JP2540935B2 - 一括偏波制御方法 - Google Patents
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Classifications
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- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04B—TRANSMISSION
- H04B10/00—Transmission systems employing electromagnetic waves other than radio-waves, e.g. infrared, visible or ultraviolet light, or employing corpuscular radiation, e.g. quantum communication
- H04B10/60—Receivers
- H04B10/61—Coherent receivers
-
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- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04B—TRANSMISSION
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- H04B10/615—Arrangements affecting the optical part of the receiver
- H04B10/6151—Arrangements affecting the optical part of the receiver comprising a polarization controller at the receiver's input stage
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- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04B—TRANSMISSION
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- H04B10/60—Receivers
- H04B10/61—Coherent receivers
- H04B10/63—Homodyne, i.e. coherent receivers where the local oscillator is locked in frequency and phase to the carrier signal
-
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- H04B—TRANSMISSION
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- H04B10/60—Receivers
- H04B10/61—Coherent receivers
- H04B10/64—Heterodyne, i.e. coherent receivers where, after the opto-electronic conversion, an electrical signal at an intermediate frequency [IF] is obtained
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Description
【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、FDMコヒーレント光通信における信号光の
偏波変動補償方法に関するものである。
偏波変動補償方法に関するものである。
（従来の技術） 光ヘテロダインホモダイン検波通信方式は、高受信感
度と高密度周波数多重（FDM）通信が実現できるため長
距離大容量光通信に適している。ところで本方式を実現
する上で解決すべき重要な課題の１つに信号光の偏波変
動の補償が有る。これは即ち光ファイバによって伝搬さ
れる信号光の偏波状態が光ファイバの複屈折の変動（周
囲温度や外圧の変化によって引き起こされる）によって
受信端で一定せず最良の受信感度が常時得られなくなる
障害を補償するものである。この偏波変動補償の方法に
は、自動偏光制御方式と、偏波ダイバーシチ方式が有
る。このうち自動偏光制御方式は、偏波ダイバーシチ方
式よりも受信系の構成がシンプルにできる上に、高い受
信感度が得られるという利点を有している。更に自動偏
光制御方式は周波数多重（FDM）された信号光を受信す
る際には、共通の偏光制御装置を用いて全信号光を一括
偏光制御することも可能であるため受信系をより一層シ
ンプルにできる可能性も有している（特開昭62−171335
号公報多波長光ファイバ伝送方法）。
度と高密度周波数多重（FDM）通信が実現できるため長
距離大容量光通信に適している。ところで本方式を実現
する上で解決すべき重要な課題の１つに信号光の偏波変
動の補償が有る。これは即ち光ファイバによって伝搬さ
れる信号光の偏波状態が光ファイバの複屈折の変動（周
囲温度や外圧の変化によって引き起こされる）によって
受信端で一定せず最良の受信感度が常時得られなくなる
障害を補償するものである。この偏波変動補償の方法に
は、自動偏光制御方式と、偏波ダイバーシチ方式が有
る。このうち自動偏光制御方式は、偏波ダイバーシチ方
式よりも受信系の構成がシンプルにできる上に、高い受
信感度が得られるという利点を有している。更に自動偏
光制御方式は周波数多重（FDM）された信号光を受信す
る際には、共通の偏光制御装置を用いて全信号光を一括
偏光制御することも可能であるため受信系をより一層シ
ンプルにできる可能性も有している（特開昭62−171335
号公報多波長光ファイバ伝送方法）。
（発明が解決しようとする課題） ところで通常の単一モード光ファイバでは直交する偏
波の固有軸間に伝搬遅延時間差が生じるため（これを偏
波分散と呼ぶC.D.POOLE et.al,“Polarization Dispers
ion and Principal States in a147−km Undersea ligh
twave Cable",Journal of Lightwave Technology,Vol.
6,No.7,July1988）FDM信号光を一括偏波制御する場合に
問題が生じる。即ち、同じ偏波状態の光であっても周波
数が異なればそれらの光は光ファイバ伝送後には互いに
異なった偏波状態となってしまう。このため、受信端で
どれか１つの波長の信号光の偏波を常に一定に保持する
様に制御したとしても、他の波長の信号光の偏波は一定
とならずそのチャンネルを受信する系で感度劣化が生じ
てしまう。この様子を更に詳しく第２図を用いて説明す
る。第２図は２つの波長の信号光の偏波状態をポアンカ
レ球上に示したものである。第２図（ａ）において伝送
前の２つの信号光の偏波はA,Bの点で一致しているが、
光ファイバ中を伝送させることによってＡの偏波はＡ′
へと移動する。このときＢの偏波は、偏波分散の影響に
よってＡ′とは必ずしも等しくないＢ′の点へ移動す
る。このＢ′の位置は、ポアンカレ球上において記され
たファイバの２つの固有状態PP′を通る軸（固有軸）の
まわりにＡ′を回転させた円周上となる。この固有軸か
ら見込んだＡ′点とＢ′点の見開き角度∠Ａ′Ｂ′は偏
波分散と各信号光間の周波数間隔に比例して大きくなる
が、ファイバへの入射偏波には依存していない。また、
Ａ′Ｂ′間を結ぶポアンカレ球上の距離Ａ′Ｂ′がＡ′
Ｂ′ポアンカレ球を貫くファイバの固有軸PP′に対して
どの位置にあるかによって変化し、固有軸から最も離れ
たポアンカレ球の大円上にＡ′Ｂ′が有る時にＡ′Ｂ′
は最大（Ａ′Ｂ′max）固有軸がポアンカレ球をよぎる
点にＡ′Ｂ′が有る時Ａ′Ｂ′＝０となる。
波の固有軸間に伝搬遅延時間差が生じるため（これを偏
波分散と呼ぶC.D.POOLE et.al,“Polarization Dispers
ion and Principal States in a147−km Undersea ligh
twave Cable",Journal of Lightwave Technology,Vol.
6,No.7,July1988）FDM信号光を一括偏波制御する場合に
問題が生じる。即ち、同じ偏波状態の光であっても周波
数が異なればそれらの光は光ファイバ伝送後には互いに
異なった偏波状態となってしまう。このため、受信端で
どれか１つの波長の信号光の偏波を常に一定に保持する
様に制御したとしても、他の波長の信号光の偏波は一定
とならずそのチャンネルを受信する系で感度劣化が生じ
てしまう。この様子を更に詳しく第２図を用いて説明す
る。第２図は２つの波長の信号光の偏波状態をポアンカ
レ球上に示したものである。第２図（ａ）において伝送
前の２つの信号光の偏波はA,Bの点で一致しているが、
光ファイバ中を伝送させることによってＡの偏波はＡ′
へと移動する。このときＢの偏波は、偏波分散の影響に
よってＡ′とは必ずしも等しくないＢ′の点へ移動す
る。このＢ′の位置は、ポアンカレ球上において記され
たファイバの２つの固有状態PP′を通る軸（固有軸）の
まわりにＡ′を回転させた円周上となる。この固有軸か
ら見込んだＡ′点とＢ′点の見開き角度∠Ａ′Ｂ′は偏
波分散と各信号光間の周波数間隔に比例して大きくなる
が、ファイバへの入射偏波には依存していない。また、
Ａ′Ｂ′間を結ぶポアンカレ球上の距離Ａ′Ｂ′がＡ′
Ｂ′ポアンカレ球を貫くファイバの固有軸PP′に対して
どの位置にあるかによって変化し、固有軸から最も離れ
たポアンカレ球の大円上にＡ′Ｂ′が有る時にＡ′Ｂ′
は最大（Ａ′Ｂ′max）固有軸がポアンカレ球をよぎる
点にＡ′Ｂ′が有る時Ａ′Ｂ′＝０となる。
第２図（ｂ）では、受信端で信号光偏波Ａ′をこれを
受信するために用意された局部発振光の偏波状態Ｌに一
致させる様に偏波制御している様子が示されている。偏
波制御されたＡ′点はＬと一致するＡ′′へと移動する
がこのときＢ′点はＡ′点との相対的な距離Ａ′Ｂ′を
保ちつつ移動する。従ってＢ′点の移動先Ｂ′′は最大
でもＡ′′点から半径Ａ′Ｂ′maxの円上であり、すべ
ての場合にＢ′点はＡ′′点から半径Ａ′Ｂ′maxの円
内Ｑ（第２図（ｂ）斜線内）のどこかの点に移動する。
ここでＢ′′の偏波の変動範囲を示す円Ｑは、偏波分散
と周波数間隔のいずれかが大きくなるほどその半径を増
して行くので一括偏波制御を行なう場合Ｂ′′の信号光
を受信する受信系の感度劣化が問題となる。ところが従
来この様な問題を抑圧、防止するための具体的な手段は
提案されていなかった。従って本発明の目的は一括偏波
制御を用いたFDMコヒーレント光通信方式で偏波分散の
影響を抑圧する新たな方法を提供することである。
受信するために用意された局部発振光の偏波状態Ｌに一
致させる様に偏波制御している様子が示されている。偏
波制御されたＡ′点はＬと一致するＡ′′へと移動する
がこのときＢ′点はＡ′点との相対的な距離Ａ′Ｂ′を
保ちつつ移動する。従ってＢ′点の移動先Ｂ′′は最大
でもＡ′′点から半径Ａ′Ｂ′maxの円上であり、すべ
ての場合にＢ′点はＡ′′点から半径Ａ′Ｂ′maxの円
内Ｑ（第２図（ｂ）斜線内）のどこかの点に移動する。
ここでＢ′′の偏波の変動範囲を示す円Ｑは、偏波分散
と周波数間隔のいずれかが大きくなるほどその半径を増
して行くので一括偏波制御を行なう場合Ｂ′′の信号光
を受信する受信系の感度劣化が問題となる。ところが従
来この様な問題を抑圧、防止するための具体的な手段は
提案されていなかった。従って本発明の目的は一括偏波
制御を用いたFDMコヒーレント光通信方式で偏波分散の
影響を抑圧する新たな方法を提供することである。
（課題を解決するための手段） 本発明は、周波数の異なる複数の信号光を周波数多重
して伝送し、複数の光ヘテロダイン、ホモダイン検波受
信器によって各前記信号光を別々に受信することによっ
て通信を行なうFDM（周波数分割多重）コヒーレント光
通信方式における信号光偏波変動補償手段であって、受
信側で共通の偏波制御装置を用いて前記複数の信号光の
偏波状態を一括して制御する一括偏波制御方法におい
て、複数の信号光を別々に受信する各受信器内の局部発
振光の相対的な偏波状態を一致させておく第１の手段ま
たは、 前記複数の信号光のうち周波数が全信号光の周波数帯
域の中央付近の周波数の信号光を受信する受信器から、
偏波制御のための制御信号を取り出す第２の手段また
は、 前記複数の信号光を周波数帯域別にグループ分けし、
各グループの信号光の偏波状態を一括して偏波制御する
ための偏波制御手段を前記各グループごとに設ける第３
の手段または、 送信側で前記複数の信号光のうち少なくとも１つの信
号光の偏波状態を他に直交させた後送信し、前記複数の
光ヘテロダインホモダイン検波受信器のうち、他の信号
光に対して偏波が直交する前記信号光を受信する受信器
内の局部発振光の偏波状態を他の局部発振光の偏波状態
に対して直交させておく第４の手段。を用いることを特
徴とする一括偏波制御方法を提供する。
して伝送し、複数の光ヘテロダイン、ホモダイン検波受
信器によって各前記信号光を別々に受信することによっ
て通信を行なうFDM（周波数分割多重）コヒーレント光
通信方式における信号光偏波変動補償手段であって、受
信側で共通の偏波制御装置を用いて前記複数の信号光の
偏波状態を一括して制御する一括偏波制御方法におい
て、複数の信号光を別々に受信する各受信器内の局部発
振光の相対的な偏波状態を一致させておく第１の手段ま
たは、 前記複数の信号光のうち周波数が全信号光の周波数帯
域の中央付近の周波数の信号光を受信する受信器から、
偏波制御のための制御信号を取り出す第２の手段また
は、 前記複数の信号光を周波数帯域別にグループ分けし、
各グループの信号光の偏波状態を一括して偏波制御する
ための偏波制御手段を前記各グループごとに設ける第３
の手段または、 送信側で前記複数の信号光のうち少なくとも１つの信
号光の偏波状態を他に直交させた後送信し、前記複数の
光ヘテロダインホモダイン検波受信器のうち、他の信号
光に対して偏波が直交する前記信号光を受信する受信器
内の局部発振光の偏波状態を他の局部発振光の偏波状態
に対して直交させておく第４の手段。を用いることを特
徴とする一括偏波制御方法を提供する。
（作用） 第２図を用いて前述した様に、一括偏波制御後の信号
光の偏波状態は必ずしも一致しないため、Ｂ′′を受信
する系では感度劣化が生ずる。そこで第２図（ｂ）にお
いてＢ′′を受信するための局部発振光の偏波状態を円
Ｑの中心点即ちＬと等しくすることによって局部発振光
と信号光の相対的な偏波のずれの最大値を最少にするこ
とが可能となる。この原理により偏波分散の影響を最少
に抑圧する方法が本発明の第１の手段である。
光の偏波状態は必ずしも一致しないため、Ｂ′′を受信
する系では感度劣化が生ずる。そこで第２図（ｂ）にお
いてＢ′′を受信するための局部発振光の偏波状態を円
Ｑの中心点即ちＬと等しくすることによって局部発振光
と信号光の相対的な偏波のずれの最大値を最少にするこ
とが可能となる。この原理により偏波分散の影響を最少
に抑圧する方法が本発明の第１の手段である。
第２の手段は、３波以上の信号光を受信する場合に適
用されるものである。第２の手段を第３図を用いて説明
する。例えば、一定の周波数間隔のf1,f2,f3（f1＜f2＜
f3）の３つの周波数の信号光を受信する場合、f1を受信
する受信器から偏波制御のための制御信号を取り出して
一括偏波制御を行なうと、f2及びf3の信号光の偏波の変
動範囲を表わす円の大きさは第３図（ａ）に示される様
にf1から周波数が離れるに従ってQ1,Q2と大きくなる。
このためf3を受信する系ではf1,f2を受信する系に比べ
て大幅な感度劣化が生じてしまう。これに対し本発明の
第２の手段では、全信号光の周波数帯域の中央付近の周
波数即ちf2の信号光を受信する受信器から偏波制御のた
めの制御信号を取り出して一括制御を行なうのでf2から
等間隔にあるf1,f3の偏波の変動範囲は第３図（ｂ）の
様にQ1に抑えられる。これにより全チャンネルに対して
偏波分散による感度劣化を最小限に抑圧することができ
る。第３の手段は、更に多チャンネルのFDM信号光に対
して偏波分散の影響を抑圧する効果が期待できるのであ
る。例えば第４図に示す様な相互の周波数間隔が等しい
f1からf6の６チャンネルの信号光を別々の受信器で受信
する場合、まず伝送されてきた６チャンネルの信号光の
うちf1からf3を第１のグループ、f4からf6を第２のグル
ープとし、第１のグループの中心波長f2の信号光に対し
て第１の偏波制御を行なう。するとf1f2f3の信号光はい
ずれもQ1の範囲内に偏波が安定化される（第４図（ａ）
参照）。第１の偏波制御が加えられた信号光は２分岐さ
れ、一方は第１のグループを受信する各受信器へ他方は
第２の偏波制御手段へ送られる。第２の偏波制御手段で
は、第２のグループの中心波長f5の信号光に対して偏波
制御を行なう。するとf4f5f6の信号光はいずれもQ1の範
囲内に偏波が安定化される（第４図（ｂ）参照）。以上
によりf1からf6の信号光はいずれもQ1の範囲内に偏波が
安定化されるため、どのチャンネルも大幅な受信感度の
劣化は無く受信することが可能となる。なお、以上述べ
た動作はいずれも信号光の偏波をそろえた場合について
であったが、同様の原理により信号光の偏波のうち少な
くとも１つを他に対して直交させた場合についてもこの
信号光に対応する局部発振光の偏波を他の局部発振光の
偏波状態に対して偏波分散の影響を抑圧することが可能
となる。これが第４の手段による一括偏波制御方法であ
る。
用されるものである。第２の手段を第３図を用いて説明
する。例えば、一定の周波数間隔のf1,f2,f3（f1＜f2＜
f3）の３つの周波数の信号光を受信する場合、f1を受信
する受信器から偏波制御のための制御信号を取り出して
一括偏波制御を行なうと、f2及びf3の信号光の偏波の変
動範囲を表わす円の大きさは第３図（ａ）に示される様
にf1から周波数が離れるに従ってQ1,Q2と大きくなる。
このためf3を受信する系ではf1,f2を受信する系に比べ
て大幅な感度劣化が生じてしまう。これに対し本発明の
第２の手段では、全信号光の周波数帯域の中央付近の周
波数即ちf2の信号光を受信する受信器から偏波制御のた
めの制御信号を取り出して一括制御を行なうのでf2から
等間隔にあるf1,f3の偏波の変動範囲は第３図（ｂ）の
様にQ1に抑えられる。これにより全チャンネルに対して
偏波分散による感度劣化を最小限に抑圧することができ
る。第３の手段は、更に多チャンネルのFDM信号光に対
して偏波分散の影響を抑圧する効果が期待できるのであ
る。例えば第４図に示す様な相互の周波数間隔が等しい
f1からf6の６チャンネルの信号光を別々の受信器で受信
する場合、まず伝送されてきた６チャンネルの信号光の
うちf1からf3を第１のグループ、f4からf6を第２のグル
ープとし、第１のグループの中心波長f2の信号光に対し
て第１の偏波制御を行なう。するとf1f2f3の信号光はい
ずれもQ1の範囲内に偏波が安定化される（第４図（ａ）
参照）。第１の偏波制御が加えられた信号光は２分岐さ
れ、一方は第１のグループを受信する各受信器へ他方は
第２の偏波制御手段へ送られる。第２の偏波制御手段で
は、第２のグループの中心波長f5の信号光に対して偏波
制御を行なう。するとf4f5f6の信号光はいずれもQ1の範
囲内に偏波が安定化される（第４図（ｂ）参照）。以上
によりf1からf6の信号光はいずれもQ1の範囲内に偏波が
安定化されるため、どのチャンネルも大幅な受信感度の
劣化は無く受信することが可能となる。なお、以上述べ
た動作はいずれも信号光の偏波をそろえた場合について
であったが、同様の原理により信号光の偏波のうち少な
くとも１つを他に対して直交させた場合についてもこの
信号光に対応する局部発振光の偏波を他の局部発振光の
偏波状態に対して偏波分散の影響を抑圧することが可能
となる。これが第４の手段による一括偏波制御方法であ
る。
（実施例） 第１図に本発明の第１の実施例の構成を示す。第１の
実施例は600Mb/s FSK（周波数偏移変調）３チャンネルF
DM光ヘテロダイン検波通信システムに本発明を適用した
ものである。本システムでは100kmの光ファイバが伝送
系に用いられており、これによる偏波分散は3psであ
る。周波数間隔10GHzで周波数多重されたチャンネル１
〜３の３つの信号光１は、光ファイバに圧力を印加する
ことによって偏波制御を行なう第１の偏波制御装置２を
通過した後光分岐回路７により分離されて第１の受信系
４、第２の受信系５、第３の受信系６へ入射される。第
１の受信系４は周波数200.00THz（以下f1と記す）のチ
ャンネル１を第２の受信系５は周波数200.01THz（以後f
2と記す）のチャンネル２を第３の受信系６は周波数20
0.02THz（以後f3と記す）のチャンネル３を各々光ヘテ
ロダイン検波受信する。第２の受信系５では、光ヘテロ
ダイン検波によって得られたIF信号のレベルが包絡線検
波回路で検出されて出力される。この出力は第１のコン
トローラ３に入力される。第１のコントローラ３は前記
IF信号レベルが常に最大になる様に第１の偏波制御装置
２の動作をコントロールする。ところでこの構成におい
て第１の受信系４、第２の受信系５、第３の受信系６の
内部に有る局部発振光源８の出射光の偏波はいずれも同
じ状態に予め設定されている。この様子を第３図（ｂ）
のポアンカレ球上に示す。この図において局部発振光の
偏波状態はいずれも点Ｌである。そして周波数f1からf3
の信号光１は第２の受信系５のIF信号レベルに基づいて
一括偏波制御されて円Q1の内側に安定化される。今、信
号光１の周波数間隔は10GHzであり光ファイバの偏波分
散値は3psであったので、チャンネル１と３を受信する
第１及び第３の受信系4,6で生ずる受信感度劣化は、こ
の一括偏波制御により最大でも0.04dBに抑えられる。な
お、前記局部発振光の偏波状態を一致させる手段とし
て、本実施例では、局部発振光源から受信回路の間を全
て偏波保存光ファイバ９を使用する方法を用いている。
実施例は600Mb/s FSK（周波数偏移変調）３チャンネルF
DM光ヘテロダイン検波通信システムに本発明を適用した
ものである。本システムでは100kmの光ファイバが伝送
系に用いられており、これによる偏波分散は3psであ
る。周波数間隔10GHzで周波数多重されたチャンネル１
〜３の３つの信号光１は、光ファイバに圧力を印加する
ことによって偏波制御を行なう第１の偏波制御装置２を
通過した後光分岐回路７により分離されて第１の受信系
４、第２の受信系５、第３の受信系６へ入射される。第
１の受信系４は周波数200.00THz（以下f1と記す）のチ
ャンネル１を第２の受信系５は周波数200.01THz（以後f
2と記す）のチャンネル２を第３の受信系６は周波数20
0.02THz（以後f3と記す）のチャンネル３を各々光ヘテ
ロダイン検波受信する。第２の受信系５では、光ヘテロ
ダイン検波によって得られたIF信号のレベルが包絡線検
波回路で検出されて出力される。この出力は第１のコン
トローラ３に入力される。第１のコントローラ３は前記
IF信号レベルが常に最大になる様に第１の偏波制御装置
２の動作をコントロールする。ところでこの構成におい
て第１の受信系４、第２の受信系５、第３の受信系６の
内部に有る局部発振光源８の出射光の偏波はいずれも同
じ状態に予め設定されている。この様子を第３図（ｂ）
のポアンカレ球上に示す。この図において局部発振光の
偏波状態はいずれも点Ｌである。そして周波数f1からf3
の信号光１は第２の受信系５のIF信号レベルに基づいて
一括偏波制御されて円Q1の内側に安定化される。今、信
号光１の周波数間隔は10GHzであり光ファイバの偏波分
散値は3psであったので、チャンネル１と３を受信する
第１及び第３の受信系4,6で生ずる受信感度劣化は、こ
の一括偏波制御により最大でも0.04dBに抑えられる。な
お、前記局部発振光の偏波状態を一致させる手段とし
て、本実施例では、局部発振光源から受信回路の間を全
て偏波保存光ファイバ９を使用する方法を用いている。
第５図に本発明の第２の実施例の構成を示す。第２の
実施例は600Mb/s FSK6チャンネルFDM光ヘテロダイン検
波通信システムに本発明を適用したものである。本シス
テムでは50kmの光ファイバが伝送系に用いられており、
これによる偏波分散は2psである。周波数間隔10GHzで周
波数多重されたチャンネル１〜６の６つの信号光１は第
１の偏波制御装置２を通過した後分離されて第１の受信
系４、第２の受信系５、第３の受信系６及び第２の偏波
制御装置10へ入射される。更に第２の偏波制御装置10を
通過した信号光１は分離されて第４の受信系12、第５の
受信系13、第６の受信系14へ入射される。チャンネル１
から６の周波数は200.00THzから200.05THzまで10GHz間
隔で設定されており（各周波数を以後f1〜f6と記す）各
々第１の受信系４から第６の受信系14で別々に受信され
る。このうちf1〜f3を受信する第１のグループでは、第
１の実施例と同様にf2を受信する第２の受信系５からの
制御信号を基にして一括偏波制御が行なわれる。一方f4
〜f6を受信する第２のグループではf4f5f6のうち中心周
波数であるf5を受信する第５の受信系13からIF信号レベ
ルが取り出されて第２のコントローラ11に送られ、一括
偏波制御が行なわれる。この様子を第４図のポアンカレ
球上に示す。この図において、局部発振光の偏波状態は
いずれも点Ｌである。そして第１のグループのチャンネ
ルは第１の偏波制御装置２により、第２のグループのチ
ャンネルは第２の偏波制御装置10によっていずれも円Q1
内に偏波が安定化される。今、信号光１の周波数間隔は
10GHzであり光ファイバの偏波分散値は2psであったの
で、本発明の一括偏波制御によりいずれもチャンネルも
偏波分散による受信感度劣化は最大でも0.02dBに抑えら
れる。
実施例は600Mb/s FSK6チャンネルFDM光ヘテロダイン検
波通信システムに本発明を適用したものである。本シス
テムでは50kmの光ファイバが伝送系に用いられており、
これによる偏波分散は2psである。周波数間隔10GHzで周
波数多重されたチャンネル１〜６の６つの信号光１は第
１の偏波制御装置２を通過した後分離されて第１の受信
系４、第２の受信系５、第３の受信系６及び第２の偏波
制御装置10へ入射される。更に第２の偏波制御装置10を
通過した信号光１は分離されて第４の受信系12、第５の
受信系13、第６の受信系14へ入射される。チャンネル１
から６の周波数は200.00THzから200.05THzまで10GHz間
隔で設定されており（各周波数を以後f1〜f6と記す）各
々第１の受信系４から第６の受信系14で別々に受信され
る。このうちf1〜f3を受信する第１のグループでは、第
１の実施例と同様にf2を受信する第２の受信系５からの
制御信号を基にして一括偏波制御が行なわれる。一方f4
〜f6を受信する第２のグループではf4f5f6のうち中心周
波数であるf5を受信する第５の受信系13からIF信号レベ
ルが取り出されて第２のコントローラ11に送られ、一括
偏波制御が行なわれる。この様子を第４図のポアンカレ
球上に示す。この図において、局部発振光の偏波状態は
いずれも点Ｌである。そして第１のグループのチャンネ
ルは第１の偏波制御装置２により、第２のグループのチ
ャンネルは第２の偏波制御装置10によっていずれも円Q1
内に偏波が安定化される。今、信号光１の周波数間隔は
10GHzであり光ファイバの偏波分散値は2psであったの
で、本発明の一括偏波制御によりいずれもチャンネルも
偏波分散による受信感度劣化は最大でも0.02dBに抑えら
れる。
（変形例） 第２の実施例に於て、偏波分散の影響があまり大きく
無いかまたはある程度許容できるシステムの場合は、グ
ループ分けによる多段の偏波制御は不用である。但し、
この場合は第１の実施例と同様に周波数が中央付近のチ
ャンネル即ちf3又はf4を受信する受信系（第３又は第４
の受信系６、12）から一括偏波制御のための制御信号を
取り出すことが感度劣化を最小に抑える上で最も有効で
ある。
無いかまたはある程度許容できるシステムの場合は、グ
ループ分けによる多段の偏波制御は不用である。但し、
この場合は第１の実施例と同様に周波数が中央付近のチ
ャンネル即ちf3又はf4を受信する受信系（第３又は第４
の受信系６、12）から一括偏波制御のための制御信号を
取り出すことが感度劣化を最小に抑える上で最も有効で
ある。
また信号光１の中に直交する偏波チャンネルを混えた
場合、例えば、周波数が隣接するチャンネルどうしの偏
波を互いに直交させた場合等においては各受信系内部の
局部発振光の偏波を互いに直交させておくことによって
上で述べた実施例と同様の効果が得られる。この場合に
ついて、第６図のポアンカレ球を用いた偏波状態の変化
を説明する図により説明する。偏波が互いに直交する光
はポアンカレ球上では互いに対称の位置にあり、かつ偏
波変動や偏波制御による振る舞いも対称となり、これに
対応させる形で局部発振光の偏波も直交させておけば結
果的に偏波が一致している信号光の一括偏波制御と同等
の効果が得られる。第６図にその動作を示す。信号光A,
CとＢ、Ｄは互いに偏波が直交しており、ポアンカレ球
上では反対の位置にある。各信号光の周波数をfa、fb、
fc、fdとし、周波数配置は、fa＞fb＞fc＞fdの関係にあ
るとする。第６図（ａ）に示すように、伝送後Ａ、Ｃは
それぞれＡ′、Ｃ′に、Ｂ、ＤはそれぞれＢ′、Ｄ′に
移行する。信号光Ａ、Ｃを受信する受信器の局部発振光
ＬとＢ、Ｄを受信する受信器の局部発振光Ｌ′は互いに
偏波が直交している。そしてＡを受信する受信器によっ
て一括偏波制御を行うと、第６図（ｂ）に示すように、
各点はＡ′′、Ｂ′′、Ｃ′′、Ｄ′′に移行すること
になる。このときＢ′′とＤ′′はＬ′と必ずしも一致
しないが、ある一定の範囲内に位置することになる。こ
の範囲はＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄを全て同一偏波で送信し、Ａを
受信する受信器で一括偏波制御を行ったときのＤ′′の
動きうる範囲に一致している。
場合、例えば、周波数が隣接するチャンネルどうしの偏
波を互いに直交させた場合等においては各受信系内部の
局部発振光の偏波を互いに直交させておくことによって
上で述べた実施例と同様の効果が得られる。この場合に
ついて、第６図のポアンカレ球を用いた偏波状態の変化
を説明する図により説明する。偏波が互いに直交する光
はポアンカレ球上では互いに対称の位置にあり、かつ偏
波変動や偏波制御による振る舞いも対称となり、これに
対応させる形で局部発振光の偏波も直交させておけば結
果的に偏波が一致している信号光の一括偏波制御と同等
の効果が得られる。第６図にその動作を示す。信号光A,
CとＢ、Ｄは互いに偏波が直交しており、ポアンカレ球
上では反対の位置にある。各信号光の周波数をfa、fb、
fc、fdとし、周波数配置は、fa＞fb＞fc＞fdの関係にあ
るとする。第６図（ａ）に示すように、伝送後Ａ、Ｃは
それぞれＡ′、Ｃ′に、Ｂ、ＤはそれぞれＢ′、Ｄ′に
移行する。信号光Ａ、Ｃを受信する受信器の局部発振光
ＬとＢ、Ｄを受信する受信器の局部発振光Ｌ′は互いに
偏波が直交している。そしてＡを受信する受信器によっ
て一括偏波制御を行うと、第６図（ｂ）に示すように、
各点はＡ′′、Ｂ′′、Ｃ′′、Ｄ′′に移行すること
になる。このときＢ′′とＤ′′はＬ′と必ずしも一致
しないが、ある一定の範囲内に位置することになる。こ
の範囲はＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄを全て同一偏波で送信し、Ａを
受信する受信器で一括偏波制御を行ったときのＤ′′の
動きうる範囲に一致している。
以上説明したように、信号光の偏波の内、少なくとも
１つを他に対して直交させた場合についても、この信号
光に対応する局部発振光の偏波を他の局部発振光の偏波
状態に対して偏波分散の影響を抑圧することができる。
１つを他に対して直交させた場合についても、この信号
光に対応する局部発振光の偏波を他の局部発振光の偏波
状態に対して偏波分散の影響を抑圧することができる。
（発明の効果） 以上詳しく述べてきた様に本発明を用いることによ
り、一括偏波制御を用いたFDMコヒーレント光通信方式
において光ファイバの偏波分散が引き起こす受信感度劣
化を最小限に抑圧することが可能となった。
り、一括偏波制御を用いたFDMコヒーレント光通信方式
において光ファイバの偏波分散が引き起こす受信感度劣
化を最小限に抑圧することが可能となった。
第１図は本発明第１の実施例を示す図、第２図から第４
図はポアンカレ球を用いた偏波状態の変化の様子を説明
する図、第５図は本発明第２の実施例を示す図である。
第６図はポアンカレ球を用いた偏波状態の変化の様子を
説明するための図である。 各図において、 １……信号光、２……第１の偏波制御装置、 ３……第１のコントローラ、４……第１の受信系、 ５……第２の受信系、６……第３の受信系、７……光分
岐回路、 10……第２の偏波制御装置、11……第２のコントロー
ラ、 12……第４の受信系、13……第５の受信系、 14……第６の受信系
図はポアンカレ球を用いた偏波状態の変化の様子を説明
する図、第５図は本発明第２の実施例を示す図である。
第６図はポアンカレ球を用いた偏波状態の変化の様子を
説明するための図である。 各図において、 １……信号光、２……第１の偏波制御装置、 ３……第１のコントローラ、４……第１の受信系、 ５……第２の受信系、６……第３の受信系、７……光分
岐回路、 10……第２の偏波制御装置、11……第２のコントロー
ラ、 12……第４の受信系、13……第５の受信系、 14……第６の受信系
フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０４Ｊ 14/00 14/02
Claims (4)
- 【請求項１】周波数の異なる複数の信号光を偏波をそろ
えた後周波数多重して伝送し、複数の光ヘテロダイン、
ホモダイン検波受信器によって各前記信号光を別々に受
信することによって通信を行なうFDM（周波数分割多
重）コヒーレント光通信方式における信号光偏波変動補
償手段であって、受信側で前記複数の信号光の内１つの
信号光を受信する１つの受信器から、前記１つの信号光
の偏波状態を制御するための制御信号を取り出し、この
制御信号を用いて共通の偏波制御装置を制御することに
より前記複数の信号光の偏波状態を同時に制御する一括
偏波制御方法において、前記１つの信号光の偏波状態と
局部発振光との偏波状態を一致させておき、前記各光ヘ
テロダイン、ホモダイン検波受信器内の局部発振光の偏
波状態を一致させておくことを特徴とする一括偏波制御
方法。 - 【請求項２】周波数の異なる複数の信号光を偏波をそろ
えた後周波数多重して伝送し、複数の光ヘテロダイン、
ホモダイン検波受信器によって各前記信号光を別々に受
信することによって通信を行なうFDM（周波数分割多
重）コヒーレント光通信方法における信号光偏波変動補
償手段であって、受信側で前記複数の信号光の内１つの
信号光を受信する１つの受信器から、前記１つの信号光
の偏波状態を制御するための制御信号を取り出し、この
制御信号を用いて共通の偏波制御装置を制御することに
より前記複数の信号光の偏波状態を同時に制御する一括
偏波制御方法において、前記複数の信号光のうち周波数
が全信号光の周波数帯域の中央付近の周波数信号光の偏
波状態と局部発振光との偏波状態を一致させておき、前
記信号光を受信する受信器から、偏波制御のための制御
信号を取り出し、かつ前記各光ヘテロダイン、ホモダイ
ン検波受信器内の局部発振光の偏波状態を一致させてお
くことを特徴とする一括偏波制御方法。 - 【請求項３】周波数の異なる複数の信号光を偏波をそろ
えた後周波数多重して伝送し、複数の光ヘテロダイン、
ホモダイン検波受信器によって各前記信号光を別々に受
信することによって通信を行なうFDM（周波数分割多
重）コヒーレント光通信方法における信号光偏波変動補
償手段であって、受信側で前記複数の信号光の内１つの
信号光を受信する１つの受信器から、前記１つの信号光
の偏波状態を制御するための制御信号を取り出し、この
制御信号を用いて共通の偏波制御装置を制御することに
より前記複数の信号光の偏波状態を同時に制御する一括
偏波制御方法において、前記複数の信号光を周波数帯域
別にグループ分けし、各グループの複数の信号光の偏波
状態を一括して偏波制御するための偏波制御手段を前記
各グループごとに設け、前記１つの信号光の偏波状態と
局部発振光との偏波状態を一致させておき、かつ前記各
光ヘテロダイン、ホモダイン検波受信器内の局部発振光
の偏波状態を一致させておくことを特徴とする一括偏波
制御方法。 - 【請求項４】周波数の異なる複数の信号光を周波数多重
して伝送し、複数の光ヘテロダイン、ホモダイン検波受
信器によって各前記信号光を別々に受信することによっ
て通信を行なうFDM（周波数分割多重）コヒーレント光
通信方法における信号光偏波変動補償手段であって、受
信側で前記複数の信号光の内１つの信号光を受信する１
つの受信器から、前記１つの信号光の偏波状態を制御す
るための制御信号を取り出し、この制御信号を用いて共
通の偏波制御装置を制御することにより前記複数の信号
光の偏波状態を同時に制御する一括偏波制御方法におい
て、送信側で前記複数の信号光のうち少なくとも１つの
信号光の偏波状態を他に直交させた後送信し、前記複数
の光ヘテロダイン、ホモダイン検波受信器のうち、他の
信号光に対して偏波が直交する前記信号光を受信する受
信器内の局部発振光偏波状態を前記他に直交する信号光
の偏波状態に一致させ、かつ他の局部発振光の偏波に対
して直交させておくことを特徴とする一括偏波制御方
法。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1065716A JP2540935B2 (ja) | 1989-03-16 | 1989-03-16 | 一括偏波制御方法 |
| EP90104906A EP0387870B1 (en) | 1989-03-16 | 1990-03-15 | Method for controlling polarizations of signal lights in an optical frequency division multiplex coherent communication system |
| DE69028562T DE69028562T2 (de) | 1989-03-16 | 1990-03-15 | Verfahren zum Steuern der Polarisation von optischen Signalen in einem frequenzmultiplexierten kohärenten Nachrichtenübertragungssystem |
| US07/494,381 US5007693A (en) | 1989-03-16 | 1990-03-16 | Method for controlling polarizations of signal lights in an optical frequency division multiplex coherent communication system |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1065716A JP2540935B2 (ja) | 1989-03-16 | 1989-03-16 | 一括偏波制御方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02244032A JPH02244032A (ja) | 1990-09-28 |
| JP2540935B2 true JP2540935B2 (ja) | 1996-10-09 |
Family
ID=13295022
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1065716A Expired - Fee Related JP2540935B2 (ja) | 1989-03-16 | 1989-03-16 | 一括偏波制御方法 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5007693A (ja) |
| EP (1) | EP0387870B1 (ja) |
| JP (1) | JP2540935B2 (ja) |
| DE (1) | DE69028562T2 (ja) |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| USRE38359E1 (en) * | 1991-11-22 | 2003-12-23 | Verizon Laboratories Inc. | Optical signal equalizer for wavelength division multiplexed optical fiber systems |
| US5276543A (en) * | 1991-11-22 | 1994-01-04 | Gte Laboratories Incorporated | Optical signal equalizer for wavelength division multiplexed optical fiber systems |
| US5311346A (en) * | 1992-06-17 | 1994-05-10 | At&T Bell Laboratories | Fiber-optic transmission polarization-dependent distortion compensation |
| CA2164355C (en) * | 1994-12-14 | 2000-12-19 | Neal S. Bergano | Dynamically controlled polarization modulation in wavelength division multiplexed transmission systems |
| DE19612604A1 (de) * | 1996-03-29 | 1997-10-02 | Sel Alcatel Ag | Optischer Empfänger mit einer Entzerrerschaltung für durch PMD verursachte Störungen und System mit einem solchen optischen Empfänger |
| WO2003017537A1 (en) * | 2001-08-16 | 2003-02-27 | Telefonaktiebolaget Lm Ericsson (Publ) | Optical amplifier |
Family Cites Families (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3727062A (en) * | 1972-03-10 | 1973-04-10 | Zenith Radio Corp | Acousto-optic information translation system with reference beam for control purposes |
| US3908121A (en) * | 1973-11-19 | 1975-09-23 | Gte Laboratories Inc | Integrated optical frequency-division multiplexer |
| US4467468A (en) * | 1981-12-28 | 1984-08-21 | At&T Bell Laboratories | Optical communication system |
| GB8515499D0 (en) * | 1985-06-19 | 1985-07-24 | British Telecomm | Digital information transmission system |
| US4703474A (en) * | 1986-02-28 | 1987-10-27 | American Telephone And Telegraph Company, At&T Bell Laboratories | Spread spectrum code-division-multiple-access (SS-CDMA) lightwave communication system |
| DE3621734A1 (de) * | 1986-06-28 | 1988-01-07 | Standard Elektrik Lorenz Ag | Optischer ueberlagerungsempfaenger |
| JPH0636621B2 (ja) * | 1986-10-15 | 1994-05-11 | 日本電気株式会社 | 光交換機 |
| DE3716247C2 (de) * | 1987-05-15 | 1994-04-28 | Sel Alcatel Ag | Optisches Nachrichtenübertragungssystem mit Wellenlängen- und Polarisations-Multiplex |
| US4912527A (en) * | 1987-07-24 | 1990-03-27 | Nec Corporation | Optical apparatus for pulling an intermediate frequency in a predetermined frequency range |
| JPS6470703A (en) * | 1987-09-11 | 1989-03-16 | Hitachi Ltd | Waveguide type optical multiplexer and demultiplexer |
| JPH063511B2 (ja) * | 1987-10-27 | 1994-01-12 | 日本電気株式会社 | 光ヘテロダイン・ホモダイン検波方法 |
| JP2562623B2 (ja) * | 1987-10-28 | 1996-12-11 | 国際電信電話株式会社 | ベースバンド合成法による偏波ダイバーシティ光受信方式 |
| US4956834A (en) * | 1989-01-12 | 1990-09-11 | The Boeing Company | Coherence multiplexed optical signal transmission system and method |
-
1989
- 1989-03-16 JP JP1065716A patent/JP2540935B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
1990
- 1990-03-15 EP EP90104906A patent/EP0387870B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1990-03-15 DE DE69028562T patent/DE69028562T2/de not_active Expired - Fee Related
- 1990-03-16 US US07/494,381 patent/US5007693A/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP0387870A2 (en) | 1990-09-19 |
| DE69028562D1 (de) | 1996-10-24 |
| JPH02244032A (ja) | 1990-09-28 |
| US5007693A (en) | 1991-04-16 |
| EP0387870B1 (en) | 1996-09-18 |
| DE69028562T2 (de) | 1997-03-06 |
| EP0387870A3 (en) | 1992-04-08 |
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| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |