NL9101505A - Transmissiesysteem voor de polarisatie-ongevoelige overdracht van signalen. - Google Patents

Description

Transmissiesysteem voor de polarisatie-ongevoelige overdracht van signalen.

De uitvinding heeft betrekking op een transmissiesysteem voor de polarisatie-ongevoelige overdracht van signalen over een signaaltraject tussen een eerste en een tweede zendontvanger die elk een zender en een ontvanger omvat, waarbij de ontvanger een detector, een lokale oscillator en een inrichting voor het koppelen van het uitgangssignaal van de oscillator naar de detector omvat.

Uit het artikel "Polarization-Switching Techniques for Coherent Optical Communications", verschenen in Journal of Lightwave Technology, Vol. 6, Nr. 10, October 1988, blz. 1537 t/m 1548, is een één-richtingstransmissiesysteem met polarisatie-ongevoelige overdracht van signalen over een glasvezel tussen een zender en ontvanger bekend.

Het is algemeen bekend dat aan het einde van een lichtgelei-der of glasvezel de polarisatietoestand van het over de lichtgelei-der overgedragen licht fluctueert. Hiervoor zijn diverse oorzaken aan te wijzen, zoals een mechanisch verdraaide glasvezel, tempera-tuurvariatie, bochten in de glasvezels en dergelijke. Door de variërende misaanpassing tussen de polarisatie van het ontvangen signaal en de polarisatie van het signaal uit de lokale oscillator wordt de gevoeligheid van de ontvanger nadelig beïnvloed. In het hierboven genoemde artikel zijn een aantal oplossingen genoemd om een overdracht over een glasvezel te verkrijgen, die zoveel mogelijk ongevoelig is voor de variërende polarisatie. Een van de oplossingen is de polarisatieschakelmethode, waarbij een hoge orde retarder wordt toegepast, waarin gebruik wordt gemaakt van een dubbelbrekend medium.

Het is uit het bovengenoemde artikel bekend om een hoge orde retarder (bij voorkeur een dubbelbrekende glasvezel) aan de zendzijde van een coherent communicatiesysteem aan te brengen, teneinde deze ongevoelig voor polarisatie te maken door middel van het principe van "data-induced polarization switching". Wanneer een ontvanger wordt gedeeld door een aantal zenders zou het voordelig zijn om de genoemde methode aan de ontvangzijde toe te passen. Deze methode werkt echter slechts wanneer de polarisatie van het aan de hoge orde retarder toegevoerde signaal onder een vaste hoek van ongeveer 45° staat ten opzichte van de hoofdas van de hoge orde retarder. Het aan de ontvanger aangeboden signaal heeft in de praktijk helaas juist een sterk fluctuerende polarisatie, hetgeen dus problemen zal opleveren bij het zonder meer toepassen van de hoge orde retarder aan de ontvangzijde.

In de Nederlandse octrooiaanvrage 9002713 ten name van aanvraaagster is een een-richtingstransmissiesysteem beschreven, waarbij de hoge orde retarder aan de ontvangerzijde tussen de glasvezel en de koppelinrichting is aangesloten. Dit is mogelijk doordat de hoek tussen een van de hoofdassen van de retarder en de polarisatie van de lokale oscillator groter is dan 0° en kleiner is dan of gelijk is aan 180° volgens de beschrijving van Poincaré. Bij voorkeur is deze hoek 90“ volgens de beschrijving van Poincaré. Bij een lineair gepolariseerd signaal uit de lokale oscillator en een hoge retarder met lineaire retardatie komt deze hoek van 90° volgens de beschrijving van Poincaré overeen met een hoek van 45° tussen de polarisatie-as van de lokale oscillator en de hoofdassen van de retarder.

Waar de genoemde octrooiaanvrage van aanvraagster zich beperkt tot de transmissie in één richting, heeft de onderhavige uitvinding ten doel te voorzien in een transmissiesysteem van de in de aanhef genoemde soort, waarbij de overdracht in twee richtingen mogelijk is.

Dit doel wordt volgens de uitvinding daardoor bereikt, dat de hoge orde retarder aan een zijde op het signaaltraject en aan de andere zijde op een poort van een vorkschakeling is aangesloten en dat op de andere poorten van de vorkschakeling een zender respectievelijk een ontvanger zijn aangesloten.

Het is sedert vele jaren gebruikelijk om het transmissietra-ject 'direkt op de twee-richtingspoort van de vorkschakelingen aan te sluiten en steeds alle onderdelen van de zenders en ontvangers aan de een-richtingszijde van deze vorkschakeling te plaatsen. Uitgaande van dit concept zou de hoge orde retarder op de één-richtingspoorten van de vorkschakelingen worden aangesloten. Aanvraagster heeft met genoemd gebruik gebroken door de hoge orde retarder tussen de vorkschakeling en het transmissietraject aan te sluiten. Hierbij wordt het voordeel bereikt, dat slechts één hoge orde retarder per twee-richtingsweg nodig is.

Bij een uitvoeringsvorm van de uitvinding wordt de vorkscha-keling gevormd door een 3 dB koppelinrichting.

Van het zogenaamde "data induced polarization switching (DIPS)" principe is het bekend dat er een gevoeligheidsverlies van 3 dB optreedt ten opzichte van een systeem met polarisatieregeling. Bovendien gaat de combinatie en de splitsing van het heengaande en teruggaande verkeer elk gepaard met een verlies van 3 dB. Bij toepassing van het genoemde principe bij twee-richtingsverkeer ontstaat dus een verlies van in totaal 9 dB.

Bij een andere uitvoeringsvorm van de uitvinding wordt de vorkschakeling gevormd door een polarisatie-splitsende koppelinrichting voor de combinatie en de splitsing van het heengaande en teruggaande verkeer. Hierdoor ontstaat naast het gevoeligheidsverlies van 3 dB geen extra verlies voor de combinatie en splitsing op, zodat een winst van 6 dB wordt bereikt ten opzichte van de als vorkschakeling geschakelde 3 dB koppelinrichting.

Bij de hierboven genoemde uitvoeringsvormen wordt het lokale oscillatiesignaal door middel van een 3 dB koppelinrichting of een polarisatie-splitsende koppelinrichting ingekoppeld. Als alternatief kan het lokale oscillatiesignaal ook worden toegevoerd aan de overblijvende poort van de 3 dB koppelinrichting of polarisatie-splitsende koppelinrichting, die de vorkschakeling vormen.

Bij andere uitvoeringsvormen wordt een deel van het zendsig-naal gebruikt als lokaal oscillatiesignaal.

Bij een zeer eenvoudige uitvoeringsvorm wordt gebruik gemaakt van een zelf-oscillerende mengontvanger die op de vorkschakeling, een 3 dB koppelinrichting of een polarisatie-splitsende koppelinrichting wordt aangesloten.

De uitvinding zal hierna nader worden toegelicht aan de hand van de tekeningen. In de tekeningen tonen:

Fig. 1 een blokschema van een één-wegtransmissiesysteem volgens de uitvinding;

Fig. 2 een blokschema van een twee-wegtransmissiesysteem volgens de uitvinding;

Fig. 3 een blokschema van een uitvoeringsvorm volgens de uitvinding van het transmissiesysteem volgens fig. 2;

Fig. 4 een blokschema van een andere uitvoeringsvorm volgens de uitvinding van het transmissiesysteem volgens fig. 2;

Fig. 5 een blokschema van een uitvoeringsvorm volgens de uitvinding van het transmissiesysteem volgens fig. 2, waarbij een deel van het zendsignaal als lokaal oscillatorsignaal wordt gebruikt; en Fig. 6 een blokschema van een andere uitvoeringsvorm volgens de uitvinding, waarbij het lokaal oscillatorsignaal van het zendsignaal wordt afgeleid.

Gepolariseerd licht kan altijd worden ontleed in of worden opgebouwd uit twee orthogonaal gepolariseerde componenten al dan niet met een faseverschil. Lineair gepolariseerd licht onder 45° kan bijvoorbeeld worden samengesteld uit een component met horizontale polarisatie en een component met vertikale polarisatie, welke componenten precies in fase zijn. Bij circulair gepolariseerd licht zijn de componenten met horizontale respectievelijk vertikale polarisatie van het elektrische veld 90° uit fase.

Een hoge orde retarder is gebaseerd op het begrip retardatie. Dit begrip houdt in dat de ene component wordt vertraagd ten opzichte van de andere. De retardatie kan worden uitgedrukt in graden. Door een retardatie van 90° wordt lineair onder 45° gepolariseerd licht omgezet in circulair gepolariseerd licht. Retardatie kan ook worden uitgedrukt als een fractie van de golflengte. Een retardatie van 90° komt overeen met een kwart golflengte. Een 90° retarder wordt daarom ook wel λ/4 retarder genoemd. Als derde mogelijkheid kan de retardatie worden gedefinieerd als vertragings-tijd. Licht van 1500 nm heeft een periode van 5 fs (5·10“15 sec.). Een retardatie van 90° komt dan overeen met 1/4.5 fs - 1,25 fs.

De hoge orde retarder is te beschouwen als een retarder met een zeer grote retardatie. Gewenst is bijvoorbeeld een retardatie van 15 cm (500 ps, 100.000 λ, 36.000000°). De orde van een retarder is het aantal malen dat van de retardatie 360° moet worden afgetrokken om te komen tot een bedrag tussen -180° en +180°. Een retarder met een retardatie van 15 cm heeft dus de orde 100.000. Het is bekend om als retarder een dubbelbrekende vezel van grote lengte toe te passen. Een typische waarde van de dubbelbrekendheid van deze vezel is 5 ΊΟ"4, d.w.z. 0,5 mm retardatie voor 1 m vezel. Een retardatie van 15 cm vereist dan een dubbelbrekende vezel van 300 m lang, waardoor de omvang van de hoge orde retarder groot is. Bovendien zijn dubbelbrekende vezels duur. In de Nederlandse octrooiaanvrage 9002713 is een voorstel beschreven voor een compacte en goedkope retarder.

De hoge orde retarder heeft de eigenschap, dat door het daaraan toevoeren van een ingangssignaal met een vooraf bepaalde frequentie, een uitgangssignaal ontstaat met een bepaalde polarisa-tierichting. Wanneer de frequentie van het ingangssignaal in het bovengenoemde voorbeeld van een hoge retarder 1 GHz hoger is ontstaat op de uitgang van de retarder een signaal met een polarisatie waarvan de richting loodrecht staat op die van het eerstgenoemde uitgangssignaal, bij de juiste keuze van de polarisatie van het licht aan de ingang ten opzichte van de hoge orde retarder. Door schakelen tussen de ingangsfrequenties wordt dus een schakelen tussen de twee genoemde polarisatierichtingen verkregen. De retarder werkt dan als polarisatieschakelaar.

De belangrijkste toepassing van een retarder met veel retardatie is het omzetten van optische frequentiemodulatie in polarisatiemodulatie, ook wel genoemd "data induced polarization switching". Doordat bij dit principe de frequentie over de juiste frequentie-afstand wordt gezwaaid, zal de polarisatie tussen twee orthogonale standen worden geschakeld. Dit is interessant voor communicatiesystemen die gevoelig zijn voor polarisatie fluctuaties (coherente systemen). Wanneer alle "nullen" wegvallen door een toevallige polarisatie instelling, kunnen alle "enen" nog steeds worden ontvangen en omgekeerd. Het signaal zal nooit geheel weg kunnen vallen. Bij het beschreven principe moet echter een gevoelig-heidsverlies van 3 dB op de koop toe worden genomen ten opzichte van een ingewikkelder systeem met polarisatieregeling.

Het principe van "data-induced polarization switching" aan de zendzijde is mogelijk, omdat de zender een bekende vaste polarisatie heeft, die onder de juiste hoek, bij voorkeur 45°. in de hoge orde retarder kan worden gekoppeld.

De kosten van het genoemde principe bestaan vooral uit de prijs van de hoge orde retarder en de montage daarvan. Bovendien is de ruimte die deze retarder inneemt van groot belang. Wanneer een ontvanger door vele zenders moet worden gedeeld, bijvoorbeeld voor het data-verkeer van de abonnees naar de eindcentrale, zal het voordelig zijn om het principe van "data-induced polarization switching" aan de ontvanger toe te passen, omdat de met de hoge orde retarder gepaard gaande kosten slechts eenmaal behoeven te worden gemaakt.

De gewenste toepassing lijkt echter onmogelijk. Voor het genoemde principe van "data-induced polarization switching" is namelijk vereist dat de polarisatie van het aan de hoge orde retarder toegevoerde signaal precies onder 45° staat met de hoofdas van de hoge orde retarder. Alleen dan kunnen de bij de toestanden "nul" en "een" behorende uitgangspolarisaties orthogonaal zijn.

Zoals reeds hierboven is genoemd, verandert de polarisatie van een lichtsignaal willekeurig bij transport daarvan door een glasvezel. Aan de eis dat de polarisatie van het zendsignaal altijd onder 45° ten opzichte van de hoofdas van de hoge orde retarder moet staan, kan dus aan de ontvangzijde niet worden voldaan. Het kan zelfs voorkomen, dat de polarisatie precies evenwijdig aan de hoofdas van de retarder komt te staan, waardoor de polarisatie in de hoge orde retarder gewoon behouden blijft en de toestanden "nul" en "een" met dezelfde polarisatie uit de hoge orde retarder komen. Er is dan geen sprake meer van "data-induced polarization switching".

Het schijnt dus dat de toepassing van het principe "data-induced polarization switching" bij de ontvanger niet mogelijk is, omdat na transport van het signaal door de glasvezel de polarisatie willekeurig is veranderd en bovendien in de tijd varieert, waardoor het onmogelijk is het licht onder de juiste hoek in de hoge orde retarder te koppelen.

Desondanks is de in figuur 1 getoonde oplossing volgens de Nederlandse octrooiaanvrage 9002713 gevonden.

Het uit de zender T afkomstige lichtsignaal wordt via een overdrachtstraject ST en een hoge orde retarder HR aan de ene ingang van een koppelinrichting K toegevoerd. Op de uitgang van deze koppelinrichting K is de detector D van de ontvanger aangesloten. Aan de andere ingang van de koppelinrichting K wordt het signaal uit de lokale oscillator L0 toegevoerd.

De in figuur 1 getoonde opstelling is mogelijk, doordat aan een bepaalde voorwaarde wordt voldaan. Deze voorwaarde is dat de polarisatie van het licht van de lokale oscillator L0 onder 45° staat ten opzichte van de hoofdas van de hoge orde retarder HR.

Wordt aangenomen dat de polarisatie van het ontvangen signaal toevallig onder 45' staat ten opzichte van de hoofdas van de retarder R, dan werkt de methode van "data-induced polarization switching" op dezelfde wijze als of de retarder aan de zendzijde is aangebracht. De polarisaties van de nullen en enen aan de uitgang van de retarder zijn in dit geval onderling orthogonaal en wanneer de "nullen" wegvallen, zullen altijd de "enen" overblijven en omgekeerd, terwijl alle mogelijke tussenvormen ook geen problemen opleveren.

Wanneer het andere extreme geval optreedt, dat de ontvangen polarisatie precies evenwijdig aan de hoofdas van de hoge orde retarder verloopt, dan zijn de polarisaties van de "nullen" en "enen" aan de uitgang van de hoge orde retarder gelijk gebleven en staan zij nog steeds evenwijdig aan de hoofdas. Doordat echter de polarisatie van het uitgangssignaal van de lokale oscillator een hoek van 45° maakt met de hoofdas van de hoge orde retarder, zal de coherente ontvanger toch alle "nullen" en "enen" ontvangen, zij het met het halve vermogen. Qua gevoeligheid komt dit overeen met het verliezen van alle "nullen" en het volledig ontvangen van alle "enen", zodat de gevoeligheid hierbij gelijk is aan het geval dat de hoge orde retarder bij de zender wordt geplaatst en de methode van "data-induced polarization switching" wordt toegepast.

Op overeenkomstige wijze zal bij polarisaties aan de ingang van de hoge orde retarder, die tussen de hierboven genoemde extremen liggen, te weten 45° ten opzichte van of evenwijdig aan de hoofdas, het signaal nooit wegvallen.

Kort samengevat is het principe van "data-induced polarization switching" aan de ontvangzijde mogelijk, mits de polarisatie van de lokale oscillator onder 45° staat ten opzichte van de hoofdas van de hoge orde retarder.

Ten behoeve van de duidelijkheid van de toelichting is hierboven gesteld dat de polarisatie van de lokale oscillator respectievelijk van de zender onder een hoek van 45° ten opzichte van de hoofdas van de hoge orde retarder staat. Het is duidelijk dat de uitvinding veel algemener kan worden beschreven door gebruik te maken van de beschrijving van Poincaré of de bol van Poincaré. Volgens genoemde beschrijving moet de polarisatie van het signaal uit de lokale oscillator niet samenvallen met de hoofdas van de hoge orde retarder, terwijl het de voorkeur heeft dat de hoofdas van deze retarder een hoek van 90° maakt met de polarisatie van het uitgangssignaal van de lokale oscillator volgens de beschrijving van Poincaré. Een bijzonder geval hiervan is een lokale oscillator met een lineair gepolariseerd uitgangssignaal dat onder 45° staat met de hoofdas van de hoge orde retarder.

Voorts is steeds gesproken over de hoofdas van een hoge orde retarder. In feite heeft een hoge orde retarder echter twee hoofdassen, namelijk de snelle en de langzame hoofdas die loodrecht op elkaar staan. Het verdient dus de voorkeur te spreken van één van de hoofdassen.

Volgens de uitvinding wordt de polarisatieschakelmethode toegepast op een twee-richtingstransmissiesysteem. Het is reeds sedert vele jaren gebruikelijk om het transmissietraject direct op de twee-richtingspoort van een vorkschakeling aan te sluiten, terwijl alle onderdelen van de zender en ontvanger steeds aan de een-richtingspoorten van de vorkschakeling zijn aangebracht. Uitgaande van dit jarenlange gebruik zou dan ook voor de polarisa-tie-ongevoelige overdracht van signalen de hoge orde retarder aan de twee-richtingspoort van de vorkschakeling worden aangebracht. Aanvraagster heeft met dit gebruik gebroken door de hoge orde retarder HR tussen de vorkschakeling H en het transmissietraject ST aan te sluiten, zoals in figuur 2 is weergegeven. Hierbij wordt het voordeel bereikt, dat slechts één hoge orde retarder per twee-richtingsweg nodig is. Aan de een-richtingszijde van elke vorkschakeling H is op de ene één-richtingspoort de zender T aangesloten, terwijl op de andere één-richtingspoort de ontvanger R is aangesloten, waarin een detector aanwezig is. Het lokale oscillatiesignaal uit de lokale oscillator van de ontvanger R wordt ingekoppeld in de verbinding tussen de één-richtingspoort van de vorkschakeling en de detector.

In de uitvoeringsvormen die in de figuren 3. 5 en 6 zijn getoond, wordt de vorkschakeling van figuur 2 gevormd door een koppelinrichting KI, waarbij het signaal uit de lokale oscillator op diverse wijzen wordt ingekoppeld.

Voor de koppelinrichting kan een 3 dB koppelinrichting worden gekozen voor het combineren en splitsen van het heengaande en teruggaande verkeer. Zowel voor de combinatie als de splitsing geldt telkens een verlies van 3 dB. Voorts is het bekend dat bij de polarisatieschakelmethode er een gevoeligheidsverlies van 3 dB optreedt. Het gevolg is dat in de heengaande en teruggaande richting er in totaal een verlies van 9 dB optreedt.

Voor de combinatie en de splitsing van het heengaande en teruggaande verkeer kan als vorkschakeling een polarisatie-splitsen-de koppelinrichting in plaats van de 3 dB koppelinrichting worden genomen. Het voordeel van deze keuze is dat er naast het gevoelig-heidsverlies van 3 dB bij de polarisatieschakelmethode geen extra verlies optreedt. Ten opzichte van de 3 dB koppelinrichting wordt dus een winst van 6 dB verkregen.

In de figuren 3» 5 en 6 zijn slechts de componenten aan een zijde van het signaaltraject getekend, aangezien de componenten aan de andere zijde van het signaaltraject in spiegelbeeld ten opzichte van de ene zijde zijn aangesloten, waarbij van de hoge orde retarder aan de andere zijde van het signaaltraject kan worden afgezien. Met andere woorden is een koppelinrichting die overeenkomst met de koppelinrichting KI rechtstreeks op het signaaltraject aangesloten. Elke andere schakeling voor het splitsen en combineren van signalen kan aan de andere zijde van het transmissietraject worden toegepast.

Bij de uitvoeringsvorm volgens figuur 3 is de zender T aangesloten op een eerste poort van de koppelinrichting KI, terwijl met de tweede poort daarvan de detector D van de ontvanger via een tweede koppelinrichting K2 is verbonden. De lokale oscillator is op de tweede koppelinrichting K2 aangesloten. Op de derde poort van de koppelinrichting KI is de hoge orde retarder aangesloten die aan de andere zijde met het signaaltraject ST is verbonden.

Wanneer als koppelinrichting KI een 3 dB koppelinrichting wordt gekozen, moet de hoek tussen een van de hoofdassen van de hoge orde retarder en de polarisatierichting van het uit de zender T afkomstige signaal tussen 0° en 180° volgens de beschrijving van Poincaré bedragen. Bij voorkeur is deze hoek gelijk aan 90° volgens de beschrijving van Poincaré.

De tweede poort van de 3 dB koppelinrichting KI is via een tweede 3 dB koppelinrichting of een polarisatie-splitsende koppelinrichting K2 met de detector verbonden. Op de overblijvende poort van de tweede 3 dB koppelinrichting of polarisatie-splitsende koppelinrichting K2 is de lokale oscillator L0 aangesloten. Doordat de hoek tussen de polarisatierichting van het oscillatorsignaal en één van de hoofdassen van de hoge orde retarder ligt tussen 0° en 180® volgens de beschrijving van Poincaré, wordt bereikt dat nooit zowel de nullen als enen van het ontvangen signaal wegvallen. Bij voorkeur bedraagt deze hoek 90° volgens de beschrijving van Poincaré.

Wanneer bij voorkeur voor de koppelinrichting KI een eerste polarisatie-splitsende koppelinrichting wordt toegepast, moet de hoek tussen de hoofdas van de met de hoge orde retarder verbonden poort 3 van deze eerste polarisatie-splitsende koppelinrichting KI en die van de retarder tussen 0° en l80° volgens de beschrijving van Poincaré liggen. Voorts moet het door de zender T afgegeven signaal met een polarisatie van 0° of l80° volgens de beschrijving van Poincaré ten opzichte van de hoofdas van de polarisatie-splitsende koppelinrichting KI worden ingekoppeld om te bereiken dat het zendsignaal aan de poort van de polarisatie-splitsende koppelinrichting KI kan worden afgenomen, waarop de hoge orde retarder is aangesloten. In dit geval de poort 3· Deze keuze van de polarisatie-richting hangt dus af van op welke van de poorten de retarder en de zender zijn aangesloten.

Bij voorkeur is de hoek tussen de hoofdas van de met de hoge orde retarder verbonden poort 3 van de eerste polarisatie-splitsende koppelinrichting KI en die van de retarder gelijk aan 90° volgens de beschrijving van Poincaré.

De tweede poort 2 van de polarisatie-splitsende koppelinrichting KI is via een 3 dB koppelinrichting K2 met de detector D verbonden, waarbij op de overblijvende poort van de 3 dB koppelinrichting K2 de lokale oscillator L0 aangesloten. De polarisa-tierichting van het uit de lokale oscillator L0 afkomstige signaal moet gelijk zijn aan die van het uit de polarisatie-splitsende koppelinrichting KI afkomstige ontvangen signaal op de poort 2 daarvan. De polarisatie van het ontvangen signaal wordt bepaald door de polarisatie-splitsende koppelinrichting KI. Het hangt er namelijk vanaf of het ontvangen signaal in de polarisatie-splitsende koppelinrichting KI een doorgaand of overstekend signaal is.

Bij het transmissiesysteem volgens figuur 4 is de zender T aangesloten op een eerste poort 1 van de koppelinrichting KI. Het op de poort 3 van de koppelinrichting KI verschijnende zendsignaal wordt via de hoge orde retarder HR toegevoerd aan het transmissie-traject ST. Het uit het transmissietraject ST afkomstige ontvangen signaal wordt via de hoge orde retarder ook aan de poort 3 van de koppelinrichting KI toegevoerd, welk signaal afhankelijk van de uitvoering van de koppelinrichting KI geheel of gedeeltelijk op de poort 2 verschijnt. Dit ontvangen signaal wordt daarna via de koppelinrichting K2 aan de detector D van de ontvanger toegevoerd. Het lokale oscillatorsignaal uit de lokale oscillator L0 wordt aan de poort 4 van de koppelinrichting KI toegevoerd.

Ook bij deze uitvoeringsvorm kan als koppelinrichting KI een 3 dB koppelinrichting of een polarisatie-splitsende koppelinrichting worden toegepast, waarvan de laatstgenoemde de voorkeur verdient in verband met minder verliezen.

Wanneer een 3 dB koppelinrichting KI wordt gebruikt, moet de hoek tussen een van de hoofdassen van de hoge orde retarder HR en de polarisatierichting van het uit de zender T afkomstige signaal liggen tussen 0° en l80° volgens de beschrijving van Poincaré. Bij voorkeur bedraagt deze hoek 90° volgens de beschrijving van Poincaré. Bij deze uitvoering wordt de koppelinrichting K2 vervangen door een direkte doorverbinding.

De tweede poort van de 3 dB koppelinrichting KI wordt rechtstreeks via de gestippeld getekende doorverbinding met de eveneens gestippeld getekende detector D verbonden. Hierbij moet de hoek tussen de polarisatierichting van het oscillatorsignaal en een van de hoofdassen van de hoge orde retarder liggen tussen 0® en 180° volgens de beschrijving van Poincaré. Bij voorkeur bedraagt deze hoek 90° volgens de beschrijving van Poincaré.

Wanneer als eerste koppelinrichting KI een polarisatie-splitsende koppelinrichting KI wordt gekozen, moet de hoek tussen de hoofdas van de met de hoge orde retarder verbonden poort van deze polarisatie-splitsende koppelinrichting KI en die van de retarder een waarde hebben tussen 0® en l80e, bij voorkeur van 90® volgens de beschrijving van Poincaré. Voorts moet het door de zender afgegeven signaal met een polarisatie van 0° of 180° volgens de beschrijving van Poincaré worden ingekoppeld om dezelfde reden als bij toepassing van een polarisatie-splitsende koppelinrichting voor de koppelinrichting KI in figuur 3· De hoek is dus afhankelijk van op welke van de poorten de zender T en de hoge orde retarder HR zijn aangesloten (doorgaand of overstekend signaal in de polarisatie-splitsende koppelinrichting KI).

Voor de koppelinrichting K2 kan een direkte doorverbinding of een polarisatie-splitsende koppelinrichting KI worden toegepast, waarbij in het laatste geval de hoek tussen de hoofdassen van de eerste en tweede polarisatie-splitsende koppelinrichtingen KI respectievelijk K2 ligt tussen 0° en 180° volgens de beschrijving van Poincaré. Bij voorkeur bedraagt deze hoek 90° volgens de beschrijving van Poincaré. Het signaal uit de lokale oscillator L0 die op de vierde poort van de eerste polarisatie-splitsende koppelinrichting KI is aangesloten, moet met een polarisatie van 0° of l80° volgens de beschrijving van Poincaré worden ingekoppeld. Dit hangt af van op welke van de poorten aan de andere zijde van de polarisatie-splitsende koppelinrichting KI de lokale oscillator L0 is aangesloten. Het gaat hierbij weer om het doorgaande of overstekende signaal.

In figuur 5 is een uitvoeringsvorm getoond, waarbij een gedeelte van het zendsignaal wordt gebruikt als lokaal oscillator-signaal.

De zender T is aangesloten op de poort 1 van de koppelinrichting KI. Het op de poort 3 van de koppelinrichting verschijnende zendsignaal wordt via de hoge orde retarder HR aan het transmissie-trajekt ST toegevoerd. Een gedeelte van het zendsignaal verschijnt ook op de poort 4 van de koppelinrichting KI en wordt als lokaal oscillatiesignaal door middel van de koppelinrichting K2 ingekoppeld voor de coherente detector D van de ontvanger. Het ontvangen signaal doorloopt eveneens de hoge orde retarder HR en wordt op de poort 2 van de koppelinrichting KI afgenomen en via de koppelinrichting K2 toegevoerd aan de detector D.

Ook bij de in figuur 5 getoonde uitvoeringsvorm kan voor de koppelinrichting KI een 3 dB koppelinrichting of een polarisatie-splitsende koppelinrichting worden gekozen, waarbij de laatstgenoemde weer de voorkeur verdient.

Wanneer een 3 dB koppelinrichting KI wordt toegepast moet de hoek tussen een van de hoofdassen van de hoge orde retarder HR en de polarisatierichting van het uit de zender T afkomstige signaal liggen tussen 0° en 180° volgens de beschrijving van Poincaré, bij voorkeur 90°.

Als koppelinrichting K2 wordt een 3 dB koppelinrichting toegepast. Hierbij is de hoek tussen het als lokaal oscillatorsig-naal gebruikte zendsignaal en het ontvangen signaal automatisch korrekt.

Wanneer als koppelinrichting een polarisatie-splitsende koppelinrichting KI wordt toegepast, moet de hoek tussen de hoofdas van de met de hoge orde retarder HR verbonden poort van de eerste polarisatie-splitsende koppelinrichting KI en die van de retarder HR liggen tussen 0° en 180® volgens de beschrijving van Poincaré, bij voorkeur 90°. Voorts moet het door de zender T afgegeven signaal met een polarisatie die afwijkt van 0° of 180° volgens de beschrijving van Poincaré worden ingekoppeld, opdat een deel van het signaal van de zender T als lokaal oscillatorsignaal aan de poort 4 van de koppelinrichting KI zal verschijnen. Dit is weer afhankelijk van op welke van de poorten de zender T en de hoge orde retarder HR zijn aangesloten.

Als tweede koppelinrichting K2 wordt een 3 dB koppelinrichting toegepast.

In figuur 6 is een tweede uitvoeringsvorm getoond, waarbij een gedeelte van het zendsignaal wordt gebruikt als lokaal oscillatorsignaal.

De zender T is aangesloten op de poort 1 van de 3 dB koppelinrichting KI. Het op de poort 3 van de koppelinrichting KI verschijnende zendsignaal wordt via de hoge orde retarder HR aan het transmissietraject ST toegevoerd. Een deel van het zendsignaal reflecteert tegen een op de poort 4 van de koppelinrichting KI aangesloten en schematisch getekende reflector RF. Het gereflecteerde signaal en het van het transmissietraject ST afkomstige signaal wordt deels via de poort 2 van de koppelinrichting KI toegevoerd aan de detector D.

De hoek tussen een van de hoofdassen van de hoge orde retarder HR en de polarisatierichting van het uit de zender T afkomstige signaal moet liggen tussen 0“ en l80° volgens de beschrijving van Poincaré, bijvoorkeur 90° volgens deze beschrijving.

Geïntegreerde optische- en opto-electronische schakelingen zijn op zichzelf bekend, waarin de functies van de zender en/of lokale oscillator en/of detector en/of 3 dB koppelinrichting voor het mengen van signalen en/of de polarisatie-splitsende koppelinrichting zijn gecombineerd in een of meerdere componenten, waarbij de verschillende functies fysisch niet of nauwelijks kunnen worden onderscheiden en niet apart zijn aan te wijzen. In dit verband wordt verwezen naar: 1) het artikel "Self-oscillating optical mixer receiver", verschenen in "Optical Fibre Communication Conference, 1989. Technical Digest Series, vol. 5. Paper WN4," pagina 96 van 6-9 februari 1989. Houston, Texas; 2) het artikel "Simple in-line be-directional 1.5 pm/1.3 pm transceivers" verschenen in "IEEE International Semiconductor Laser Conference," van 9-l4 september 1990, blz. 166 en 167; 3) het artikel "Tunable Multiple-Quamtum-Well Distributed-Bragg-Reflector Lasers as Tunable Narrow-Band Receivers", verschenen in "Conference on Integrated and Guided Wave Opties Post-deadline Paper PD1, Houston, Texas" van 6-8 februari 1989» paginas PD1-1 t/m PD1-4; 4) het artikel 1.5 pm Compressive-Strained Multiquantum-well Waveguide Detectors for Coherent Polarisation-Diversified Receivers", verschenen in "Electronics Letters" van 9 mei 1991. vol. 27, no. 10, paginas 838 en 839·

Ook bij dergelijke schakelingen is de polarisatie-gevoelig-heid van coherente detectie een probleem. De polarisatie-gevoelig-heid kan bij genoemde schakelingen worden verminderd door volgens de uitvinding aan een zijde de hoge orde retarder tussen te voegen onder de juist hoek.

Als zeer eenvoudige uitvoeringsvorm kan als ontvanger een zelf-oscillerende mengontvanger worden toegepast die aan de ene tweedraadszijde van de vorkschakeling is aangesloten of op een van de poorten van een 3 dB-koppelinrichting of polarisatie-splitsende koppelinrichting die op hun beurt via een hoge orde retarder HR met het signaaltrajekt ST is verbonden. De zender T kan weer op de in de figuren 2, 3. 4, 5 en 6 getoonde wijze worden aangesloten.

Claims (17)

1. Transmissiesysteem voor de polarisatie-ongevoelige overdracht van signalen over een signaaltraject tussen een eerste en een tweede zendontvanger die elk een zender (T) en een ontvanger (R)omvatten, waarbij de ontvanger een detector (D), een lokale oscillator (LO) en een inrichting voor het koppelen van het uitgangssignaal van de oscillator naar de detector omvat, met het kenmerk, dat een hoge orde retarder (HR) aan een zijde op het signaaltraject (ST) en aan de andere zijde op een poort van een vorkschakeling (H) is aangesloten en dat op de andere poorten van de vorkschakeling (H) een zender (T) respectievelijk een ontvanger (R) zijn aangesloten.

2. Transmissiesysteem volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de vorkschakeling (H) wordt gevormd door een eerste polarisatie-splitsende koppelinrichting (KI), waarvan een eerste poort (1) aan de ene zijde met de zender (T) en een tweede poort (2) aan deze zijde met de detector (D) zijn verbonden en waarvan een derde poort (3) aan de andere zijde op de hoge orde retarder (HR) is aangesloten, waarbij de hoek tussen de hoofdas van de met de hoge orde retarder (HR) verbonden poort (3) van de eerste polarisatie- splitsende koppelinrichting (KI) en die van de retarder ligt tussen 0° en 180° volgens de beschrijving van Poincaré en het door de zender (T) afgegeven signaal met een polarisatie van 0° of l80° volgens de beschrijving van Poincaré ten opzichte van de hoofdas van de polarisatie-splitsende koppelinrichting (KI) wordt ingekoppeld, afhankelijk van op welke van de poorten (1 en 2) aan de ene zijde de zender (T) is aangesloten.

3. Transmissiesysteem volgens conclusie 2, met het kenmerk, dat de tweede poort (2) van de eerste polarisatie-splitsende koppelinrichting (KI) met de detector is verbonden via een 3dB koppelinrichting (K2), waarop de lokale oscillator (LO) is aangesloten met een polarisatierichting die overeenkomt met die van het uit de eerste polarisatie-splitsende koppelinrichting afkomstige ontvangsignaal.

4. Transmissiesysteem volgens conclusie 2, met het kenmerk, dat de tweede poort (2) aan de ene zijde van de eerste polarisatie-splitsende koppelinrichting (KI) hetzij recht streeks of via een tweede polarisatie-splitsende koppelinrichting (K2) met de detector (D) is verbonden, waarbij de hoek tussen de hoofdassen van de eerste en tweede polarisatie-splitsende koppelin-richtingen (KI, K2) ligt tussen 0° en l80° volgens de beschrijving van Poincaré en dat op de vierde poort (4) aan de andere zijde van de eerste polarisatie-splitsende koppelinrichting (KI) de lokale oscillator (L0) is aangesloten, waarvan het signaal met een polarisatie van 0° of l80° volgens de beschrijving van Poincaré wordt ingekoppeld, afhankelijk van op welke van de poorten (3. 4) aan de andere zijde van de eerste polarisatie-splitsende koppelinrichting (KI) de oscillator (L0) is aangesloten.

5. Transmissiesysteem volgens conclusie 4, met het kenmerk, dat de hoek tussen de hoofdassen van de eerste en tweede polarisatie-splitsende koppelinrichtingen (KI, K2) 90° volgens de beschrijving van Poincaré bedraagt.

6. Transmissiesysteem volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de vorkschakeling (H) wordt gevormd door een eerste polarisatie-splitsende koppelinrichting (KI), waarvan een eerste poort (1) aan de ene zijde met de zender (T) is verbonden en waarvan een derde poort (3) aan de andere zijde op de hoge orde retarder (HR) is aangesloten, waarbij de hoek tussen de hoofdas van de met de hoge orde retarder (HR) verbonden poort (3) van de eerste polarisatie- splitsende koppelinrichting (KI) en die van de retarder ligt tussen 0" en 1δ0β volgens de beschrijving van Poincaré en het door de zender af gegeven signaal met een polarisatie die afwijkt van 0° of l80° volgens de beschrijving van Poincaré wordt ingekoppeld, afhankelijk van op welke van de poorten (1, 2) aan de ene zijde de zender (T) is aangesloten en dat de tweede poort (2) aan de ene zijde en de vierde poort (4) aan de andere zijde van de eerste polarisatie-splitsende koppelinrichting (KI) via een 3dB koppelinrichting (KI) met de detector zijn verbonden.

7. Transmissiesysteem volgens een van de conclusies 2-6, met het kenmerk, dat de hoek tussen de hoofdas van de met de hoge orde retarder verbonden poort van de eerste polarisatie-splitsende koppelinrichting en die van de retarder 90° volgens de beschrijving van Poincaré bedraagt.

8. Transmissiesysteem volgens conclusie 1, m e t het k e n m e r k,dat de vorkschakeling (H) wordt gevormd door een eerste 3 dB koppelinrichting (KI), waarvan een eerste poort (1) aan de ene zijde met de zender (T) en een tweede poort (2) aan deze zijde met de detector (D) zijn verbonden en waarvan een derde poort (3) aan de andere zijde op de hoge orde retarder (HR) is aangesloten, waarbij de hoek tussen een van de hoofdassen van de hoge orde retarder en de polarisatierichting van het uit de zender afkomstige signaal ligt tussen 0° en 180° volgens de beschrijving van Poincaré.

9. Transmissiesysteem volgens conclusie 8, m e t het kenmerk, dat de hoek tussen een van de hoofdassen van de hoge orde retarder en de polarisatierichting van het uit de zender afkomstige signaal 90° volgens de beschrijving van Poincaré bedraagt.

10. Transmissiesysteem volgens conclusie 8 of 9, met het kenmerk, dat de tweede poort (2) van de eerste 3 dB koppelinrichting met de detector (D) is verbonden via een tweede 3 dB koppelinrichting (KI), waarop de lokale oscillator (L0) is aangesloten, waarbij de hoek tussen de polarisatierichting van het oscillatorsignaal en een van de hoofdassen van de hoge orde retarder ligt tussen 0° en 180° volgens de beschrijving van Poincaré.

11. Transmissiesysteem volgens conclusie 8 of 9. met het kenmerk, dat de tweede poort (2) aan de ene zijde van de eerste 3 dB koppelinrichting (KI) hetzij rechtstreeks of via een polarisatie-splitsende koppelinrichting (K2) met de detector (D) is verbonden, waarbij de hoek tussen de hoofdassen van de pollarisatie-splitsende koppelinrichting (K2) en de hoge orde retarder (HR) ligt tussen 0° en 180° volgens de beschrijving van Poincaré en dat op de vierde poort (4) aan de andere zijde van de eerste 3 dB koppelinrichting (KI) de lokale oscillator (L0) is aangesloten, waarbij de hoek tussen de polarisatierichting van het oscillatorsignaal en een van de hoofdassen van de hoge orde retarder ligt tussen 0° en 180® volgens de beschrijving van Poincaré.

12. Transmissiesysteem volgens conclusie 10 of 11, met het kenmerk, dat de hoek tussen de polarisatierichting van het oscillatorsignaal en een van de hoofdassen van de hoge orde retarder (HR) 90” volgens de beschrijving van Poincaré bedraagt.

13. Transmissiesysteem volgens conclusie 11 of 12, met het kenmerk, dat de hoek tussen de hoofdassen van de polarisatie-splitsende koppelinrichting (K2) en de hoge orde retarder (HR) 90° volgens de beschrijving van Poincaré bedraagt.

14. Transmissiesysteem volgens conclusie 8 of 9. met het kenmerk, dat de tweede poort (2) aan de ene zijde en de vierde poort (4) aan de andere zijde van de eerste 3 dB koppelin-richting (KI) via een tweede 3 dB koppelinrichting (K2) met de detector zijn’verbonden.

15. Transmissiesysteem volgens conclusie 8 of 9. met het kenmerk, dat de tweede poort (2) van de 3 dB koppelinrichting (KI) rechtstreeks met de detector (D) is verbonden en op de vierde poort (4) daarvan een reflector (RF) is aangesloten.

16. Transmissiesysteem volgens een van de voorafgaande conclusies, met het kenmerk, dat twee of meer van de optische- en/of opto-electromische functies gecombineerd worden in een of meer geïntegreerde optische- en/of opto-electronische schakelingen.

17. Transmissiesysteem volgens conclusie 1, 3. 8 of 9. me t het kenmerk, dat de detector een zelf-oscillerende optische mengontvanger is.