WO2014034165A1 - マルチコアファイバを含む空間分割多重装置及び自己ホモダイン検波方法 - Google Patents

マルチコアファイバを含む空間分割多重装置及び自己ホモダイン検波方法 Download PDF

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WO2014034165A1
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cores
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川西　哲也
淡路　祥成
ベン パットナム
敦史 菅野
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    • G02B6/02042—Multicore optical fibres

Definitions

  • the present invention relates to a self-homodyne coherent detection space division multiplexing (SDM) apparatus and method using a multi-core fiber.
  • SDM space division multiplexing
  • one core of a multi-core fiber is used for optical signal transmission for homodyne detection.
  • Japanese Unexamined Patent Application Publication No. 2007-74273 discloses a coherent optical transmission method capable of transmitting a multilevel signal.
  • two correlated signals are transmitted simultaneously on independent channels, and the phase fluctuations of the light source are canceled.
  • a reference code is transmitted on one side of the optical carrier, and a multilevel signal on which a data signal transmitted on the reference code is superimposed is transmitted on the other side of the optical carrier.
  • coherent optical transmission is performed by performing optical heterodyne detection or optical self-homodyne detection using two optical carriers included in the received optical signal.
  • Japanese Patent Laid-Open No. 2005-6017 discloses an optical wireless communication system that transmits an optical signal by performing space division multiplexing between a transmission device and a reception device.
  • JP 2007-74273 A Japanese Patent Laid-Open No. 2005-6017
  • An object of the present invention is to provide a self-homodyne detection communication system that can use a space division multiplexed signal as a communication signal.
  • the object of the present invention is to provide an efficient self-homodyne detection technique using an inexpensive light source, to reduce transmission capacity lost in local transmission, and to improve reception characteristics.
  • the present invention is basically based on the knowledge that a self-homodyne detection technique suitable for a space division multiplexing (SDM) apparatus can be provided by using any core of a multi-core fiber for pilot tone transmission. .
  • SDM space division multiplexing
  • the first aspect of the present invention relates to a space division multiplexing apparatus 12 including a multicore fiber 11 having a plurality of cores.
  • the space division multiplexing apparatus 12 uses a core other than the self-homodyne detection core 13 among the plurality of cores included in the multi-core fiber 11 as the communication core 16.
  • This space division multiplexing apparatus has a pilot signal guiding unit 14 and a self-homodyne detection unit 15.
  • the example of the multi-core fiber 11 has a central core and a plurality of cores existing around the central core.
  • the central core may be used as the core 13 for self-homodyne detection.
  • the diameter phi S of the core 13 for self-homodyne detection, the diameter phi C of the core 16 for communication include those having a relationship of 0.5 ⁇ ⁇ S / ⁇ C ⁇ 3.
  • the pilot signal induction unit 14 is an element for guiding a pilot signal for self-homodyne detection to a core 13 for self-homodyne detection which is one of a plurality of cores.
  • the self-homodyne detection unit 15 is an element for detecting the pilot signal output from the core 13 for self-homodyne detection and performing self-homodyne detection.
  • a preferred aspect of the space division multiplexing apparatus described above further includes a multiplexing unit 21 and a signal guiding unit 17.
  • the multiplexing unit 21 is an element for multiplexing the communication signal and the pilot signal.
  • the signal guiding unit 17 is an element for guiding a communication signal among the signals multiplexed by the multiplexing unit 21 to the communication core 16.
  • a preferable aspect of the space division multiplexing apparatus described above further includes an optical comb generator for generating either or both of a pilot signal and a communication signal propagating through the communication core 16.
  • the light generating generator may generate a plurality of pilot signals. Further, both a pilot signal and a communication signal may be generated. Furthermore, a plurality of communication signals may be generated.
  • the preferable aspect of the space division multiplexing apparatus described above further includes an optical path length adjustment unit for adjusting the optical path length difference of each core in the multi-core fiber 11 having a plurality of cores.
  • the second aspect of the present invention relates to a self-homodyne detection method using a space division multiplexing apparatus 12 including a multicore fiber 11 having a plurality of cores.
  • a space division multiplexing apparatus 12 including a multicore fiber 11 having a plurality of cores.
  • An example of the space division multiplexing apparatus 12 is any one of the space division multiplexing apparatuses 12 described above.
  • This method first guides a pilot signal for self-homodyne detection to a core 13 for self-homodyne detection, which is one of a plurality of cores.
  • the pilot signal output from the self-homodyne detection core 13 is then detected, and self-homodyne detection is performed.
  • the present invention can be used for space division multiplex communication by performing homodyne reception using a pilot signal transmitted from a transmitter together with signal light, and a receiving optical system can be realized with a simple configuration. Further, according to the present invention, coherent transmission using an inexpensive light source is possible. If the number of cores is large, the proportion of transmission capacity lost in local transmission can be reduced. By sending local light through the same fiber, the received light is almost equal to the signal light, so the reception characteristics can be improved.
  • FIG. 1 is a block diagram of the space division multiplexing apparatus of the present invention.
  • FIG. 2 is a conceptual diagram of a multi-core fiber.
  • FIG. 3 is a photograph replacing a drawing showing an example of a cross-sectional view of a multi-core fiber.
  • FIG. 4 is a conceptual diagram showing an experimental system of Example 1.
  • FIG. 5 is a graph instead of a drawing showing the relationship between the BER (bit error rate) of the measurement signal in WDM and the OSNR.
  • FIG. 6 is a graph instead of a drawing showing measured values of SDM penalties when pilot signals are propagated in various cores.
  • the first aspect of the present invention relates to a space division multiplexing apparatus 12 including a multicore fiber 11 having a plurality of cores.
  • the space division multiplexing apparatus 12 uses a core other than the self-homodyne detection core 13 among the plurality of cores included in the multi-core fiber 11 as the communication core 16.
  • FIG. 2 is a conceptual diagram of a multi-core fiber.
  • FIG. 3 is a photograph replacing a drawing showing an example of a cross-sectional view of a multi-core fiber.
  • the multi-core fiber 11 is an optical fiber having two or more cores. Examples of multi-core fibers are a multi-core fiber having a central core and one or more cores existing around the central core, or a rectangular core fiber having two or more rectangular cores.
  • the multi-core fiber 15 does not necessarily have a core at the center. For example, it may be a multi-core fiber having a core in which 2 to 4 (or more) cores are symmetrically arranged. Each core functions as a waveguide in the multicore fiber.
  • the adjacent waveguide exists at a distance of 1 micrometer or more and 100 micrometers or less, for example.
  • the distance between the waveguides may be 3 micrometers or more and 70 micrometers or less, 5 micrometers or more and 70 micrometers or less, 10 micrometers or more and 60 micrometers, or 20 micrometers or more and 50 micrometers, It may be 30 ⁇ m or more and 40 ⁇ m or less.
  • the distance between adjacent waveguides means the distance between portions other than the core (for example, the clad portion) existing between the cores.
  • the example of the multi-core fiber 11 has a central core and a plurality of cores existing around the central core.
  • the central core may be used as the core 13 for self-homodyne detection.
  • the self-homodyne detection core 13 may not be the central core of the multi-core fiber 11.
  • the diameter phi S of the core 13 for self-homodyne detection, the diameter phi C of the core 16 for communication include those having a relationship of 0.5 ⁇ ⁇ S / ⁇ C ⁇ 3.
  • the diameter phi S of the core 13 for self-homodyne detection, preferred examples of the relationship between the diameter phi C of the core 16 for communication are 1.01 ⁇ ⁇ S / ⁇ C ⁇ 1.15, 1.1 ⁇ It may even ⁇ S / ⁇ C ⁇ 1.3, often even 1.2 ⁇ ⁇ S / ⁇ C ⁇ 3, may be 2 ⁇ ⁇ S / ⁇ C ⁇ 3.
  • One or more (for example, 2 or more, 10 or less, 2 or more, 6 or less, 3 or more, 6 or less, or 3 or more, 5 or less) optical spectrum (using reference light including frequency components)
  • comb light including a large number of optical spectra can be generated and used as reference light for demodulating each WDM channel on the receiver side.
  • the core 13 for self-homodyne detection is smaller than the core 16 of the communication is preferred.
  • the diameter phi S of the core 13 for self-homodyne detection, core for communication A preferable example of the relationship with the diameter ⁇ C of 16 may be 0.7 ⁇ ⁇ S / ⁇ C ⁇ 0.99, 0.7 ⁇ ⁇ S / ⁇ C ⁇ 0.95, or 0.95 ⁇ ⁇ may be S / ⁇ C ⁇ 0.99.
  • optimum core diameter, ON Light, the length of the fiber, the dispersion characteristics of the fiber may be designed in consideration of various conditions such as the number of spectra required.
  • the light output from the light source 22 is appropriately demultiplexed. At least one of the demultiplexed light is used for self-homodyne detection as a pilot tone (pilot signal), for example.
  • the pilot tone or pilot signal is a signal that serves as a phase reference in homodyne detection.
  • a known light source can be appropriately used as the light source 22.
  • An example of the light source 22 is a light source including an optical comb generator. By using an optical comb generator, a multi-wavelength signal can be easily generated.
  • the pilot signal may be appropriately delayed by delay means (for example, a delay circuit).
  • the communication signal may be appropriately modulated by the modulator 23.
  • An example of the modulator 23 is a phase modulator.
  • a plurality of communication signals may be guided to the corresponding cores by the signal guiding unit 17.
  • Each light generated from the light source 22 may be appropriately modulated.
  • the multiplexing unit 21 is a space division multiplexing unit (SDM MUX).
  • the spatially multiplexed optical signal 11 means an optical signal having a plurality of paths or a plurality of types of optical signals in a space serving as a transmission path. Examples of spatial multiplexing optical communication are disclosed in JP-A-10-336152 and JP-A-2009-284385.
  • An example of the spatially multiplexed optical signal 11 is any one of a Gaussian mode optical signal, a Laguerre Gaussian mode optical signal, a Bessel beam optical signal, a Hermitian Gaussian mode optical signal, or an Airy mode optical signal. Elements such as an optical element constituting the switching device can be appropriately adjusted. For example, when a Gaussian mode optical signal is output from the mode converter 13, the optical signal is applied to the first waveguide 17. Then, for example, when a Laguerre Gaussian mode optical signal (which may be a Bessel beam optical signal, a Hermitian Gaussian mode optical signal, or an Airy mode optical signal) is output from the mode converter 13, the optical signal is transmitted to the second guide.
  • a Gaussian mode optical signal which may be a Bessel beam optical signal, a Hermitian Gaussian mode optical signal, or an Airy mode optical signal
  • the Laguerre Gaussian mode optical signal is a mode light having an intensity distribution that is concentrically ring-shaped from the central axis of beam propagation.
  • the Gaussian mode is a mode having the maximum intensity on the central axis of beam propagation.
  • the optical signal in the Laguerre Gaussian mode is not only a theoretical optical signal having a completely ring-shaped intensity distribution, but also has a ring-shaped intensity distribution that can be distinguished from an optical signal in the Laguerre Gaussian mode. Those that can be determined are also included in the Laguerre Gaussian mode optical signal. This interpretation is the same for other modes.
  • the present invention may have a spatially multiplexed optical signal generator for generating a spatially multiplexed optical signal, or may utilize a spatially multiplexed optical signal generated from the spatially multiplexed optical signal generator.
  • spatially multiplexed optical signal devices include those having a Laguerre Gaussian mode optical signal generator for generating Laguerre Gaussian mode optical signals, and Hermitian Gaussian mode optical signals for generating Hermitian Gaussian mode optical signals. It may have an optical signal generator.
  • the Bessel beam light signal means a light beam having a Bessel function type electric field distribution in the radial direction.
  • the Bessel beam optical signal propagates with a substantially constant beam diameter without causing diffraction.
  • An example of a spatially multiplexed optical signal device has a Bessel beam optical signal generator for generating a Bessel beam optical signal.
  • the optical signal in the Airy mode is an optical signal whose intensity distribution follows the Airy distribution. Devices for outputting the optical signal of the Airy ring are known.
  • the pilot signal for self-homodyne detection is guided to the core 13 for self-homodyne detection which is one of a plurality of cores.
  • the optical system of the multiplexing unit 21 functions as, for example, the pilot signal guiding unit 14.
  • a preferred aspect of the space division multiplexing apparatus described above further includes a multiplexing unit 21 and a signal guiding unit 17.
  • the multiplexing unit 21 is an element for multiplexing the communication signal and the pilot signal.
  • the signal guiding unit 17 is an element for guiding a communication signal among the signals multiplexed by the multiplexing unit 21 to the communication core 16.
  • the optical system of the multiplexing unit 21 functions as, for example, the signal guiding unit 17.
  • the signal propagated through the multi-core fiber 11 is separated by, for example, the separation unit 31.
  • An example of the separation unit 31 is a spatial demultiplexing unit (SDM DE-MUX).
  • SDM DE-MUX spatial demultiplexing unit
  • the pilot signal is guided to the optical path for the pilot signal. Then, the pilot signal reaches the self-homodyne detection unit 15.
  • the communication signal is also separated by the separation unit 31. The communication signal is guided to the communication optical path by the separation unit 31. Then, the communication signal reaches the self-homodyne detector 15.
  • the self-homodyne detection unit 15 is an element for detecting the pilot signal output from the core 13 for self-homodyne detection and performing self-homodyne detection. That is, the self-homodyne detector 15 demodulates the communication signal using the pilot signal as a reference.
  • the homodyne detection is a detection technique based on a phase modulation method that extracts a signal by using interference when the frequency of the optical carrier wave is equal to the frequency of the local light.
  • Self-homodyne detection technology using a pilot signal is known (for example, IEICE technical report. CS, Communication method 107 (91), 17-22, 2007-06-08)).
  • the space division multiplexing apparatus 12 of the present invention preferably precisely controls the optical path length of each core of the multi-core fiber (and hence the optical path length difference between the cores). For this reason, what has the optical path length adjustment part which adjusts the optical path length of each core of a multi-core fiber in the apparatus of a transmission side or a receiving side is a preferable embodiment of this invention.
  • the optical path length adjustment unit is provided, for example, in a connection device between the multicore fiber and another optical element.
  • the specific optical path length difference is, for example, 10 m or less, preferably 1 m or less, preferably 30 cm or less, more preferably 3 cm or less, depending on the performance of the laser used. To do.
  • the optical path length difference of each core means the difference between the longest optical path length and the shortest optical path length among a plurality of cores.
  • the optical path adjustment unit may measure the optical path length difference of each core of the multi-core fiber in advance and adjust the optical path length of each core adjusted by the optical path length adjustment unit according to the performance of the laser.
  • the optical path length adjusting unit are an optical delay circuit and an optical fiber.
  • the space division multiplexing apparatus 12 of the present invention monitors the optical path length difference of each core in order to realize stable operation, and based on the obtained information on the optical path length difference, the optical path length adjustment unit adjusts each core. Those that control the optical path length are preferred.
  • Such an optical path length difference automatic adjustment mechanism includes, for example, an optical path difference measurement unit that measures the optical path length difference of each core, a control unit that receives the optical path length difference of each core measured by the optical path difference measurement unit, and a control unit It suffices if there is an optical path length adjustment unit that adjusts the optical path length difference between the cores in accordance with a command from.
  • the second aspect of the present invention relates to a self-homodyne detection method using a space division multiplexing apparatus 12 including a multicore fiber 11 having a plurality of cores.
  • a space division multiplexing apparatus 12 including a multicore fiber 11 having a plurality of cores.
  • An example of the space division multiplexing apparatus 12 is any one of the space division multiplexing apparatuses 12 described above.
  • This method demultiplexes the light from the light source 22. Then, the pilot signal for self-homodyne detection is guided to the self-homodyne detection core 13 which is one of a plurality of cores. On the other hand, the demultiplexed light is multiplexed and a modulation signal is placed on the light. Pilot signals and multiplexed signals are introduced into the multicore fiber. Then, the pilot signal and the spatial multiplexing signal are separated and guided to the self-homodyne detection unit 15 respectively. The self-homodyne detection unit 15 detects the pilot signal output from the core 13 for self-homodyne detection and performs self-homodyne detection using this as a reference signal.
  • comb light is generated from reference light for self-homodyne detection on the receiver side or the transmitter side.
  • Each comb signal is used as reference light for demodulating each channel of wavelength division multiplexing (WDM).
  • WDM wavelength division multiplexing
  • a known optical comb signal generator may be used to obtain the comb light using the reference light. Examples of the optical comb signal generator are disclosed in Japanese Patent No. 3937233, Japanese Patent No. 4423372, Japanese Patent No. 4771216, Japanese Patent No. 3444958, or Japanese Patent Laid-Open No. 2011-221366.
  • An example of an optical comb generator has an optical fiber loop.
  • the optical fiber loop includes an optical SSB modulator, a light input port for inputting light from the light source, and a light output port for outputting light.
  • the optical comb signals have different frequencies. For this reason, each comb signal can be used as reference light for demodulating a corresponding wavelength division multiplexing (WDM) channel.
  • WDM wavelength division multiplexing
  • FIG. 4 is a conceptual diagram showing an experimental system of Example 1.
  • PC indicates a polarization adjuster
  • VOA indicates a variable optical attenuator
  • AWG indicates an arrayed waveguide grating
  • NRZ indicates a non-return to zero signal
  • PPG indicates a pulse pattern generator
  • QPSK Indicates quadrature phase shift keying
  • Mod. Indicates a modulator
  • SDM indicates spatial division multiplexing
  • Optical Delay indicates an optical delay circuit
  • 19-ch indicates 19 channels
  • OBPF indicates an optical bandpass filter
  • Mon Indicates a monitor
  • OSNR indicates an optical S / N ratio
  • OMA indicates an optical modulation analyzer.
  • a 193.5 THz external cavity tunable laser was used as the light source for multiple measurement signals.
  • multiple carrier signals from multiple 15DFB lasers on ECTL and 100 GHz grids are modulated from data to be transmitted as pilot-tones from a temperature controlled arrayed waveguide grating (AWG).
  • ATG temperature controlled arrayed waveguide grating
  • the ECTL line width was estimated at 500 kHz to 1 MHz.
  • An additional input port of the coupler was used for an intensity modulated signal that periodically measures the entire optical path length with the measurement signal and pilot tone during multiple BER measurements.
  • the signal is then amplified in an erbium doped fiber amplifier (EDFA) and its polarization to a QPSK modulator driven by two uncorrelated 2 15 -1 bit PRBS signals for I and Q at 5 Gigabaud. Adjusted in input.
  • the high power side output of the 10 dB coupler is then used to introduce and split the signal between 17 ports of multiple input fibers of the SDM MUX and 17 different cores of the MCF (multi-core fiber). Used at the input of a 1x20 splitter. These circuit elements acted as multiple dummy data channels, and the remaining three ports of the splitter were used for power and spectrum monitoring.
  • the low power side output of the combiner was directly connected to the SDM MUX of the outer core used and transmitted to the uncorrelated signal channel where multiple BER measurements were made.
  • Multiple VOAs were used on both coupler outputs to control the fiber introduction power of both the multiple dummy SDM channels and the signal channel.
  • This pilot tone was then connected to the remaining MCF cores via the SDM MUX with three different cores selected during the multiple measurements.
  • This pilot-tone path also included EDFA, VOA, some additional fiber and optical delay to linearly control the optical path lengths.
  • the dummy SDM channels are optically terminated using the SDM-DEMUX, and the pilot tone and measurement signal channels are separated by a plurality of separate fibers for reception. did.
  • the measurement signal was then amplified and filtered with a 1 nm optical bandpass filter (OBPF) to select the wavelength for reception.
  • OBPF optical bandpass filter
  • the signal was combined with the output of a spontaneous emission amplified light (ASE) source composed of two EDFAs placed at both ends of a 1.2 nm OBPF. Since this filter was later observed to have a 3 dB polarization dependent loss, multiple selected OSNR measurements were demonstrated after replacement with a low PDL filter.
  • ASE spontaneous emission amplified light
  • 1.2-nm BPF with other low PDL is used after the introduction of the ASE noise and optical modulation analyzer (OMA: Agilent Technologies N4391A, 13 GHz, 40GSa / s) constellation analysis and multiple bit errors Used for rate (BER) measurements.
  • OMA ASE noise and optical modulation analyzer
  • the pilot tone optical path was amplified and filtered using 0.3 nm OBPF. Control both optical power at the OMA input, with multiple VOAs and multiple optical taps for both signal and multiple pilot tone paths, all maintained at 5 dB at the receiver for all measurements And monitored.
  • the chromatic dispersion compensation and polarization tracking of the fiber itself is performed in the OMA for all measurements, and the effects of the phase tracking algorithm are multiple BERs for intradyne (ID) and self-homodyne (SH) detection.
  • ID intradyne
  • SH self-homodyne
  • Qualitative evaluation was made by measurement. Multiple ID measurements are achieved using a laser built into the OMA with a line width of about 100 KHz, and using the multiple SDM and WDM penalties measured in each case, three different SDM channels are used. It was compared with SH detection when transmitting crossing pilot tones.
  • phase noise compensation is performed only on the outer core measurement channel of the MCF and the pilot tone on the center core without signal light in the plurality of dummy SDM channels. It was demonstrated using multiple WDM signals of one wavelength.
  • FIG. 5 shows a BER comparison of ID and SH coherent detection for multiple measurements with and without the receiver employed for single and WDM channel cases, and without using phase tracking (PT) algorithm. ing.
  • PT phase tracking
  • a pilot tone that has been deliberately shifted by extending the optical path length compensating fiber by approximately 70 m and appropriately adjusting the fiber introduction power
  • An additional BER curve was measured for the SH without phase tracking using the optical path length between and the signal path.
  • FIG. 5 is a graph replaced with a drawing showing the relationship between the BER of the measurement signal in WDM and the OSNR.
  • the upper ellipse indicates an ID detection without phase tracking and an SH detection group causing a shift.
  • the ellipses at the bottom of FIG. 5 indicate ID detection with phase tracking and SH detection with no phase tracking.
  • FIG. 5 shows that several best results were achieved using the adopted receiver phase tracking algorithm and using ID detection.
  • phase noise compensation means that the same performance can be achieved without the potentially costly phase tracking algorithm implemented in OMA.
  • FIG. 5 shows that for ID detection, there is a small penalty for WDM transmission compared to a single signal channel due to additional noise due to the reduced EDFA input power for both the pilot tone and the signal channel. Exists.
  • FIG. 6 which shows the neighboring outer core, non-neighboring outer core, and center core, illustrated as A, B, and C, respectively, disables the phase tracking algorithm in all cases. A summary of multiple results for the case is shown.
  • FIG. 6 shows that there is an impact on the choice of core position for pilot transmission with respect to system performance.
  • This penalty was not observed for the same case as described above with ID detection indicating that interference with the pilot tone is the origin of the performance degradation.
  • This penalty is reduced to 1 dB or less when using one of the plurality of outer cores for pilot tone transmission.
  • the presence of the unmodulated pilot-tone is a small penalty when placed in a nearby channel to the signal, indicating that it does not introduce any additional interference compared to multiple modulated signal channels. It was only.
  • optical path length can be an important issue for multiple SH systems using multiple higher order modulation formats and multiple higher communication speeds
  • the relative change in optical path length is a multiple measurement. Monitored over temperature and multiple temperature changes of 4 ° C.
  • the observed maximum change in optical path length between pilot tone and signal was 0.8 cm or 40 ps across the entire transmission system. This has been done without any dynamic active compensation and has included optical path length drift from several other components.
  • the signal path contained four EDFAs, modulators, PC, VOA, OBPF, and connecting fibers in addition to the MCF and coupling system.
  • the present invention can be used in the field of optical communication equipment.

Abstract

【課題】　空間分割多重信号を通信信号として用いることができる，自己ホモダイン検波通信システムを提供する。 【解決手段】　本発明は，複数のコア有するマルチコアファイバ１１を含む空間分割多重装置１２に関する。この空間分割多重装置１２は，マルチコアファイバ１１に含まれる複数のコアのうち自己ホモダイン検波用のコア１３以外のコアを通信用のコア１６として用いる。この空間分割多重装置は，パイロット信号誘導部１４と，自己ホモダイン検波部１５とを有する。

Description

マルチコアファイバを含む空間分割多重装置及び自己ホモダイン検波方法
　本発明は，マルチコアファイバを用いた自己ホモダインコヒーレント検出空間分割多重（ＳＤＭ）装置及び方法に関する。本発明は，マルチコアファイバの一つのコアをホモダイン検波用の光信号伝送に利用する。
　特開２００７－７４２７３号公報には，多値信号の伝送が可能なコヒーレント光伝送方法が開示されている。この方法は，相関を有する２つの信号を独立したチャネルで同時に伝送し，光源の有する位相揺らぎを相殺する。光搬送波の一方で参照符号を伝送し，光搬送波の他方で参照符号に伝送するデータ信号を重畳した多値信号を伝送する。さらに，受信した光信号に含まれる２つの光搬送波を用いて光ヘテロダイン検波，あるいは，光自己ホモダイン検波を行うことで，コヒーレント光伝送を行なう。
　特開２００５－６０１７号公報には，送信装置と受信装置との間で光信号を空間分割多重して伝送する光無線通信システムが開示されている。
特開２００７－７４２７３号公報 特開２００５－６０１７号公報
　本発明は，空間分割多重信号を通信信号として用いることができる，自己ホモダイン検波通信システムを提供することを目的とする。
　本発明は，安価な光源を用い，効率の良い自己ホモダイン検波技術を提供すること，局発伝送で失われる伝送容量を軽減し，受信特性の向上を図ることを目的とする。
　本発明は，基本的には，マルチコアファイバのいずれかのコアをパイロットトーンの伝送に用いることで，空間分割多重（ＳＤＭ）装置に適合する自己ホモダイン検波技術を提供できるという知見に基づくものである。
　上記課題のうち少なくともひとつは，以下の発明により解決される。
　本発明の第１の側面は，複数のコア有するマルチコアファイバ１１を含む空間分割多重装置１２に関する。この空間分割多重装置１２は，マルチコアファイバ１１に含まれる複数のコアのうち自己ホモダイン検波用のコア１３以外のコアを通信用のコア１６として用いる。この空間分割多重装置は，パイロット信号誘導部１４と，自己ホモダイン検波部１５とを有する。
　マルチコアファイバ１１の例は，中心コアと，中心コアの周囲に存在する複数のコアを有するものである。この場合，例えば，中心コアを自己ホモダイン検波用のコア１３として用いてもよい。
　自己ホモダイン検波用のコア１３の直径φＳと，通信用のコア１６の直径φＣとは，０．５≦φＳ／φＣ≦３の関係を有するものがあげられる。
　パイロット信号誘導部１４は，自己ホモダイン検波用のパイロット信号を，複数のコアのいずれかである自己ホモダイン検波用のコア１３へ導くための要素である。
　自己ホモダイン検波部１５は，自己ホモダイン検波用のコア１３から出力されたパイロット信号を検出し，自己ホモダイン検波を行うための要素である。
　先に説明した空間分割多重装置の好ましい態様は，多重化部２１と信号誘導部１７をさらに有するものである。多重化部２１は，通信用信号とパイロット信号を多重化するための要素である。信号誘導部１７は，多重化部２１で多重化された信号のうち通信用信号を通信用のコア１６へ導くための要素である。
　先に説明した空間分割多重装置の好ましい態様は，パイロット信号，及び通信用のコア１６を伝播する通信用信号のいずれか又は両方を発生するための，光コム発生器をさらに有するものである。この光込む発生器は，複数のパイロット信号を発生するものであってもよい。また，パイロット信号及び通信用信号の両方を発生するものであってもよい。さらに，複数の通信用信号を発生するものであってもよい。
　先に説明した空間分割多重装置の好ましい態様は，複数のコア有するマルチコアファイバ１１における各コアの光路長差を調整するための光路長調整部をさらに有するものである。
　本発明の第２の側面は，複数のコア有するマルチコアファイバ１１を含む空間分割多重装置１２を用いた自己ホモダイン検波方法に関する。空間分割多重装置１２の例は，先に説明したいずれかの空間分割多重装置１２である。
　この方法は，第１に自己ホモダイン検波用のパイロット信号を，複数のコアのいずれかである自己ホモダイン検波用のコア１３へ導く。この方法は，次に，自己ホモダイン検波用のコア１３から出力されたパイロット信号を検出し，自己ホモダイン検波を行う。
　本発明は，信号光とともに送信器から送られてきたパイロット信号を用いてホモダイン受信することで，空間分割多重通信に利用することができ，しかも受信光学系が簡単な構成で実現できる。また，本発明によれば，安価な光源を用いたコヒーレント伝送が可能となる。コア数が多い場合，局発伝送で失われる伝送容量の割合を軽減できる。同じファイバで局発光を送ることで，信号光と受ける外乱がほぼ等しくなるので受信特性の向上が期待できる。
図１は，本発明の空間分割多重装置のブロック図である。 図２は，マルチコアファイバの概念図である。 図３は，マルチコアファイバの断面図例を示す図面に替わる写真である。 図４は，実施例１の実験系を示す概念図である。 図５は，ＷＤＭにおける測定シグナルのＢＥＲ（ビットエラーレート）と，ＯＳＮＲの関係を示す図面に替わるグラフである。 図６は，パイロット信号を様々なコアにおいて伝播した際のＳＤＭペナルティーの測定値を示す図面に替わるグラフである。
　以下，図面を参照しつつ，本発明の実施の形態について説明する。本発明は，以下に説明する形態に限定されず，公知の要素を適宜取り入れることができる。
　本発明の第１の側面は，複数のコア有するマルチコアファイバ１１を含む空間分割多重装置１２に関する。この空間分割多重装置１２は，マルチコアファイバ１１に含まれる複数のコアのうち自己ホモダイン検波用のコア１３以外のコアを通信用のコア１６として用いる。
　図２は，マルチコアファイバの概念図である。図３は，マルチコアファイバの断面図例を示す図面に替わる写真である。マルチコアファイバ１１は，２以上のコアを有する光ファイバである。マルチコアファイバの例は，中心コアと中心コアの周囲に存在する１又は複数のコアを有するマルチコアファイバ，又は２以上の方形コアを有する方形コアファイバである。マルチコアファイバ１５は，必ずしも中心にコアが存在するものでなくてもよい。たとえば，２から４つ（又はそれ以上）のコアが対称的に並べられたコアを有するマルチコアファイバであってもよい。それぞれのコアがマルチコアファイバ中の導波路として機能する。隣接導波路は，たとえば，１マイクロメートル以上１００マイクロメートル以下の距離に存在する。この導波路の間隔は，３マイクロメートル以上７０マイクロメートル以下でもよく，５マイクロメートル以上７０マイクロメートル以下でもよいし，１０μメートル以上６０マイクロメートルでもよいし，２０μメートル以上５０マイクロメートルでもよいし，３０μメートル以上４０マイクロメートル以下でもよい。隣接導波路の距離は，コア間に存在するコア以外の部分（例えばクラッド部分）の距離を意味する。
　マルチコアファイバ１１の例は，中心コアと，中心コアの周囲に存在する複数のコアを有するものである。この場合，例えば，中心コアを自己ホモダイン検波用のコア１３として用いてもよい。もっとも，製造上の都合等を考慮した場合や，ばらついたコアを選別して使用する場合は，自己ホモダイン検波用のコア１３はマルチコアファイバ１１の中心コアでなくてもよい。
　自己ホモダイン検波用のコア１３の直径φＳと，通信用のコア１６の直径φＣとは，０．５≦φＳ／φＣ≦３の関係を有するものがあげられる。自己ホモダイン検波用のコア１３の直径φＳと，通信用のコア１６の直径φＣとの関係の好ましい例は，１．０１≦φＳ／φＣ≦１．１５であり，１．１≦φＳ／φＣ≦１．３でもよく，１．２≦φＳ／φＣ≦３でもよく，２≦φＳ／φＣ≦３でもよい。１つ又は複数個（例えば，２個以上１０個以下，２個以上６個以下，３個以上６個以下，又は３個以上５個以下）の光スペクトル（周波数成分を含む参照光を用いて，ファイバ内の非線形性を利用して多数の光スペクトルを含むコム光を発生させて，これを受信器側においてＷＤＭの各チャネルを復調するための参照光とすることができる。特にこのような用途に本発明を用いる場合は，自己ホモダイン検波用のコア１３は，通信用のコア１６よりも小さいものが好ましい。その場合，自己ホモダイン検波用のコア１３の直径φＳと，通信用のコア１６の直径φＣとの関係の好ましい例は，０．７≦φＳ／φＣ≦０．９９もよく，０．７≦φＳ／φＣ≦０．９５でもよく，０．９５≦φＳ／φＣ≦０．９９でもよい。最適なコア径は，入力光，ファイバの長さ，ファイバの分散特性，必要となるスペクトルの本数といった諸条件を考慮して設計すればよい。
　光源２２から出力された光は，適宜分波される。分波された光の少なくともひとつは，例えば，パイロットトーン（パイロット信号）として自己ホモダイン検波に利用される。パイロットトーン又はパイロット信号は，ホモダイン検波の際に位相の基準となる信号である。光源２２は公知の光源を適宜用いることができる。光源２２の例は，光コム発生器を含む光源である。光コム発生器を用いることで，多波長信号を容易に発生させることができる。パイロット信号は，遅延手段（例えば，遅延回路）によって適宜遅延が与えられても良い。
　通信用信号は，変調器２３にて適宜変調が印加されても良い。変調器２３の例は，位相変調器である。複数の通信用信号が信号誘導部１７によりそれぞれに対応したコアへと導かれてもよい。光源２２から生じた光のそれぞれについて，適宜変調が加えられてもよい。
　多重化部２１の例は，空間分割多重部（ＳＤＭ　ＭＵＸ）である。空間多重光信号１１は，伝送路となる空間に複数経路又は複数種類の光信号が存在する光信号を意味する。空間多重光通信の例は，特開平１０－３３６１５２号公報及び特開２００９－２８４３８５号公報に開示されている。
　空間多重光信号１１の例は，ガウスモードの光信号，ラゲール・ガウスモードの光信号，ベッセルビーム光信号，エルミートガウスモードの光信号又はエアリー（Ａｉｒｙ）モードの光信号のいずれかである。スイッチング装置を構成する光学素子等の要素は，適宜調整することができる。例えば，ガウスモードの光信号がモード変換器１３から出力された場合に光信号が第１の導波路１７に照射されるとする。すると，例えば，ラゲール・ガウスモードの光信号（ベッセルビーム光信号，エルミートガウスモードの光信号又はエアリーモードの光信号でもよい）がモード変換器１３から出力された場合，光信号が第２の導波路１８に照射されるとする。これらのモードの光信号は，例えば，特許４８７１３２６号公報，及び特開２００３－１３９５１４号公報に開示されている。そして，これらの空間多重光信号は，後述するモード変換でモードが適宜変換される。空間多重光信号である　　　
　ラゲール・ガウスモードの光信号は，ビームの伝播の中心軸から同心円状にリング状となる強度分布を有するモードの光である。なお，ガウスモードは，ビームの伝播の中心軸に最大強度を持つモードである。本発明において，ラゲール・ガウスモードの光信号は，完全にリング状の強度分布を有する理論的な光信号のみならず，ラゲール・ガウスモードの光信号と判別できる程度に強度分布がリング状であると判断できるものもラゲール・ガウスモードの光信号に含まれる。このような解釈は，他のモードも同様である。本発明は，空間多重光信号を発生するための空間多重光信号発生装置を有しても良いし，空間多重光信号発生装置から発生した空間多重光信号を利用するものであっても良い。空間多重光信号装置の例は，ラゲール・ガウスモードの光信号を発生するためのラゲール・ガウスモードの光信号発生装置を有するものや，エルミートガウスモードの光信号を発生するためのエルミートガウスモードの光信号の発生装置を有するものであってもよい。
　ベッセルビーム光信号は，動径方向にベッセル関数型の電界分布を持つ光ビームを意味する。ベッセルビーム光信号は，回折を起こさずほぼ一定のビーム径で伝播する。空間多重光信号装置の例は，ベッセルビーム光信号を発生するためのベッセルビーム光信号発生装置を有するものである。エアリーモードの光信号は，強度分布がエアリー分布に従う光信号である。エアリー環の光信号を出力する装置は公知である。
　多重化部２１において，自己ホモダイン検波用のパイロット信号は，複数のコアのいずれかである自己ホモダイン検波用のコア１３へ導かれる。多重化部２１の光学系が，例えば，パイロット信号誘導部１４として機能する。
　先に説明した空間分割多重装置の好ましい態様は，多重化部２１と信号誘導部１７をさらに有するものである。多重化部２１は，通信用信号とパイロット信号を多重化するための要素である。信号誘導部１７は，多重化部２１で多重化された信号のうち通信用信号を通信用のコア１６へ導くための要素である。多重化部２１の光学系が，例えば，信号誘導部１７として機能する。
　マルチコアファイバ１１を伝播した信号は，例えば，分離部３１で分離される。分離部３１の例は，空間多重分離部（ＳＤＭ　ＤＥ－ＭＵＸ）である。分離部３１において，パイロット信号はパイロット信号用の光路へと導かれる。そして，パイロット信号は，自己ホモダイン検波部１５へ到達する。一方，分離部３１で，通信用の信号も分離される。通信用の信号は，分離部３１にて，通信用の光路へと導かれる。そして，通信用の信号は，自己ホモダイン検波部１５へ到達する。
　自己ホモダイン検波部１５は，自己ホモダイン検波用のコア１３から出力されたパイロット信号を検出し，自己ホモダイン検波を行うための要素である。すなわち，自己ホモダイン検波部１５は，パイロット信号を基準として用いて，通信用の信号を復調する。ホモダイン検波とは，光搬送波の周波数と局発光の周波数が等しいときの干渉を利用することで信号を抽出する位相変調方式による検波技術である。パイロット信号を用いた自己ホモダイン検波技術は公知である（例えば，電子情報通信学会技術研究報告. CS, 通信方式 107(91), 17-22, 2007-06-08））。
　本発明の空間分割多重装置１２は，マルチコアファイバのそれぞれのコアの光路長（従って，各コア間の光路長差）を精密に制御することが好ましい。このため，マルチコアファイバの各コアの光路長を調整する光路長調整部を送信側または受信側の装置が有するものは，本発明の好ましい実施態様である。光路長調整部は，例えばマルチコアファイバと他の光学要素との接続装置に設けられる。具体的な光路長差は，使用するレーザの性能に応じ，各コアの光路長差を例えば，１０メートル以下，好ましくは１メートル以下，好ましくは３０センチメートル以下，更に好ましくは３センチメートル以下とする。各コアの光路長差とは，複数のコアのうち最も光路長が長いものと最も光路長さが短いものとの差を意味する。この光路調整部は，例えば，マルチコアファイバの各コアの光路長差をあらかじめ測定し，レーザの性能に合わせて，光路長調整部が調整する各コアの光路長を調整すればよい。光路長調整部の例は，光遅延回路や光ファイバである。
　本発明の空間分割多重装置１２は，安定した動作を実現するため，各コアの光路長差をモニタし，得られた光路長差に関する情報に基づいて，光路長調整部が調整する各コアの光路長を制御するものが好ましい。このような光路長差の自動調整機構は，例えば，各コアの光路長差を測定する光路差測定部と，光路差測定部が測定した各コアの光路長差を受け取る制御部と，制御部からの指令に応じて各コアの光路長差を調整する光路長調整部が存在すればよい。
　本発明の第２の側面は，複数のコア有するマルチコアファイバ１１を含む空間分割多重装置１２を用いた自己ホモダイン検波方法に関する。空間分割多重装置１２の例は，先に説明したいずれかの空間分割多重装置１２である。
　この方法は，光源２２からの光を分波する。そして，自己ホモダイン検波用のパイロット信号を，複数のコアのいずれかである自己ホモダイン検波用のコア１３へ導く。一方，分波された光を多重化するとともに光に変調信号を載せる。パイロット信号及び多重化信号をマルチコアファイバへ導入する。そして，パイロット信号及び空間多重信号を分離し，それぞれ自己ホモダイン検波部１５へと導く。自己ホモダイン検波部１５は，自己ホモダイン検波用のコア１３から出力されたパイロット信号を検出し，これを基準信号とする自己ホモダイン検波を行う。この例は，例えば，受信器側又は送信器側で，自己ホモダイン検波用の参照光からコム光を発生させる。そして，それぞれのコム信号を，波長分割多重（ＷＤＭ）の各チャネルを復調するための参照光として用いる。コム信号の発生装置は，既に知られているため，参照光を用いてコム光を得るためには，公知の光コム信号発生装置を用いればよい。光コム信号発生装置の例は，特許3937233号公報，特許4423372号公報，特許4771216号公報，特許3444958号公報又は特開2011-221366号公報に開示されている。光コム発生器の例は，光ファイバループを有する。そして，光ファイバループは，光ＳＳＢ変調器，光源からの光が入力する光入力ポート，及び光を出力する光出力ポートを有する。光コム信号は，それぞれ周波数がずれている。このため，それぞれのコム信号は，対応する波長分割多重（ＷＤＭ）のチャネルを復調するための参照光として用いることができる。
実験の説明
　図４は，実施例１の実験系を示す概念図である。図４中，ＰＣは偏光調整器を示し，ＶＯＡは可変光減衰器を示し，ＡＷＧはアレイ導波路回折格子を示し，ＮＲＺはノンリターントゥーゼロ信号を示し，ＰＰＧはパルスパターンジェネレータを示し，ＱＰＳＫは四位相偏移変調を示し，Ｍｏｄ．は変調器を示し，ＳＤＭは空間分割多重を示し，Ｏｐｔｉｃａｌ　Ｄｅｌａｙは光学的遅延回路を意味し，１９－ｃｈは１９チャネルを示し，ＯＢＰＦは光バンドパスフィルタを示し，Ｍｏｎ．はモニタを示し，ＯＳＮＲは光Ｓ／Ｎ比を示し，ＯＭＡは光変調分析器を意味する。
　１９３．５ＴＨｚの外部共振器型波長可変レーザー（ＥＣＴＬ）を複数の測定信号の光源として使用した。ＷＤＭ動作において，ＥＣＴＬ及び１００ＧＨｚグリッド上の複数の１５ＤＦＢレーザからの複数のキャリア信号を，温度制御されたアレイ導波回折格子（ＡＷＧ）から，パイロット－トーンとして送信されるべきキャリアからのデータ変調のためのキャリアを分割するための３デシベルカプラへ入力し，多重化した。ＥＣＴＬ線幅は，５００ｋＨｚ～１ＭＨｚと見積もられた。カプラの付加的入力ポートを，複数のＢＥＲ測定の間，周期的に上記測定信号とパイロットトーンによる全体の複数の光学路長を計測する強度変調信号のために使用した。上記信号は，次いでエルビゥム添加ファイバー増幅器（ＥＤＦＡ）において増幅され，そしてその偏波は５ギガボーにおけるＩおよびＱ用の２個の非相関的２１５－１ビットＰＲＢＳ信号によって駆動されるＱＰＳＫ変調器への入力において調整された。１０ｄＢ結合器の高電力側出力は，次いでＳＤＭ　ＭＵＸの複数の入力ファイバーの１７ポートの間の信号，および上記ＭＣＦ（マルチコアファイバ）の１７個の異なったコア内に導入して分割するべく使用された１×２０スプリッタの入力において使用された。これらの回路要素は複数のダミーデータチャンネルとして作用すると共に，そして上記スプリッタの残りの３個のポートは電力およびスペクトルモニタリング用に使用された。上記結合器の上記低電力側出力は，使用される外方のコアの上記ＳＤＭ　ＭＵＸに直接接続されて，複数のＢＥＲ測定がなされた非相関信号チャンネルに伝送された。複数のＶＯＡは双方の結合器出力上において使用され，上記複数のダミーＳＤＭチャンネルと上記信号チャンネルの双方のファイバー導入電力を制御した。このパイロットートーンは，次いで上記複数の測定の間に選択される３個の異なったコアを備えた上記ＳＤＭ　ＭＵＸを経由して残りのＭＣＦコアに接続された。このパイロットートーン路は，又上記複数の光学的路長を線形に制御すべくＥＤＦＡ，ＶＯＡ，いくらかの付加的なファイバおよび光学的遅延を含んでいた。
　上記１９個のコアＭＣＦを伝送した後，上記ＳＤＭ－ＤＥＭＵＸを用いて，上記複数のダミーSDMチャネルは光学的に終端され,受信用の複数の分離したファイバにより上記パイロットトーンおよび測定信号チャンネルを分離した。上記測定信号は次いで増幅され，そして１ｎｍの光学的バンドパスフィルター（ＯＢＰＦ）によりフィルタリングされ受信用の波長を選択した。更なるＥＤＦＡによる増幅の後，上記信号は，１．２ｎｍＯＢＰＦの両端に配置された２個のＥＤＦＡから構成された自然放出増幅光（ＡＳＥ）源の出力に組み合わされた。このフィルターは３ｄＢの偏波に依存した損失を有するよう後で観察されたので，複数の選択されたＯＳＮＲ測定値は低いＰＤＬフィルターと置換された後実証された。他の低いＰＤＬを有する１．２－ｎｍＢＰＦは，上記ＡＳＥノイズの導入の後に使用され，そして光学的変調アナライザー（ＯＭＡ：アジレントテクノロジーＮ４３９１Ａ，１３ＧＨｚ，４０ＧＳａ／ｓ）がコンステレーション分析および複数のビット誤り率（ＢＥＲ）測定のために使用された。上記パイロットトーン光路は増幅され，そして０．３ｎｍＯＢＰＦを用いてフィルタリングされた。信号および複数のパイロットトーン光路の双方にとって，複数のＶＯＡ及び複数の光学的タップを用いてすべての測定にとって上記受信器において５ｄＢにおいて双方とも維持された状態で，上記ＯＭＡ入力において光学的電力を制御すると共にモニターした。ファイバ自体が有する色分散の補償および偏波追跡はすべての測定のための上記ＯＭＡにおいて実施され，そして位相追跡アルゴリズムの影響がイントラダイン（ＩＤ）および自己ホモダイン（ＳＨ）検出のための複数のＢＥＲ測定によって，定性的に評価がなされた。複数のＩＤ測定は約１００ＫＨｚの線幅で上記ＯＭＡに内蔵されるレーザを用いて達成され，そして各ケース内において測定された上記複数のＳＤＭおよびＷＤＭペナルティを用いて３個の異なったＳＤＭチャンネルを横切るパイロットトーンを伝送する際，ＳＨ検出と比較された。
　結果
　最初に，上記位相の雑音補償は，上記複数のダミーＳＤＭチャンネル内の信号光無しで，上記ＭＣＦの外方コア測定チャンネル，および上記センターコア上の上記パイロットトーン上のみを伝送される上記単一波長の複数のＷＤＭ信号を用いて実証された。図５は単一及びＷＤＭチャンネルケースのために採用された受信器，位相追跡（ＰＴ）アルゴリズムを用いて，およびそれを用いることなく複数の測定のためのＩＤおよびＳＨコヒーレント検出のＢＥＲ比較を示している。付加的にＳＨ伝送のための位相雑音補償の恩恵を実証するために，光路長補償ファイバを約７０ｍ延長すると共に，ファイバ導入電力を適切に調節することによって，故意にずれを生じさせたパイロットトーンと信号路との間の上記光路長を用いて位相追跡無しで付加的なＢＥＲカーブが上記ＳＨに対して測定された。
　図５は，ＷＤＭにおける測定シグナルのＢＥＲと，ＯＳＮＲの関係を示す図面に替わるグラフである。図５中，上の楕円は，位相追跡を行わないＩＤ検出及びずれを生じさせたＳＨ検出のグループを示す。一方，図５注下の楕円は，位相追跡を行ったＩＤ検出及び位相追跡を行わないＳＨ検出のグループを示す。
　図５は，複数の最良の結果が，採用された受信器位相
追跡アルゴリズムを用いて，及びＩＤ検出を用いて達成されたことを示す。しかしながら，ＩＤ検出が上記位相追跡アルゴリズムを用いずに使用された際，ＢＥＲ＝１０－３において略２ｄＢのペナルティが存在する。ＳＨ検出を用いると，位相雑音補償は，ＯＭＡ内において実施された潜在的にコストのかかる位相追跡アルゴリズム無しで同じ性能を達成することが可能であることを意味している。位相雑音補償の存在は，光路長の故意なずれ発生後のＳＨ検出の場合にとっての上記付加的なペナルティ（ＢＥＲ＝１０－３において１ｄＢ）によって推論できる。図５は，上記ＩＤ検出にとっては，上記パイロットトーンと信号チャンネルの双方に関する換算されたＥＤＦＡ入力電力による付加的なノイズに起因される単一の信号チャンネルに比べて，ＷＤＭ伝送にとって或る小さなペナルティが存在する。各コア内への全体の導入電力が双方の測定にとって０ｄＢｍにおいて維持されていたので，ＷＤＭ伝送はチャンネル毎の１２ｄＢの電力の低下を引き起こす。上記ＳＨ検出にとっては，上記ペナルティは，上記ファイバー内へのチャンネル毎のパイロットトーンもまた減少されるので，僅かに大きい（ＢＥＲ＝１０－３における０．５ｄＢ）。
　次に，上記ＳＨ検出システム性能へのコア間クロストークの影響を調査したこの調査は，もっとも厳しいクロストークを有する複数のセンター及び内側のコアを用いて成された複数のコア間で既に観察されていたので，上記複数のダミーＳＤＭチャンネル内の光を用いて，及びその光を用いずに複数の測定を比較することによって，そしてパイロットトーン伝送にとって使用される上記コアを維持することによって達成された。従って，上記と同じ外側のコア信号チャンネルにとって，３個のパイロットトーンの位置は調査された。図６の断面図において，夫々Ａ，ＢおよびＣとして図示される近傍の外側コア，非近傍の外側コア及びセンターコアを示す図６は全てのケースにおいて位相追跡アルゴリズムを無効化し全ての３個の場合についての複数の結果の概要を示している。
　図６はシステム性能に関してパイロット伝送のためのコア位置の選択に関する影響を有していることを示している。上記単一のコアケースに比べて，上記センターコアの使用がＢＥＲ＝１０－３における約２ｄＢの最も大きなペナルティを引き起こした。このペナルティは，パイロットトーンとの干渉が上記性能の劣化の起源であることを示すＩＤ検出を用いた上記と同じケースにとっては，観察されなかった。このペナルティはパイロットトーン伝送のための上記複数の外側コアの内の一つを用いた際，１ｄＢ以下まで減少される。上記非変調パイロットートーンの存在が，複数の上記変調信号チャンネルに比べて如何なる付加的な干渉を導入しないことを示す，上記信号への或る近傍チャンネル内に配置された際の小さなペナルティであったのみであった。その他の複数のＳＤＭチャンネルに比較して，上記パイロットトーン電力を増加させ
た影響がが，図６に示される。上記センターコアパイロットトーン伝送時に，上記ファイバー導入電力はＢＥＲ＝１０－３において０．５ｄＢペナルティを減少した上記複数の信号チャンネルとは相対的に２ｄＢだけ上記ファイバー導入電力が増加した。
　光路長は，複数のより高いオーダーの変調フォーマット及び複数のより高速な通信速度を用いた複数のＳＨシステムのための重要な論点であり得るため，上記光路長の相対的な変化は複数の測定全体および４°Ｃの複数の温度変化にわたりモニターされた。観察されたパイロットトーンと信号との間の光路長の最大変化量は，全体の伝送システムに亘って０．８ｃｍもしくは４０ｐｓであった。このことは如何なる動的な活性的な補償無しで行われてきており，そして複数の他の構成要素からの光路長のドリフトを含んでいた。例えば，上記パイロットトーンからのスプリット操作を経た後，上記信号路は，４個のＥＤＦＡ，変調器，ＰＣ，ＶＯＡ，ＯＢＰＦおよび接続ファイバーを，上記ＭＣＦ及び結合システムに加えて内蔵していた。
　結論として，これらの結果は，複数のＳＤＭ伝送システムにおけるＳＨ検出の複数の利点を利用すべく上記ファイバーのコア間クロストークを考察し，可能な場所では最小化して最良の性能を獲得することが必要であることを示している。同様にそれが全ての信号チャンネルの成功的な受信にとって重要であるので，上記パイロットトーンの相対的な電力を増加させることも性能を最適化するオプションとして考察されてもよい。
　本発明は，光通信機器の分野で利用されうる。
１１　マルチコアファイバ
１２　空間分割多重装置
１３　自己ホモダイン検波用のコア
１４　パイロット信号誘導部
１５　自己ホモダイン検波部
１６　通信用のコア
１７　信号誘導部
２１　多重化部

Claims (8)

  1. 　複数のコア有するマルチコアファイバ（１１）を含む空間分割多重装置（１２）であって，
    　自己ホモダイン検波用のパイロット信号を，前記複数のコアのいずれかである自己ホモダイン検波用のコア（１３）へ導く，パイロット信号誘導部（１４）と，
    　前記自己ホモダイン検波用のコア（１３）から出力されたパイロット信号を検出し，自己ホモダイン検波を行う自己ホモダイン検波部（１５）と，を有し，
    　前記複数のコアのうち前記自己ホモダイン検波用のコア（１３）以外のコアを通信用のコア（１６）として用いる，
    　空間分割多重装置。
  2. 　請求項１に記載の空間分割多重装置であって，
    　前記マルチコアファイバ（１１）は，中心コアと，前記中心コアの周囲に存在する複数のコアを有し，
    　前記自己ホモダイン検波用のコア（１３）は前記中心コアである，
    　空間分割多重装置。
  3. 　請求項１に記載の空間分割多重装置であって，
    　通信用信号と前記パイロット信号を多重化するための多重化部（２１）と，
    　前記多重化部（２１）で多重化された信号のうち前記通信用信号を前記通信用のコア（１６）へ導く，信号誘導部（１７）と，をさらに有する，
    　空間分割多重装置。
  4. 　請求項１に記載の空間分割多重装置であって，
    　前記自己ホモダイン検波用のコア（１３）の直径φＳと，前記通信用のコア（１６）の直径φＣとは，０．５≦φＳ／φＣ≦３の関係を有する，
    　空間分割多重装置。
  5. 　請求項１に記載の空間分割多重装置であって，
    　前記パイロット信号，及び前記通信用のコア（１６）を伝播する通信用信号のいずれか又は両方を発生するための，光コム発生器をさらに有する，
    　空間分割多重装置。
  6. 　請求項１に記載の空間分割多重装置であって，
    　前記複数のコア有するマルチコアファイバ（１１）における各コアの光路長差を調整するための光路長調整部をさらに有する，
    　空間分割多重装置。
  7. 　複数のコア有するマルチコアファイバ（１１）を含む空間分割多重装置（１２）を用いた自己ホモダイン検波方法であって，
    　自己ホモダイン検波用のパイロット信号を，前記複数のコアのいずれかである自己ホモダイン検波用のコア（１３）へ導く工程と，
    　前記自己ホモダイン検波用のコア（１３）から出力されたパイロット信号を検出し，自己ホモダイン検波を行う工程と，
    　を含む自己ホモダイン検波方法。
  8. 　請求項７に記載の自己ホモダイン検波方法であって，
    　前記マルチコアファイバ（１１）は，中心コアと，前記中心コアの周囲に存在する複数のコアを有し，
    　前記自己ホモダイン検波用のコア（１３）は前記中心コアである，
    　自己ホモダイン検波方法。
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