JP2540951B2 - 一括偏波制御方法 - Google Patents
一括偏波制御方法Info
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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
- H04B10/50—Transmitters
- H04B10/516—Details of coding or modulation
- H04B10/532—Polarisation modulation
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- H04B10/2589—Bidirectional transmission
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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（周波数分割多重）光通信における偏
波変動補償方法に関するものである。
波変動補償方法に関するものである。
（従来の技術） 高受信感度および高密度周波数多重による大容量化が
期待されるコヒーレント光通信を実現する上で信号光の
偏波変動の補償はたいへん重要であり、この偏波変動の
補償とは、光ファイバによって伝搬される信号光の偏波
状態が周囲温度や光ファイバの曲がり等の外乱によって
誘起される光ファイバの複屈折の変動によって変化して
受信端の受信感度が低くなるのを補償することである。
この偏波変動補償の方法には、自動偏波制御方式と、偏
波ダイバーシチ方式がある。このうち自動偏波制御方式
は、偏波ダイバーシチ方式よりも受信系の構成が単純に
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。更に自動偏波制御方式はFDM（周波数分割多
重）された信号光を受信する際に、共通の偏波制御装置
を用いて全信号光を一括偏波制御することも可能であ
り、受信系をより一層単純にできる可能性も有している
（特許出願番号昭61−014135多波長光ファイバ伝送方
法）。
期待されるコヒーレント光通信を実現する上で信号光の
偏波変動の補償はたいへん重要であり、この偏波変動の
補償とは、光ファイバによって伝搬される信号光の偏波
状態が周囲温度や光ファイバの曲がり等の外乱によって
誘起される光ファイバの複屈折の変動によって変化して
受信端の受信感度が低くなるのを補償することである。
この偏波変動補償の方法には、自動偏波制御方式と、偏
波ダイバーシチ方式がある。このうち自動偏波制御方式
は、偏波ダイバーシチ方式よりも受信系の構成が単純に
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。更に自動偏波制御方式はFDM（周波数分割多
重）された信号光を受信する際に、共通の偏波制御装置
を用いて全信号光を一括偏波制御することも可能であ
り、受信系をより一層単純にできる可能性も有している
（特許出願番号昭61−014135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） しかしながら、FDM（周波数分割多重）された信号光
の偏波について一括偏波制御をする場合、入射側で各信
号光の偏波をそろえて送信したとしても、伝送する光フ
ァイバの偏波分散により受信側では各信号光の偏波が異
なってくるから、受信状態が劣化する。このことが一括
偏波制御可能なチャンネル数および伝送可能な距離を制
限していた。
の偏波について一括偏波制御をする場合、入射側で各信
号光の偏波をそろえて送信したとしても、伝送する光フ
ァイバの偏波分散により受信側では各信号光の偏波が異
なってくるから、受信状態が劣化する。このことが一括
偏波制御可能なチャンネル数および伝送可能な距離を制
限していた。
本発明の目的は、FDMコヒーレント光通信において一
括偏波制御を行う場合に、偏波分散の影響を回避し、偏
波分散によって限られていた一括偏波制御可能なチャン
ネル数および伝送可能な距離の制限を除去する方法を新
たに提供することにある。
括偏波制御を行う場合に、偏波分散の影響を回避し、偏
波分散によって限られていた一括偏波制御可能なチャン
ネル数および伝送可能な距離の制限を除去する方法を新
たに提供することにある。
（課題を解決するための手段） 前述の課題を解決するための本発明の手段は、１波ま
たは周波数多重された複数の光からなる第１および第２
の信号光を、１本の光ファイバの両端からそれぞれ入射
して通信を行う双方向光通信手段において、前記光ファ
イバの一端には第１の偏波制御手段を設け、前記光ファ
イバの他端には第２の偏波制御手段を設け、前記第１の
信号光は前記光ファイバの一端から入射し前記第１の偏
波制御手段を通りさらに前記光ファイバを伝搬して前記
光ファイバの他端から出射し、前記第２の信号光は前記
光ファイバの他端から入射し前記第２の偏波制御手段を
通りさらに前記光ファイバを前記第１の信号光とは逆の
向きに伝搬して前記光ファイバの一端から出射し、前記
第１の偏波制御手段は前記光ファイバを伝搬してきた第
２の信号光の偏波を制御して、該第２の信号光の偏波を
第１の信号光の偏波と平行または直交させ、前記第２の
偏波制御手段は前記光ファイバを伝搬してきた第１の信
号光の偏波を制御して、該第１の信号光の偏波を第２の
信号光の偏波と平行または直交させる一括偏波制御方法
を提供することであり、 さらに、上述の一括偏波制御方法であって、第２およ
び第１の信号光をそれぞれ受信する第１および第２の光
ヘテロダイン、ホモダイン検波受信器を設け、前記第１
の光ヘテロダイン、ホモダイン検波受信器の局部発振光
の偏波を前記第１の信号光の偏波と平行または直交さ
せ、前記第１の偏波制御手段で前記第１の光ヘテロダイ
ン、ホモダイン検波受信器の受信強度が最大になる角度
に前記第２の信号光の偏波を制御し、前記第２の光ヘテ
ロダイン、ホモダイン検波受信器の局部発振光の偏波を
前記第２の信号光の偏波と平行または直交させ、前記第
２の偏波制御手段で前記第２の光ヘテロダイン、ホモダ
イン検波受信器の受信強度が最大になる角度に前記第１
の信号光の偏波を制御する一括偏波制御方法を提供する
ことである。
たは周波数多重された複数の光からなる第１および第２
の信号光を、１本の光ファイバの両端からそれぞれ入射
して通信を行う双方向光通信手段において、前記光ファ
イバの一端には第１の偏波制御手段を設け、前記光ファ
イバの他端には第２の偏波制御手段を設け、前記第１の
信号光は前記光ファイバの一端から入射し前記第１の偏
波制御手段を通りさらに前記光ファイバを伝搬して前記
光ファイバの他端から出射し、前記第２の信号光は前記
光ファイバの他端から入射し前記第２の偏波制御手段を
通りさらに前記光ファイバを前記第１の信号光とは逆の
向きに伝搬して前記光ファイバの一端から出射し、前記
第１の偏波制御手段は前記光ファイバを伝搬してきた第
２の信号光の偏波を制御して、該第２の信号光の偏波を
第１の信号光の偏波と平行または直交させ、前記第２の
偏波制御手段は前記光ファイバを伝搬してきた第１の信
号光の偏波を制御して、該第１の信号光の偏波を第２の
信号光の偏波と平行または直交させる一括偏波制御方法
を提供することであり、 さらに、上述の一括偏波制御方法であって、第２およ
び第１の信号光をそれぞれ受信する第１および第２の光
ヘテロダイン、ホモダイン検波受信器を設け、前記第１
の光ヘテロダイン、ホモダイン検波受信器の局部発振光
の偏波を前記第１の信号光の偏波と平行または直交さ
せ、前記第１の偏波制御手段で前記第１の光ヘテロダイ
ン、ホモダイン検波受信器の受信強度が最大になる角度
に前記第２の信号光の偏波を制御し、前記第２の光ヘテ
ロダイン、ホモダイン検波受信器の局部発振光の偏波を
前記第２の信号光の偏波と平行または直交させ、前記第
２の偏波制御手段で前記第２の光ヘテロダイン、ホモダ
イン検波受信器の受信強度が最大になる角度に前記第１
の信号光の偏波を制御する一括偏波制御方法を提供する
ことである。
（作用） 長尺の単一モード光ファイバにおいては、互いに直交
する２つの偏波の固有状態を定義することができる（C.
D.Pooleらによる、「ポーラリゼーション ディスパー
ジョン アンド プリンシパル ステイツ イン ア
147km アンダーシー ライトウェイブ ケーブル」
（“Polarization Dispersion and Principal States i
n a 147km Undersea Lightwave Cable",J.Lightwave Te
chnol.,vol.6,No.7,pp.1185−1190））。この２つの固
有状態間に伝搬遅延時間差が存在することで偏波分散が
生じるから、周波数の異なる信号光においては入射偏波
が同じであっても出射偏波が異なる。これをポアンカレ
球上で表すと、第３図に示すように、周波数の異なる第
１および第２の信号光の出射偏波状態43,44は、光ファ
イバの２つの固有状態40,41を貫く軸42の回りを回転す
るものとして表すことができる。この回転の割合（円弧 または角度）は、偏波分散の大きさと２つの信号光の周
波数差の積に比例する。また、入射偏波状態45が変わる
と、ポアンカレ球上に、偏波の回転によって描かれる弧
の長さ が変化する。ここで入射偏波状態45が光ファイバの固有
状態40,41のいずれか一方に一致する場合は、入射した
信号光の周波数によらずそれぞれの出射偏波状態43,44
は等しく すなわち出射偏波も固有状態となる。本発明は、このこ
とを利用したものであり、送信する各信号光の偏波が常
に光ファイバの固有状態となるように、信号光が伝搬す
る光ファイバの２つの固有状態を制御し、光の周波数に
よらず出射偏波を等しくしようというものである。これ
により偏波分散の影響を回避した偏波一括制御が可能と
なる。
する２つの偏波の固有状態を定義することができる（C.
D.Pooleらによる、「ポーラリゼーション ディスパー
ジョン アンド プリンシパル ステイツ イン ア
147km アンダーシー ライトウェイブ ケーブル」
（“Polarization Dispersion and Principal States i
n a 147km Undersea Lightwave Cable",J.Lightwave Te
chnol.,vol.6,No.7,pp.1185−1190））。この２つの固
有状態間に伝搬遅延時間差が存在することで偏波分散が
生じるから、周波数の異なる信号光においては入射偏波
が同じであっても出射偏波が異なる。これをポアンカレ
球上で表すと、第３図に示すように、周波数の異なる第
１および第２の信号光の出射偏波状態43,44は、光ファ
イバの２つの固有状態40,41を貫く軸42の回りを回転す
るものとして表すことができる。この回転の割合（円弧 または角度）は、偏波分散の大きさと２つの信号光の周
波数差の積に比例する。また、入射偏波状態45が変わる
と、ポアンカレ球上に、偏波の回転によって描かれる弧
の長さ が変化する。ここで入射偏波状態45が光ファイバの固有
状態40,41のいずれか一方に一致する場合は、入射した
信号光の周波数によらずそれぞれの出射偏波状態43,44
は等しく すなわち出射偏波も固有状態となる。本発明は、このこ
とを利用したものであり、送信する各信号光の偏波が常
に光ファイバの固有状態となるように、信号光が伝搬す
る光ファイバの２つの固有状態を制御し、光の周波数に
よらず出射偏波を等しくしようというものである。これ
により偏波分散の影響を回避した偏波一括制御が可能と
なる。
信号光偏波を固有状態に一致させるために、本発明で
は、双方向光通信手段の光ファイバの両端にそれぞれ第
１および第２の偏波制御手段を設ける。ここで第１の信
号光に関して第２の偏波制御手段を用いて受信信号強度
の最大値制御を行いながら第１の偏波制御手段を用いて
光ファイバの２つの固有状態を貫く軸をわずかに変化さ
せると、ポアンカレ球上に描かれる偏波の回転の弧の長
さが変化する。これを第４図に示すポアンカレ球上で表
すと、固有状態1,2を貫く軸が42,54,55と変化し、弧 も46,56,57と変化する。ここで第２の信号光に関してそ
の受信信号が最大になるように制御することは、弧の長
さを小さくするように制御することである。すなわち、
第１および第２の偏波制御手段に対してそれぞれ受信信
号強度の最大値制御を加えることにより、各信号光は安
定して受信されるばかりではなく、各送信光は伝搬する
光ファイバの固有状態となるように自動的に制御され、
固有状態に収束する。このように固有状態と等しい入射
偏波の場合は、信号光の周波数によらず等しい出射偏波
となるから、これらの信号光を一括して偏波制御しても
偏波分散の影響は出てこない。このように偏波制御手段
により制御される光ファイバは、両端の偏波制御手段を
含めて考えると、あたかも定偏波ファイバのように振舞
う。ここでFDM（周波数分割多重）する信号光の偏波を
前記第１または第２の信号光に対して平行または直交し
て入射すれば、固有状態と一致し、一方向、双方向によ
らず偏波分散の影響を回避した一括偏波制御が可能とな
る。これにより、これまで一括偏波制御を用いたコヒー
レント光通信において、偏波分散によって限られていた
一括制御可能なチャンネル数および伝送距離の制限を除
去することができる。
は、双方向光通信手段の光ファイバの両端にそれぞれ第
１および第２の偏波制御手段を設ける。ここで第１の信
号光に関して第２の偏波制御手段を用いて受信信号強度
の最大値制御を行いながら第１の偏波制御手段を用いて
光ファイバの２つの固有状態を貫く軸をわずかに変化さ
せると、ポアンカレ球上に描かれる偏波の回転の弧の長
さが変化する。これを第４図に示すポアンカレ球上で表
すと、固有状態1,2を貫く軸が42,54,55と変化し、弧 も46,56,57と変化する。ここで第２の信号光に関してそ
の受信信号が最大になるように制御することは、弧の長
さを小さくするように制御することである。すなわち、
第１および第２の偏波制御手段に対してそれぞれ受信信
号強度の最大値制御を加えることにより、各信号光は安
定して受信されるばかりではなく、各送信光は伝搬する
光ファイバの固有状態となるように自動的に制御され、
固有状態に収束する。このように固有状態と等しい入射
偏波の場合は、信号光の周波数によらず等しい出射偏波
となるから、これらの信号光を一括して偏波制御しても
偏波分散の影響は出てこない。このように偏波制御手段
により制御される光ファイバは、両端の偏波制御手段を
含めて考えると、あたかも定偏波ファイバのように振舞
う。ここでFDM（周波数分割多重）する信号光の偏波を
前記第１または第２の信号光に対して平行または直交し
て入射すれば、固有状態と一致し、一方向、双方向によ
らず偏波分散の影響を回避した一括偏波制御が可能とな
る。これにより、これまで一括偏波制御を用いたコヒー
レント光通信において、偏波分散によって限られていた
一括制御可能なチャンネル数および伝送距離の制限を除
去することができる。
（実施例） 次に実施例を挙げて本発明を詳しく説明する。
第１図は本発明の第１の実施例を示す構成図である。
第１の実施例は、単一モード光ファイバ１と、第１の偏
波制御装置２と、第２の偏波制御装置３と、第１の光フ
ァイバカプラ４と、第２の光ファイバカプラ５と、第３
の光ファイバカプラ６と、第４の光ファイバカプラ７
と、第１の送信用光源８と、第２の送信用光源９と、第
１の光ヘテロダイン検波受信器10と、第２の光ヘテロダ
イン検波受信器11と、第１の局部発振光源12と、第２の
局部発振光源13と、第１の制御回路14と、第２の制御回
路15とで構成され、本発明を適用した1.2Gb/s,FSK（周
波数変移変調）光ヘテロダイン検波双方向光通信方式で
ある。半導体レーザでなる第１の送信用光源８から出射
された第１の信号光16は、第２の信号光17を分岐し受信
するための第１の光ファイバカプラ４を通り、続いて第
１の偏波制御装置２を通過した後、長さ100kmの単一モ
ード光ファイバ１（偏波分散約3ps）の一方の端に入射
する。光ファイバ１の他方の端から出射する第１の信号
光16は第２の偏波制御装置３を通過した後、第２光ファ
イバカプラ５で分岐して第２の光ヘテロダイン検波受信
器11に入って受信される。この第２の光ヘテロダイン検
波受信器11での受信信号強度を第２の制御回路15に入力
し、この第２の制御回路15はこの受信信号強度が常に最
大になるように第２の偏波制御手段３に制御を加える。
第１の信号光16に対して100GHz（波長で約0.8nm）周波
数の異なる第２の送信用光源９から出射された第２の信
号光17は、第２の局部発振光源13で発生する第２の光ヘ
テロダイン検波受信器11の局部発振光の偏波と平行とな
るように第２の光ファイバカプラ５に入射し、光ファイ
バ１を第１の信号光16と逆方向に伝搬する。ここで第２
の信号光16の偏波と第２の光ヘテロダイン検波受信器11
の局部発振光の偏波とをそろえるひとつの方法として、
第２の光ファイバカプラ５と第２の偏波制御装置３との
間に偏波分離素子を挿入し、はじめに第２の信号光17の
透過光が最大となるように偏波を調整する。次に第１の
信号光16を、第２の信号光17と逆方向に偏波分離素子に
入射し、第１の信号光16を受信する第２の光ヘテロダイ
ン検波受信器11の受信信号強度が最大となるように局部
発振光の偏波を調整する。これにより第２の信号光17の
偏波と第２の光ヘテロダイン検波受信器11の局部発振光
の偏波とを平行にそろえることができる。
第１の実施例は、単一モード光ファイバ１と、第１の偏
波制御装置２と、第２の偏波制御装置３と、第１の光フ
ァイバカプラ４と、第２の光ファイバカプラ５と、第３
の光ファイバカプラ６と、第４の光ファイバカプラ７
と、第１の送信用光源８と、第２の送信用光源９と、第
１の光ヘテロダイン検波受信器10と、第２の光ヘテロダ
イン検波受信器11と、第１の局部発振光源12と、第２の
局部発振光源13と、第１の制御回路14と、第２の制御回
路15とで構成され、本発明を適用した1.2Gb/s,FSK（周
波数変移変調）光ヘテロダイン検波双方向光通信方式で
ある。半導体レーザでなる第１の送信用光源８から出射
された第１の信号光16は、第２の信号光17を分岐し受信
するための第１の光ファイバカプラ４を通り、続いて第
１の偏波制御装置２を通過した後、長さ100kmの単一モ
ード光ファイバ１（偏波分散約3ps）の一方の端に入射
する。光ファイバ１の他方の端から出射する第１の信号
光16は第２の偏波制御装置３を通過した後、第２光ファ
イバカプラ５で分岐して第２の光ヘテロダイン検波受信
器11に入って受信される。この第２の光ヘテロダイン検
波受信器11での受信信号強度を第２の制御回路15に入力
し、この第２の制御回路15はこの受信信号強度が常に最
大になるように第２の偏波制御手段３に制御を加える。
第１の信号光16に対して100GHz（波長で約0.8nm）周波
数の異なる第２の送信用光源９から出射された第２の信
号光17は、第２の局部発振光源13で発生する第２の光ヘ
テロダイン検波受信器11の局部発振光の偏波と平行とな
るように第２の光ファイバカプラ５に入射し、光ファイ
バ１を第１の信号光16と逆方向に伝搬する。ここで第２
の信号光16の偏波と第２の光ヘテロダイン検波受信器11
の局部発振光の偏波とをそろえるひとつの方法として、
第２の光ファイバカプラ５と第２の偏波制御装置３との
間に偏波分離素子を挿入し、はじめに第２の信号光17の
透過光が最大となるように偏波を調整する。次に第１の
信号光16を、第２の信号光17と逆方向に偏波分離素子に
入射し、第１の信号光16を受信する第２の光ヘテロダイ
ン検波受信器11の受信信号強度が最大となるように局部
発振光の偏波を調整する。これにより第２の信号光17の
偏波と第２の光ヘテロダイン検波受信器11の局部発振光
の偏波とを平行にそろえることができる。
光ファイバ１を伝搬する第２の信号光17は、第１の光
ファイバカプラ４によって分岐し、第１の光ヘテロダイ
ン検波受信器10によって受信される。そして、その受信
信号強度が最大になるように第１の制御回路14から第１
の偏波制御装置２に対して制御を加える。ただし、第１
の光ヘテロダイン検波受信器10の局部発振光の偏波は、
第１の信号光16の偏波と平行にしておく。偏波の調整方
法は、上記第２の信号光17の場合と同様である。
ファイバカプラ４によって分岐し、第１の光ヘテロダイ
ン検波受信器10によって受信される。そして、その受信
信号強度が最大になるように第１の制御回路14から第１
の偏波制御装置２に対して制御を加える。ただし、第１
の光ヘテロダイン検波受信器10の局部発振光の偏波は、
第１の信号光16の偏波と平行にしておく。偏波の調整方
法は、上記第２の信号光17の場合と同様である。
また、第２の制御回路15の制御速度の方が、第１の制
御回路14の制御速度よりも速く設定してあり、それぞれ
その制御の時間は約10ms,100msである。ここで第１およ
び第２の偏波制御装置2,3は、互いに等価的なものであ
り、どちらの制御速度が速いかが重要ではなく、制御状
態が発振しないように設定することが重要である。
御回路14の制御速度よりも速く設定してあり、それぞれ
その制御の時間は約10ms,100msである。ここで第１およ
び第２の偏波制御装置2,3は、互いに等価的なものであ
り、どちらの制御速度が速いかが重要ではなく、制御状
態が発振しないように設定することが重要である。
偏波制御装置2,3は、４個の圧電アクチュエータと、
光ファイバとで構成されていて、この４つの圧電アクチ
ュエータが光ファイバを加圧することにより、ファイバ
内の複屈折が変化をうけてこれを通過する信号光の偏波
状態が制御される（清水他『ファイバスクイザを用いた
無限追尾自動偏光制御装置の安定動作』1989年信学全大
Ｂ−753）。
光ファイバとで構成されていて、この４つの圧電アクチ
ュエータが光ファイバを加圧することにより、ファイバ
内の複屈折が変化をうけてこれを通過する信号光の偏波
状態が制御される（清水他『ファイバスクイザを用いた
無限追尾自動偏光制御装置の安定動作』1989年信学全大
Ｂ−753）。
第１および第２の偏波制御装置2,3に対してそれぞれ
独立に受信信号強度の最大値制御を加える状態で、第１
および第２の光ヘテロダイン検波受信器10,11の受信状
態は、共に最良の受信状態から0.1dB以下のペナルティ
であり、安定な受信ができる。従来の偏波一括制御で
は、偏波分散3psのファイバで100GHzはなれた信号光を
受信する場合のペナルティは4.6dBであるから、受信感
度の大幅な改善が行われることになう。
独立に受信信号強度の最大値制御を加える状態で、第１
および第２の光ヘテロダイン検波受信器10,11の受信状
態は、共に最良の受信状態から0.1dB以下のペナルティ
であり、安定な受信ができる。従来の偏波一括制御で
は、偏波分散3psのファイバで100GHzはなれた信号光を
受信する場合のペナルティは4.6dBであるから、受信感
度の大幅な改善が行われることになう。
第２図は本発明の第２の実施例を示す構成図である。
第２の実施例は、単一モードの光ファイバ１と、第１の
偏波制御装置２と、第２の偏波制御装置３と、第３の光
ファイバカプラ６と、第１の送信用光源８と、第２の送
信用光源９と、第１の光ヘテロダイン検波受信器10と、
第２の光ヘテロダイン検波受信器11と、第１の局部発振
光源12と、第１の制御回路14と、第２の制御回路15と、
第１の偏波分離素子20と、第２の偏波分離素子21と、第
５の光ファイバカプラ22と、第６の光ファイバカプラ23
と、第３の送信用光源24と、第４の送信用光源25と、第
５の送信用光源26と、第３の光ヘテロダイン検波受信器
27と、第４の光ヘテロダイン検波受信器28と、第５の光
ヘテロダイン検波受信器29とで構成されて、本発明を適
用した下り４チャンネル、上り１チャンネルのFDM双方
向光通信方式である。光合分波器として偏光ビームスプ
リッタ等の偏波分離素子20,21を用いることにより、FDM
信号光30と第２の信号光17の偏波状態を簡単にかつ厳密
に直交させている。第２の実施例に用いる光ファイバ１
は、長さ80kmで偏波分散2.5psである。第２の実施例に
おいて一括偏波制御を行っている状態で、下り４チャン
ネルのうちの偏波制御を行っている第１の信号光16から
最も周波数の離れた（150GHz）信号光を受信する第５の
光ヘテロダイン検波受信器29の受信状態は、最良の受信
状態から0.1dB以下のペナルティとなる。また他の全て
の受信状態も良好であるから、受信感度が大幅に改善さ
れている。
第２の実施例は、単一モードの光ファイバ１と、第１の
偏波制御装置２と、第２の偏波制御装置３と、第３の光
ファイバカプラ６と、第１の送信用光源８と、第２の送
信用光源９と、第１の光ヘテロダイン検波受信器10と、
第２の光ヘテロダイン検波受信器11と、第１の局部発振
光源12と、第１の制御回路14と、第２の制御回路15と、
第１の偏波分離素子20と、第２の偏波分離素子21と、第
５の光ファイバカプラ22と、第６の光ファイバカプラ23
と、第３の送信用光源24と、第４の送信用光源25と、第
５の送信用光源26と、第３の光ヘテロダイン検波受信器
27と、第４の光ヘテロダイン検波受信器28と、第５の光
ヘテロダイン検波受信器29とで構成されて、本発明を適
用した下り４チャンネル、上り１チャンネルのFDM双方
向光通信方式である。光合分波器として偏光ビームスプ
リッタ等の偏波分離素子20,21を用いることにより、FDM
信号光30と第２の信号光17の偏波状態を簡単にかつ厳密
に直交させている。第２の実施例に用いる光ファイバ１
は、長さ80kmで偏波分散2.5psである。第２の実施例に
おいて一括偏波制御を行っている状態で、下り４チャン
ネルのうちの偏波制御を行っている第１の信号光16から
最も周波数の離れた（150GHz）信号光を受信する第５の
光ヘテロダイン検波受信器29の受信状態は、最良の受信
状態から0.1dB以下のペナルティとなる。また他の全て
の受信状態も良好であるから、受信感度が大幅に改善さ
れている。
以上、本発明の２つの実施例を説明したが、本発明は
これら実施例に限定されるのではなく、本発明の範囲内
で種々の変形、変更が可能なことはもちろんである。例
えば、第１の実施例では２チャンネルのみの伝送であっ
たが、本発明で制御される光ファイバに、前記第１また
は第２の信号光16,17の偏波に対して平行または直交し
て複数の信号光を入射するだけで、偏波制御器の数はそ
のままで一方向または双方向FDMコヒーレント光通信が
実現できる。また複数の信号光を合分波するための光合
分波器として、定偏波光ファイバカプラを用いると、複
数の信号光の偏波状態を簡単にかつ厳密に平行にそろえ
ることができる。また第１および第２の実施例では偏波
制御手段としてファイバスクイザ型の偏波制御装置を用
いたが、波長板回転型、LiNbO3等の電気光学効果を用い
たもの、液晶の複屈折性および施光性を用いたもの等の
他のいかなる偏波制御装置を用いてもよい。
これら実施例に限定されるのではなく、本発明の範囲内
で種々の変形、変更が可能なことはもちろんである。例
えば、第１の実施例では２チャンネルのみの伝送であっ
たが、本発明で制御される光ファイバに、前記第１また
は第２の信号光16,17の偏波に対して平行または直交し
て複数の信号光を入射するだけで、偏波制御器の数はそ
のままで一方向または双方向FDMコヒーレント光通信が
実現できる。また複数の信号光を合分波するための光合
分波器として、定偏波光ファイバカプラを用いると、複
数の信号光の偏波状態を簡単にかつ厳密に平行にそろえ
ることができる。また第１および第２の実施例では偏波
制御手段としてファイバスクイザ型の偏波制御装置を用
いたが、波長板回転型、LiNbO3等の電気光学効果を用い
たもの、液晶の複屈折性および施光性を用いたもの等の
他のいかなる偏波制御装置を用いてもよい。
（発明の効果） 以上に詳しく説明したように、本発明によれば、FDM
コヒーレント光通信において一括偏波制御を行う場合
に、光ファイバ内での偏波分散の影響を回避し、その偏
波分散によって限られていた一括偏波制御可能なチャン
ネル数および伝送可能な距離の制限を除去することがで
きる。
コヒーレント光通信において一括偏波制御を行う場合
に、光ファイバ内での偏波分散の影響を回避し、その偏
波分散によって限られていた一括偏波制御可能なチャン
ネル数および伝送可能な距離の制限を除去することがで
きる。
第１図は本発明の第１の実施例を示す構成図、第２図は
本発明の第２の実施例を示す構成図、第３図は偏波分散
による偏波の回転を示す図、第４図は本発明を実行した
ときの２つの固有状態を貫く軸の動きを示す図である。 １……光ファイバ、２……第１の偏波制御装置、３……
第２の偏波制御装置、４……第１の光ファイバカプラ、
５……第２の光ファイバカプラ、６……第３の光ファイ
バカプラ、７……第４の光ファイバカプラ、８……第１
の送信用光源、９……第２の送信用光源、10……第１の
光ヘテロダイン検波受信器、11……第２の光ヘテロダイ
ン検波受信器、12……第１の局部発振光源、13……第２
の局部発振光源、14……第１の制御回路、15……第２の
制御回路、16……第１の信号光、17……第２の信号光、
20……第１の偏波分離素子、21……第２の偏波分離素
子、22……第５の光ファイバカプラ、23……第６の光フ
ァイバカプラ、24……第３の送信用光源、25……第４の
送信用光源、26……第５の送信用光源、27……第３の光
ヘテロダイン検波受信器、28……第４の光ヘテロダイン
検波受信器、29……第５の光ヘテロダイン検波受信器、
30……FDM信号光、40……固有状態１、41……固有状態
２、42……固有状態1,2を貫く軸、43……第１の信号光
の出力偏波状態、44……第２の信号光の出力偏波状態、
45……第1,第２の信号光の入射偏波状態、46……弧 50……固有状態１′、51……固有状態２′、52……固有
状態１″、53……固有状態２″、54……固有状態１′,
2′を貫く軸、55……固有状態１″,2″を貫く軸、56…
…弧 57……弧
本発明の第２の実施例を示す構成図、第３図は偏波分散
による偏波の回転を示す図、第４図は本発明を実行した
ときの２つの固有状態を貫く軸の動きを示す図である。 １……光ファイバ、２……第１の偏波制御装置、３……
第２の偏波制御装置、４……第１の光ファイバカプラ、
５……第２の光ファイバカプラ、６……第３の光ファイ
バカプラ、７……第４の光ファイバカプラ、８……第１
の送信用光源、９……第２の送信用光源、10……第１の
光ヘテロダイン検波受信器、11……第２の光ヘテロダイ
ン検波受信器、12……第１の局部発振光源、13……第２
の局部発振光源、14……第１の制御回路、15……第２の
制御回路、16……第１の信号光、17……第２の信号光、
20……第１の偏波分離素子、21……第２の偏波分離素
子、22……第５の光ファイバカプラ、23……第６の光フ
ァイバカプラ、24……第３の送信用光源、25……第４の
送信用光源、26……第５の送信用光源、27……第３の光
ヘテロダイン検波受信器、28……第４の光ヘテロダイン
検波受信器、29……第５の光ヘテロダイン検波受信器、
30……FDM信号光、40……固有状態１、41……固有状態
２、42……固有状態1,2を貫く軸、43……第１の信号光
の出力偏波状態、44……第２の信号光の出力偏波状態、
45……第1,第２の信号光の入射偏波状態、46……弧 50……固有状態１′、51……固有状態２′、52……固有
状態１″、53……固有状態２″、54……固有状態１′,
2′を貫く軸、55……固有状態１″,2″を貫く軸、56…
…弧 57……弧
Claims (2)
- 【請求項１】１波または周波数多重された複数の光から
なる第１および第２の信号光を、１本の光ファイバの両
端からそれぞれ入射して通信を行う双方向光通信手段に
おいて、前記光ファイバの一端には第１の偏波制御手段
を設け、前記光ファイバの他端には第２の偏波制御手段
を設け、前記第１の信号光は前記光ファイバの一端から
入射し前記第１の偏波制御手段を通りさらに前記光ファ
イバを伝搬して前記光ファイバの他端から出射し、前記
第２の信号光は前記光ファイバの他端から入射し前記第
２の偏波制御手段を通りさらに前記光ファイバを前記第
１の信号光とは逆の向きに伝搬して前記光ファイバの一
端から出射し、前記第１の偏波制御手段は前記光ファイ
バを伝搬してきた第２の信号光の偏波を制御して、該第
２の信号光の偏波を第１の信号光の偏波と平行または直
交させ、前記第２の偏波制御手段は前記光ファイバを伝
搬してきた第１の信号光の偏波を制御して、該第１の信
号光の偏波を第２の信号光の偏波と平行または直交させ
ることを特徴とする一括偏波制御方法。 - 【請求項２】特許請求の範囲第１項に記載の一括偏波制
御方法において、第２および第１の信号光をそれぞれ受
信する第１および第２の光ヘテロダイン、ホモダイン検
波受信器を設け、前記第１の光ヘテロダイン、ホモダイ
ン検波受信器の局部発振光の偏波を前記第１の信号光の
偏波と平行または直交させ、前記第１の偏波制御手段で
前記第１の光ヘテロダイン、ホモダイン検波受信器の受
信強度が最大になる角度に前記第２の信号光の偏波を制
御し、前記第２の光ヘテロダイン、ホモダイン検波受信
器の局部発振光の偏波を前記第２の信号光の偏波と平行
または直交させ、前記第２の偏波制御手段で前記第２の
光ヘテロダイン、ホモダイン検波受信器の受信強度が最
大になる角度に前記第１の信号光の偏波を制御すること
を特徴とする一括偏波制御方法。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1206346A JP2540951B2 (ja) | 1989-08-09 | 1989-08-09 | 一括偏波制御方法 |
| US07/564,941 US5031998A (en) | 1989-08-09 | 1990-08-09 | Polarization control on signal beams for principal-state bidirectional transmission through an optical fiber |
| EP90115310A EP0412543B1 (en) | 1989-08-09 | 1990-08-09 | Polarization control on signal beams for principal-state bidirectional transmission through an optical fiber |
| DE69025822T DE69025822T2 (de) | 1989-08-09 | 1990-08-09 | Signalstrahlenpolarisationsregelung für hauptzustandsbidirektionale Übertragung durch eine optische Faser |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1206346A JP2540951B2 (ja) | 1989-08-09 | 1989-08-09 | 一括偏波制御方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0369927A JPH0369927A (ja) | 1991-03-26 |
| JP2540951B2 true JP2540951B2 (ja) | 1996-10-09 |
Family
ID=16521785
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1206346A Expired - Lifetime JP2540951B2 (ja) | 1989-08-09 | 1989-08-09 | 一括偏波制御方法 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5031998A (ja) |
| EP (1) | EP0412543B1 (ja) |
| JP (1) | JP2540951B2 (ja) |
| DE (1) | DE69025822T2 (ja) |
Families Citing this family (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| ATE153811T1 (de) * | 1991-09-06 | 1997-06-15 | Nederland Ptt | Übertragungssystem für die polarisationsunabhängige übertragung von signalen |
| WO1993025014A1 (en) * | 1992-06-01 | 1993-12-09 | Telstra Corporation Limited | An optical isolator and an optical telecommunications system |
| JPH05327626A (ja) * | 1992-05-25 | 1993-12-10 | Kokusai Denshin Denwa Co Ltd <Kdd> | 偏光状態制御光通信システム装置 |
| US5311346A (en) * | 1992-06-17 | 1994-05-10 | At&T Bell Laboratories | Fiber-optic transmission polarization-dependent distortion compensation |
| JPH0756955B2 (ja) * | 1993-03-30 | 1995-06-14 | 日本電気株式会社 | 偏波制御方法 |
| JP2739813B2 (ja) * | 1993-12-20 | 1998-04-15 | 日本電気株式会社 | 偏波分散補償方法 |
| US6632033B1 (en) * | 1999-04-13 | 2003-10-14 | Cisco Technology, Inc. | Ultra-short reach optical communications system and method of manufacture |
| GB0026413D0 (en) * | 2000-10-28 | 2000-12-13 | Bookham Technology Ltd | Polarisation dependent loss generators |
| JP4627033B2 (ja) * | 2005-11-14 | 2011-02-09 | 日本電信電話株式会社 | コヒーレント光通信方式を用いた偏波無依存型双方向光通信システムおよび偏波無依存型双方向光通信方法 |
| CN110661614B (zh) * | 2018-06-28 | 2023-01-31 | 国网电力信息通信有限公司 | 用于量子密钥分发系统的偏振反馈装置 |
| CN110661616B (zh) * | 2018-06-28 | 2023-01-31 | 国网电力信息通信有限公司 | 一种用于量子密钥分发系统的偏振反馈方法 |
Family Cites Families (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2495864A3 (fr) * | 1980-12-08 | 1982-06-11 | Jeunhomme Luc | Dispositif de transmission par fibre optique permettant de maitriser l'etat de polarisation d'un faisceau lumineux et systeme de transmission utilisant un tel dispositif |
| DE3338007A1 (de) * | 1983-10-19 | 1985-05-02 | Standard Elektrik Lorenz Ag, 7000 Stuttgart | Optische uebertragungsstrecke |
| US4793678A (en) * | 1985-05-20 | 1988-12-27 | Nippon Telegraph And Telephone Corporation | Fiber optic polarization controller |
| JPS62171335A (ja) * | 1986-01-24 | 1987-07-28 | Nec Corp | 多波長光フアイバ伝送方式 |
| JPS6314527A (ja) * | 1986-07-07 | 1988-01-21 | Hitachi Ltd | 光周波数選択受信方式 |
| US4781424A (en) * | 1986-07-28 | 1988-11-01 | Nippon Telegraph And Telephone Corporation | Single mode channel optical waveguide with a stress-induced birefringence control region |
| DE3716247C2 (de) * | 1987-05-15 | 1994-04-28 | Sel Alcatel Ag | Optisches Nachrichtenübertragungssystem mit Wellenlängen- und Polarisations-Multiplex |
| US4960319A (en) * | 1989-10-04 | 1990-10-02 | Litton Systems, Inc. | Active polarization control servo and method |
-
1989
- 1989-08-09 JP JP1206346A patent/JP2540951B2/ja not_active Expired - Lifetime
-
1990
- 1990-08-09 EP EP90115310A patent/EP0412543B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1990-08-09 DE DE69025822T patent/DE69025822T2/de not_active Expired - Fee Related
- 1990-08-09 US US07/564,941 patent/US5031998A/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0369927A (ja) | 1991-03-26 |
| DE69025822T2 (de) | 1996-08-08 |
| EP0412543A2 (en) | 1991-02-13 |
| US5031998A (en) | 1991-07-16 |
| EP0412543B1 (en) | 1996-03-13 |
| DE69025822D1 (de) | 1996-04-18 |
| EP0412543A3 (en) | 1992-04-22 |
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