JPS6224731A - 単一モ−ド光フアイバ偏波多重伝送方式 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （発明の技術分野） 本発明は、偏波を利用することにより、１本の単一モー
ド光ファイバの中に、２つの光伝送チャンネルを設ける
伝送技術に関するものである。

（従来技術とその問題点） 本発明に関連して、従来提案されている技術としては、
第１図のようなものがあった。即ち、送信側では、２つ
のレーザ１−１．１−２の光を異なる電気信号０−１．
０−２によって変調器２−１．２−２を使って変調し、
それらの出射光３−１．３−２を互いに偏波方向が直交
するように偏波プリズム４で合成して単一モード光ファ
イバ５に入射せしめる。単一モード光ファイバ５の出射
側である受信側では、出射光を単に偏光プリズム８で２
つの直線偏波受信光９−１．９−２に分離し、それぞれ
を異なる受光素子１０−１．１０−２で電気信号１１−
Ｌ　１１−２に変換している。

この場合、伝送路として用いる単一モード光ファイバ５
が、コア断面が真円に近い通常の単一モード光ファイバ
の時には、振動や温度変化などの外乱によって出射光の
偏波状態が大きく変動することが知られている。そのた
め、受信側の電気信号１１−１．１１−２はいずれもも
との送信側信号Ｏ−１，０−２が混じり合ったものとな
り、その混合比も呻間と、ともに変動する。従って、こ
のような従来形の伝送方式は、２チヤンネル伝送路とし
ては漏話の大きい不安定な特性を有するものであり、当
然のことながら実用にも供しえなかった。

（発明の目的） 本発明の目的は、外乱の影響によりチャンネル間に漏話
が生じかつそれが時間とともに変動するような問題点を
解決した高性能な偏波多重伝送方式を提供することにあ
る。

（発明の特徴） 本発明は、従来技術と対比して、以下の点を最も重要な
特徴とする。

■　送信側に設置する２つのレーザの波長を等しいかあ
るいは極めて近接したものにすること。

■　これらの２つのレーザに変調を加える際、伝送用信
号に割当てる時間幅以外に、チャンネル識別用の時間幅
を一定周期で両チャンネル同一時間に設け、その時間幅
に限り、２つのレーザのうち片方のレーザの光のみを伝
送すること。

■　受信側においては、光フアイバ出射光を偏波補償器
に通し、得られる２つの直交偏波に対応した電気信号の
うち片方の電気信号から、上記のチャンネル識別用時間
幅を検出し、この時間幅において、他方の光信号レベル
が最小になるように偏波補償器を調整すること。

（実施例） 第２図は本発明の実施例であって、Ｏ−１，０−２は送
信電気信号、１−１．１−２はレーザ、２−１．２−２
はレーザ１−１．１−２の出射光を変調するための変調
器、３−１．３−２は変調器から出射されしかも偏波が
相互に直交するように設定された変調光、４は２つの変
調光３−１．３−２を合成するための偏波プリズム、５
は伝送路として用いる単一モード光ファイバ、６は偏波
補償器、７は補償後の受信光、８は受信光７を直交する
成分に分離すための偏波プリズム、９−１．９−２は分
離されたあとの直線偏波受信光、１０−１．１０−２は
２つの直線偏波受信光をそれぞれ電気信号に変換するた
めの受光素子、１１−１．１１−２は２つの偏波に対応
した受信電気信号、１２は受信電気信号１１−１の中か
ら識別信号を検出しそれに同期して同期信号を発生する
ための同期信号発生回路、１３は同期信号発生回路から
発生される同期信号、１４は同期信号１３が発生した時
点における受信電気信号１１−２のレベルを検出しそれ
をもとに偏波補償器を制御する帰還回路である。１５は
その時の制御信号である。

ここで、まずレーザ１−１．１−２の発生波長は等しい
かあるいは極めて近接したものが選ばれている。この理
由は、偏波補償器６の調整後の出射光７において、レー
ザ１−１からの光の偏波と、レーザ１−２からの光の偏
波とが、互いに直交関係を保つようにするためである。

即ち、通常の光ファイバにおいては、コア断面が真円に
近似しているが僅かながら非円形状になっているため、
伝送される光に対して複屈折性を有している。複屈折性
を有する光ファイバでは、偏波が軸方向に周期的に変化
するが、そのピッチ（通常ビート長と呼ばれる）をΔ１
．光ファイバ長をＬとすると、同一長さの光ファイバを
用いるにもかかわらず光フアイバ出射光の偏波状態が一
致する最小波長間隔Δλ。は Δλ０／λさΔＩｔ／Ｌ なる関係が成り立つ。ここで、λは２つのレーザの平均
的な波長である。調整後の出射光７において、２つのレ
ーザからの出射光が互いに直交関係を保つためには、２
つのレーザの波長差ΔλはΔλ（Δλ。αΔｌ・λ／Ｌ である必要がある。例えば、Ｌ＝５０ｋｍ、　　λ＝１
．５μｍ、　　ΔＡ＝１０ｍの場合、Δλｏａ０．３ｎ
ｍ　（約４０ＧＨｚ）であり、レーザ１−１．１２の発
光波長は等しいかあるいは極めて近接したものにする必
要がある。

次いで、これら２つのレーザ１−１．１−２の出射光を
送信側電気信号０−１．０−２によって変調し、変調光
３−１．３−２を得る訳であるが、この時の変調光３−
１．３−２の例を第３図に示す。いずれの変調光に対し
ても、伝送信号用時間幅２１のほかに、識別信号用時間
幅２２を周期的に設けてあり、この時間幅内では片方の
変調光（第３図では３−１）のみの光が常に光フアイバ
内に入射するようにしである。

変調光３−１．３−２の偏波は互いに直交しており、偏
波プリズム４によって合成されて単一モード光ファイバ
５に入射する。

単一モード光ファイバ５の出射光は偏波補償器６に入る
。偏波補償器としては、一般に１／２波長板と１／４波
長板を縦続接続したものが用いられ、偏波の補償はこれ
らを周方向に回転することにより行う。

偏波補償された光７は、偏波プリズム８によって直交し
た直線偏波受信光９−１．９−２に分離され、それぞれ
受光素子１０−１．１０−２によって受信側電気信号１
１−１．１１−２に変換される。ここで、受信光９−１
．９−２がそれぞれ変調光３−１゜３−２に対応してい
るものと考えると、受信側電気信号１１−１は、第３図
の変調光３−１の信号波形に一致することになる。受信
側では、電気信号１１−１の一部を同期信号発生回路１
２に導き、識別信号に同期した同期信号１３を得る。さ
らに、帰還回路１４は、同期信号１３が発生した時点に
おける受信電気信号１１−２のレベルを検出し、それが
最小になるように偏波補償器６を信号１５により制御す
る。同期信号発生回路１２および帰還回路１４には、一
般に伝送装置の中で使われているフレーム同期や識別の
技術を使えばよい。

いま仮に、偏波補償器６の設定が最適条件からはずれ、
受信電気信号１１−２の中にも第４図のように識別信号
が漏れて検出されたとすると、帰還回路１４からは偏波
補償器６を最適化するような制御信号１５が発せられる
事になる。ここで偏波補償器６の設定条件と受信電気信
号１１−２の中に漏れる識別信号のレベルとの関係を最
適条件近傍について示したのが第５図である。曲線３０
は偏波補償器６の条件を中心に設定したときの光ファイ
バからの出射光の最適偏波状態のものであり、曲ｖＡ３
１および３２は光ファイバからの出射光の偏波状態が曲
線３０の状態から互いに逆方向にずれた時のものである
。偏波補償器を固定していたのでは、曲線３Ｌ　３２の
いずれの場合においても識別信号レベルが点Ｏから点Ｐ
に移動するので、両者の区別が不可能である。そこで、
図中の３３のように、偏波補償器の設定条件を振動させ
ておけば、曲線３１および３２の場合の識別信号レベル
は、それぞれ曲線３４゜３５のように位相の逆転したも
のとなるため、両者の区別がつくようになる。この情報
を利用して、制御信号１５を決めれば良い。

以上のように、本実施例では光フアイバ出射光の偏波状
態を自動的に追随しながら補償することが可能であるた
め、光ファイバへの外乱による偏波の変動を抑圧し、安
定した偏波多重伝送方式を実現することができる。

（発明の効果） 以上説明したように、本発明によれば、光伝送路への外
乱に対して強い偏波多重伝送系を実現することが可能で
あり、現在光通信で用いられている波長多重と同様に光
領域での多重方式として、光伝送路の有効利用に寄与す
ることになる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来提案されていた偏波多重伝送方式の構成例
を示すブロック図、第２図は本発明の実施例を示すブロ
ック図、第３図は本発明の詳細な説明するための光信号
例を示すタイムチャート、第４図は本発明の詳細な説明
するための受信電気信号例を示すタイムチャート、第５
図は本発明の詳細な説明するための識別信号レベル図で
ある。 ０−１．０−２・・・送信電気信号、　　１−１．１−
２・・・レーザ、　　２−１．２−２・・・変調器、３
−１．３−２・・・変調光、　４．８・・・偏光プリズ
ム、５・・・単一モード光ファイバ、　６・・・偏波補
償器、７・・・補償後の受信光、　　９−１．９−２・
・・直線偏波受信光、　１０−１．１０−２・・・受光
素子、１１−１．１１−２・・・受信電気信号、　１２
・・・同期信号発生回路、　１３・・・同期信号、　１
４・・・帰還回路、１５・・・制御信号、　２１・・・
伝送信号用時間幅、２２・・・識別信号用時間幅、　３
０．３１．３２・・・識別信号レベルの曲線、　３３・
・・偏波補償器の設定条件の振動による変化、　３４．
３５・・・識別信号レベルの変化。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １本の単一モード光ファイバの入射側において、発振周
   波数が等しいかあるいは極めて近接しているレーザＬ＿
   １、Ｌ＿２の出射光をそれらの偏波方向が互いに直交す
   るように合成して前記光ファイバに入射せしめ、前記２
   つのレーザＬ＿１、Ｌ＿２の出射光を異なる信号によっ
   て変調し、かつある周期的な一定時間幅ΔＴにおいての
   み２つのレーザのうち片方（Ｌ＿１）のみの光が前記光
   ファイバに入射するように変調するとともに、前記光フ
   ァイバの出射側においては、出射光の偏波状態を偏波補
   償器によって補償した後に互いに直交した偏波成分に分
   離し、それぞれを異なる受光素子によって前記２つのレ
   ーザＬ＿１、Ｌ＿２に対応した２系列の電気信号Ｓ＿１
   、Ｓ＿２に変換し、そのうちの電気信号Ｓ＿１をもとに
   前記の周期的な一定時間幅ΔＴの時間位置Ｔを検出し、
   時間Ｔにおける電気信号Ｓ＿２が零になるように、前記
   偏波補償器を調整することを特徴とする単一モード光フ
   ァイバ偏波多重伝送方式。