係にある2つの送信電界を生成する直交偏波信号発生器と、上記2つの送信電界の振幅および/又は位相をそれぞれ変調する2つの電界変調器と、上記2つの電界変調器で変調された2つの送信電界を多重して1つの偏波多重信号として出力する偏波合波器と、
を備える直交偏波多重送信器と、
データと電界を一意に変換する機能を有し、複数のデータ列を電界信号にそれぞれ変換する複数の電界マッピング処理装置と、入力される電界をその電界をもつ任意の偏波に変換する機能を有し、上記複数の電界信号を互いに異なる偏波をもつ複数の偏波電界信号に変換する偏波マッピング処理装置と、上記複数の偏波電界信号を合成して1つの合成偏波電界信号とする偏波合成処理装置と、上記合成偏波電界信号の偏波を回転させる偏波回転処理装置と、上記偏波回転処理装置が入射偏波に周期的な偏波回転を与えるように、上記偏波回転処理装置を駆動する偏波回転制御装置と、上記偏波回転処理装置が出力する合成偏波電界信号を、上記直交偏波信号発生器が生成する2つの送信電界の偏波に一致する2つの偏波成分の電界信号に分解する偏波分離処理装置と、上記偏波分離処理装置が出力する2つの偏波成分の電界信号と上記2つの電界変調器の出力電界とが一致するように、上記2つの電界変調器をそれぞれ駆動する2つの駆動信号生成装置と、
を備える電界変調器駆動装置と、
を有することを特徴とする偏波多重送信器が提供される。
互いの偏波が直交関係にある2つの送信電界を生成する直交偏波信号発生器と、上記2つの送信電界の振幅および/又は位相をそれぞれ変調する2つの電界変調器と、上記2つの電界変調器で変調された2つの送信電界を多重して1つの偏波多重信号として出力する偏波合波器と、
を備える直交偏波多重送信器と、
データと電界を一意に変換する機能を有し、複数のデータ列を電界信号にそれぞれ変換する複数の電界マッピング処理装置と、入力される電界をその電界をもつ任意の偏波に変換する機能を有し、ポアンカレ球において上記2つの送信電界の偏波を結んだ軸を回転軸とする円の円周上にある任意の偏波とすることを特徴とし、上記複数の電界信号を互いに異なる偏波をもつ複数の偏波電界信号に変換する偏波マッピング処理装置と、上記複数の偏波電界信号を合成して1つの合成偏波電界信号とする偏波合成処理装置と、上記合成偏波電界信号を、上記2つの送信電界の偏波に一致する2つの偏波成分の電界信号に分解する偏波分離処理装置と、上記偏波分離処理装置が出力する2つの偏波成分の電界信号の振幅比および/又は位相差を変調する電界変調処理装置と、上記電界変調処理装置を駆動する電界変調制御装置と、上記2つの電界変調処理装置の出力電界と上記2つの電界変調器で変調された2つの送信電界が一致するように、上記2つの電界変調器をそれぞれ駆動する2つの駆動信号生成装置と、
を備える電界変調器駆動装置と、
を有することを特徴とする偏波多重送信器が提供される。
上述の第4、5、6、7の実施の形態の構成において、
電界の偏波を回転させる、請求項5、7、8記載の偏波回転処理装置ないしは請求項11記載の電界変調処理装置の変調周期と、上記電界マッピング処理装置の出力する電界信号の変調周期との最小公倍数が小さくなるように、請求項5、7、8記載の偏波回転処理装置ないしは請求項11記載の電界変調処理装置の変調周期が決定されることを特徴とする偏波多重送信器が提供される。
上述の第7の実施の形態の構成において、
上記2つの電界変調処理装置が、入力される電界信号の電界シンボルの群と、出力する電界シンボルの群とが一致するように、変調を行うことを特徴とする偏波多重送信器が提供される。
本発明の第11の実施の形態によると、例えば、
互いの偏波が直交関係にある2つの送信電界を生成する直交偏波信号発生器と、上記2つの送信電界の振幅および/又は位相をそれぞれ変調する2つの電界変調器と、上記2つの電界変調器で変調された送信電界の振幅および/又は位相をさらに変調する2つの偏波電界変調器と、上記2つの電界変調器で変調された送信電界の振幅比および/又は位相差が周期的に変調されるように上記2つの偏波電界変調器を駆動する偏波電界変調器駆動装置と、上記2つの偏波電界変調器から出力される2つの送信電界を多重して1つの偏波多重信号として出力する偏波合波器と、
を備える直交偏波多重送信器と、
データと電界を一意に変換する機能を有し、複数のデータ列を電界信号にそれぞれ変換する複数の電界マッピング処理装置と、入力される電界をその電界をもつ任意の偏波に変換する機能を有し、ポアンカレ球において上記2つの送信電界の偏波を結ぶ直線を回転軸とする円の円周上にある任意の偏波とすることを特徴とし、上記複数の電界信号を互いに異なる偏波をもつ複数の偏波電界信号に変換する偏波マッピング処理装置と、上記複数の偏波電界信号を合成して1つの合成偏波電界信号とする偏波合成処理装置と、上記合成偏波電界信号を、上記2つの送信電界の偏波に一致する2つの偏波成分の電界信号に分解する偏波分離処理装置と、上記偏波分離処理装置が出力する2つの偏波成分の電界信号と上記2つの電界変調器で変調された送信電界が一致するように、上記2つの電界変調器をそれぞれ駆動する2つの駆動信号生成装置と、
を備える電界変調器駆動装置と、
を有することを特徴とする偏波多重送信器が提供される。
互いに異なる偏波をもつ2つの送信電界を生成する直交偏波信号発生器と、上記2つの送信電界の振幅および/又は位相をそれぞれ変調する2つの電界変調器と、上記2つの電界変調器から出力される2つの送信電界を多重して1つの偏波多重信号として出力する偏波合波器と、
を備える直交偏波多重送信器と、
入力される2つのデータ列を周期的に入れ替えて2つの交番データ列を出力するデータ列交番処理装置と、データと電界を一意に変換する機能を有し、上記2つの交番データ列を電界信号にそれぞれ変換する2つの電界マッピング処理装置と、上記電界マッピング処理装置が出力する2つの電界信号と上記2つの電界変調器で変調された送信電界が一致するように、上記2つの電界変調器をそれぞれ駆動する2つの駆動信号生成装置と、
を備える電界変調器駆動装置と、
を有することを特徴とする偏波多重送信器が提供される。
上述の第1から11の実施の形態の構成において、伝送路の偏波変動をキャンセルするように偏波が回転された偏波多重信号を出力する偏波多重送信器と、
伝送路の偏波変動ないしはその残留分、もしくはこれらに依存する量を検出する伝送路偏波検出装置と、
上記伝送路偏波検出装置で検出された量をもとに、偏波多重送信器を駆動する偏波管理装置と、
を有することを特徴とする伝送システムが提供される。
上述の第1から11の実施の形態の構成における偏波多重送信器の送信信号と、送信信号の偏波が変調されない送信器の送信信号とが多重される波長多重伝送システムにおいて、
複数の異なる波長チャネルをもつ上記偏波多重送信器のうち、波長チャネルの隣接する偏波多重送信器の偏波スクランブルのパターンおよび/又は速度が一致しないように、複数の異なる波長チャネルをもつ上記偏波多重送信器の偏波スクランブルのパターンおよび/又は速度を管理・制御する偏波スクランブル管理装置を有することを特徴とする伝送システムが提供される。
上述の各実施の形態によると、直交偏波多重送信器を用い、光送信器に偏波変調器ないしは偏波スクランブラを新たに追加することなく、偏波スクランブルされた光信号が生成可能となる。特に、偏波スクランブルされた偏波多重信号光も生成することができる。また、偏波変調器ないしは偏波スクランブラを追加しないため、装置コストや装置サイズの増加を抑えることができる。
また、光送信器から出力される光信号の偏波スクランブルの速度、周期、タイミング、および/又はパターンとすることができる。特に、その偏波スクランブル速度は光信号の変調速度以下の任意の速度とすることができる。
002 レーザー光源
003 光変調器
004 偏波スクランブラ
005 光ファイバ伝送路
006 光中継器
007 偏波追従装置
008 光受信器
009 任意の偏波
00A TE偏波
00B TM偏波
00C 45°偏波
00D −45°偏波
00E 右回り円偏波
00F 左回り円偏波
00G−1、00G−2、00G−3 ポアンカレ球上の円周
00H−1、00H−2、00H−3、00H−4、00H−5、00H−6 ポアンカレ球上の分布
010 直交偏波信号発生器
011−1、011−2 光変調器
012 偏波合波器
013 変調器駆動装置
014−1、014−2 電界マッピング処理装置
015−1、015−2 駆動信号生成装置
016 レーザー光源
017 光分波器
018 偏波直交化装置
019−1、019−2、019−3、019−4 電界シンボル
020、020−1、020−2 偏波変調器
021 偏波変調駆動装置
022−1、022−2 偏波マッピング処理装置
023 偏波合成処理装置
024 偏波分離処理装置
025−1、025−2、025−3 偏波回転処理装置
026−1、026−2、026−3 偏波回転制御装置
027 偏波同期制御装置
028 偏波回転装置
029−1、029−2 電界変調処理装置
030 電界変調制御装置
031−1、031−2 偏波光変調器
032 偏波光変調器駆動装置
033 データ列交番処理装置
034 偏波多重送信器
035 偏波管理装置
036 伝送路偏波検出装置
037 システム管理装置
038 偏波非制御送信器
039 波長合波器
040 波長分波器
041 偏波追従受信器
042 受信器
Claims (20)
- 互いの偏波が直交関係にある2つの送信電界を生成する直交偏波信号発生器と、前記2つの送信電界の振幅及び/又は位相をそれぞれ変調する2つの電界変調器と、前記2つの電界変調器で変調された2つの送信電界信号を合波して1つの偏波多重信号として出力する偏波合波器とを備える直交偏波多重送信器と、
複数のデータ列を複数の電界信号に変換し、該複数の電界信号のそれぞれに所望の偏波成分を付与することで該複数の電界信号を偏波電界信号に変換し、該複数の偏波電界信号の偏波をポアンカレ球上でそれぞれ所望の回転を与え、該複数の偏波回転された偏波電界信号を合成して1つの合成偏波電界信号とし、該合成偏波電界信号を前記直交偏波信号発生器が生成する前記2つの送信電界がもつ偏波成分に分解して2つの偏波分解電界信号とし、該2つの偏波分解電界信号に基づき前記2つの電界変調器をそれぞれ駆動する電界変調器駆動装置と、
を有する偏波多重送信器。 - 前記送信電界は光信号であり、
前記電界変調器は光変調器である請求項1に記載の偏波多重送信器。 - 前記電界変調器駆動装置は、
データと電界を一意に変換する機能を有し、複数のデータ列を電界信号にそれぞれ変換する複数の電界マッピング処理装置と、入力される電界をその電界をもつ任意の偏波に変換する機能を有し、前記複数の電界マッピング処理装置から出力される複数の電界信号をそれぞれ所望の偏波をもつ偏波電界信号に変換する複数の偏波マッピング処理装置と、前記複数の偏波電界信号の偏波をそれぞれ回転させる複数の偏波回転処理装置と、前記複数の偏波回転処理装置を制御する偏波回転制御装置と、前記複数の偏波回転処理装置から出力される偏波電界信号を合成して合成偏波電界信号とする偏波合成処理装置と、前記合成偏波電界信号を、前記直交偏波信号発生器が生成する前記2つの光信号がもつ偏波成分に分解して2つの偏波分解電界信号を出力する偏波分離処理装置と、前記偏波分離処理装置が出力する2つの偏波分解電界信号と前記直交偏波多重送信器が有する前記2つの光変調器から出力される光信号の電界とが一致するように、前記2つの光変調器をそれぞれ駆動する2つの駆動信号生成装置と、
を有することを特徴とする請求項2に記載の偏波多重送信器。 - 前記偏波多重送信器において、前記複数の偏波電界信号の振幅及び/又は位相がそれぞれ独立に変調され、且つ、該全ての偏波電界信号の偏波がポアンカレ球上で一様に変調されることを特徴とする請求項1に記載の偏波多重送信器。
- 前記電界変調器駆動装置は、
データと電界を一意に変換する機能を有し、複数のデータ列を電界信号にそれぞれ変換する複数の電界マッピング処理装置と、入力される電界をその電界をもつ任意の偏波に変換する機能を有し、複数の前記電界信号をそれぞれ所望の偏波をもつ複数の偏波電界信号に変換する偏波マッピング処理装置と、複数の前記偏波電界信号の偏波をそれぞれ回転させる複数の偏波回転処理装置と、前記複数の偏波回転処理装置を同期させ、前記複数の偏波回転処理装置がそれぞれに入射される偏波をポアンカレ球上で一様且つ周期的に偏波回転させるように、前記複数の偏波回転処理装置を駆動する偏波回転制御装置と、前記複数の偏波回転処理装置から出力される偏波電界信号を合成して合成偏波電界信号とする偏波合成処理装置と、前記合成偏波電界信号を、前記直交偏波信号発生器によって生成される前記2つの送信電界がもつ偏波成分に分解して偏波分解電界信号を出力する偏波分離処理装置と、前記2つの偏波分解電界信号と前記直交偏波多重送信器が有する前記2つの電界変調器から出力される送信電界信号とが一致するように、前記2つの電界変調器をそれぞれ駆動する2つの駆動信号生成装置と、
を有することを特徴とする請求項4に記載の偏波多重送信器。 - 前記電界変調器駆動装置は、
データと電界を一意に変換する機能を有し、複数のデータ列を電界信号にそれぞれ変換する複数の電界マッピング処理装置と、入力される電界をその電界をもつ任意の偏波に変換する機能を有し、複数の前記電界信号をそれぞれ所望の偏波をもつ複数の偏波電界信号に変換する偏波マッピング処理装置と、複数の前記偏波電界信号を合成して合成偏波電界信号とする偏波合成処理装置と、前記合成偏波電界信号の偏波を回転させる偏波回転処理装置と、前記偏波回転処理装置が入射される偏波に周期的な偏波回転を与えるように、前記偏波回転処理装置を駆動する偏波回転制御装置と、前記偏波回転処理装置が出力する合成偏波電界信号を、前記直交偏波信号発生器が生成する2つの送信電界がもつ偏波成分に分解して2つの偏波分解電界信号を出力する偏波分離処理装置と、前記2つの偏波分解電界信号から出力される送信電界信号とが一致するように、前記2つの電界変調器をそれぞれ駆動する2つの駆動信号生成装置と
を有することを特徴とする請求項4に記載の偏波多重送信器。 - 電界の偏波を回転させる前記偏波回転処理装置の変調周期と、前記電界マッピング処理装置の出力する電界信号の変調周期との最小公倍数が予め定められた閾値より小さくなるように、前記偏波回転処理装置の変調周期を決定することを特徴とする請求項3乃至6のいずれかに記載の偏波多重送信器。
- 前記電界変調器駆動装置は、
データと電界を一意に変換する機能を有し、複数のデータ列を電界信号にそれぞれ変換する複数の電界マッピング処理装置と、入力される電界をその電界をもつ任意の偏波に変換する機能を有し、当該任意の偏波はポアンカレ球において前記2つの送信電界の偏波を結んだ軸を回転軸とする円の円周上の任意の偏波であることを特徴とし、複数の前記電界信号を前記任意の偏波をもつ偏波電界信号にそれぞれ変換する複数の偏波マッピング処理装置と、前記複数の偏波電界信号を合成して1つの合成偏波電界信号を出力する偏波合成処理装置と、前記合成偏波電界信号を、前記2つの送信電界がもつ偏波成分に分解して偏波分解電界信号を出力する偏波分離処理装置と、前記2つの偏波分解電界信号の振幅比及び/又は位相差を変調する電界変調処理装置と、前記電界変調処理装置を駆動する電界変調制御装置と、前記2つの電界変調処理装置の出力電界と前記2つの電界変調器で変調された2つの送信電界が一致するように、前記2つの電界変調器をそれぞれ駆動する2つの駆動信号生成装置と、
を有することを特徴とする請求項4に記載の偏波多重送信器。 - 前記電界変調器駆動装置は、
データと電界を一意に変換する機能を有し、2つのデータ列を電界信号にそれぞれ変換する2つの電界マッピング処理装置と、2つの前記電界信号の位相差を変調する電界変調処理装置と、前記電界変調処理装置を駆動する電界変調制御装置と、前記電界変調処理装置で変調された2つの電界信号と前記2つの電界変調器で変調された2つの送信電界が一致するように、前記2つの電界変調器をそれぞれ駆動する2つの駆動信号生成装置と、
を有することを特徴とする請求項4に記載の偏波多重送信器。 - 前記偏波多重送信器において、偏波電界信号の偏波を回転する処理における偏波回転パターン限定することを特徴とする請求項4に記載の偏波多重送信器。
- 電界の偏波を回転させる前記電界変調処理装置の変調周期と、前記電界マッピング処理装置の出力する電界信号の変調周期との最小公倍数が予め定められた閾値より小さくなるように、前記電界変調処理装置の変調周期を決定することを特徴とする請求項8及び9に記載の偏波多重送信器。
- 前記2つの電界変調処理装置が、入力される電界信号の電界シンボルの群と、出力する電界シンボルの群とが一致するように、変調を行うことを特徴とする請求項8及び9に記載の偏波多重送信器。
- 互いの偏波が直交関係にある2つの送信電界を生成する直交偏波信号発生器と、前記2つの送信電界の振幅及び/又は位相をそれぞれ変調する2つの電界変調器と、前記2つの電界変調器で変調された2つの送信電界を合波して1つの偏波多重信号として出力する偏波合波器とを備える直交偏波多重送信器と、
入力される2つのデータ列を周期的に入れ替えて2つの交番データ列として出力するデータ列交番処理装置と、データと電界を一意に変換する機能を有し、前記2つの交番データ列を電界信号にそれぞれ変換する2つの電界マッピング処理装置と、前記電界マッピング処理装置が出力する2つの電界信号と前記2つの電界変調器で変調された送信電界が一致するように、前記2つの電界変調器をそれぞれ駆動する2つの駆動信号生成装置と、を備える電界変調器駆動装置と、
を有することを特徴とする偏波多重送信器。 - 互いの偏波が直交関係にある2つの送信電界を生成する直交偏波信号発生器と、前記2つの送信電界の振幅及び/又は位相をそれぞれ変調する2つの電界変調器と、前記2つの電界変調器で変調された2つの送信電界を合波して1つの偏波多重信号として出力する偏波合波器とを備える直交偏波多重送信器と、
データと電界を一意に変換する機能を有し、入力される2つのデータ列を電界信号にそれぞれ変換する2つの電界マッピング処理装置と、入力される2つの電界信号を周期的に入れ替えて2つの交番電界信号を出力する電界信号交番処理装置と、前記電界信号交番処理装置が出力する2つの交番電界信号と前記2つの電界変調器で変調された送信電界が一致するように、前記2つの電界変調器をそれぞれ駆動する2つの駆動信号生成装置と、を備える電界変調器駆動装置と、
を有することを特徴とする偏波多重送信器。 - 互いの偏波が直交関係にある2つの送信電界を生成する直交偏波信号発生器と、前記2つの送信電界の振幅及び/又は位相をそれぞれ変調する2つの電界変調器と、前記2つの電界変調器で変調された2つの送信電界の振幅及び/又は位相を更に変調し、前記2つの送信電界の振幅比及び/又は位相差を周期的に変調する2つの偏波電界変調器と、前記2つの偏波電界変調器で変調された2つの送信電界を合波して1つの偏波多重信号として出力する偏波合波器とを備えた直交偏波多重送信器と、
データと電界を一意に変換する機能を有し、複数のデータ列を電界信号にそれぞれ変換する複数の電界マッピング処理装置と、入力される電界をその電界をもつ任意の偏波に変換する機能を有し、当該任意の偏波をポアンカレ球において前記2つの送信電界がもつ偏波を結ぶ直線を回転軸とする円の円周上の任意の偏波とすることを特徴とし、前記複数の電界マッピング処理装置から出力される複数の電界信号をそれぞれ前記任意の偏波をもつ複数の偏波電界信号に変換する偏波マッピング処理装置と、前記複数の偏波電界信号を合成して1つの合成偏波電界信号とする偏波合成処理装置と、前記合成偏波電界信号を、前記2つの送信電界がもつ偏波成分に分解して2つの偏波分解電界信号を出力する偏波分離処理装置と、前記2つの偏波分解電界信号と前記2つの電界変調器で変調された送信電界とが一致するように、前記2つの電界変調器をそれぞれ駆動する2つの駆動信号生成装置と、を備える電界変調器駆動装置と、
を有することを特徴とする偏波多重送信器。 - 互いの偏波が直交関係にある2つの光信号を生成する直交偏波信号発生器と、前記2つの光信号の振幅及び/又は位相をそれぞれ変調する2つの光変調器と、前記2つの光変調器で変調された2つの光信号を合波して1つの偏波多重信号光として出力する偏波合波器とを備える直交偏波多重送信器と、
データと電界を一意に変換する機能を有し、複数のデータ列を電界信号にそれぞれ変換する複数の電界マッピング処理装置と、入力される電界をその電界をもつ任意の偏波に変換する機能を有し、前記複数の電界マッピング処理装置から出力される複数の電界信号をそれぞれ所望の偏波をもつ偏波電界信号に変換する複数の偏波マッピング処理装置と、前記複数の偏波電界信号を合成して1つの合成偏波電界信号を生成する偏波合成処理装置と、前記合成偏波電界信号を、前記直交偏波信号発生器が生成する2つの光信号がもつ偏波成分に分解して2つの偏波分解電界信号を出力する偏波分離処理装置と、前記2つの偏波分解電界信号と前記2つの光変調器から出力される光信号の電界とが一致するように、前記2つの光変調器をそれぞれ駆動する2つの駆動信号生成装置と、を備える光変調器駆動装置と、
を有することを特徴とする偏波多重送信器。 - 互いの偏波が直交関係にある2つの光信号を生成する直交偏波信号発生器と、前記2つの光信号の振幅及び/又は位相をそれぞれ変調する2つの光変調器と、前記2つの光変調器で変調された2つの光信号を合波して1つの偏波多重信号光として出力する偏波合波器とを備える直交偏波多重送信器と、
データと電界を一意に変換する機能を有し、2つのデータ列をそれぞれ電界信号に変換する2つの電界マッピング処理装置と、変換された2つの電界信号と前記2つの光変調器から出力される2つの光信号の電界とが一致するように前記2つの光変調器をそれぞれ駆動する2つの駆動信号生成装置とを備える光変調器駆動装置と、
ポアンカレ球において、前記直交偏波多重送信器から出力される2つの偏波を結ぶ直線に垂直で、且つポアンカレ球の中心点を面内にもつ円の円周上にある互いに直交関係にある2つの偏波成分の位相差を変調する機能を有し、前記の偏波多重信号光を変調する偏波変調器と、
前記偏波変調器を駆動する駆動装置と、
を有することを特徴とする偏波多重送信器。 - 互いの偏波が直交関係にある2つの光信号を生成する直交偏波信号発生器と、前記2つの光信号の振幅及び/又は位相をそれぞれ変調する2つの光変調器並びに前記2つの光信号の偏波をそれぞれ変調する2つの偏波変調器と、前記光変調器及び前記偏波変調器で変調された2つの光信号を合波して1つの偏波多重信号光として出力する偏波合波器とを備える直交偏波多重送信器と、
データと電界を一意に変換する機能を有し、2つのデータ列を電界信号にそれぞれ変換する2つの電界マッピング処理装置と、変換された2つの電界信号と前記2つの光変調器から出力される2つの光信号の電界とが一致するように前記2つの光変調器をそれぞれ駆動する2つの駆動信号生成装置とを備える光変調器駆動装置と、
ポアンカレ球において前記2つの偏波変調器の出力信号の偏波のなす角度を一定に保ち、且つ、前記2つの偏波変調器の出力信号の偏波が一様に変調されるように駆動する偏波変調駆動装置と、
を有することを特徴とする偏波多重送信器。 - 請求項1乃至16のいずれかに記載の偏波多重送信器と、
前記偏波多重送信器から受信器までの伝送路の偏波変動、その残留分又はこれらに依存する量を検出する伝送路偏波検出装置と、
前記伝送路偏波検出装置での検出結果をもとに、前記偏波多重送信器を駆動する偏波管理装置と
を備え、
前記偏波多重送信器は、伝送路の偏波変動をキャンセルするように偏波が回転された偏波多重信号を出力する伝送システム。 - 請求項1乃至16のいずれかに記載の偏波多重送信器を複数有し、且つ、偏波スクランブルされない送信信号を出力する偏波非制御送信器を一つ以上有し、複数の前記偏波多重送信器及び偏波非制御送信器は異なる波長チャネルをもつ送信部と、
前記全ての偏波多重送信器の波長チャネルにおいて、隣接する波長チャネルをもつ前記の偏波多重送信器の偏波スクランブルのパターン及び/又は速度が一致しないように、前記全ての偏波多重送信器の偏波スクランブルのパターン及び/又は速度を制御する偏波スクランブル管理装置と
を有する事を特徴とする伝送システム。
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