(57)【要約】【課題】  信号光の伝送路中の偏波変動に依存せず、コヒーレント光通信時の受信感度を常に一定に保つことを、複雑な送受信器を用いることなく、既存の低コストな部品を用いることにより実現することを目的とする。【解決手段】  光源１１は連続光を発振し、変調器１２は、この連続光を入力し、直接変調または外部変調により強度、位相または周波数信号変調を行い、ＲＺ変調信号光１０１を偏波制御器１３に挿入する。偏波制御器１３の光分岐器１４は、挿入されたＲＺ変調信号光１０１を分岐し、２つのアーム１５，１６に伝送する。このとき、アーム１５に伝送された信号光はそのまま光合波器１９に伝送され、アーム１６に伝送された信号光は、遅延器１７により変調信号速度の半分の遅延が与えられ、偏波回転器１８により偏波状態を直交させられて、変調信号光１０２として光合波器１９に伝送される。光合波器１９は、偏波回転器１８からの変調信号光１０２と、光分岐器１４からの信号光とを入力し、合波する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
送信器が光強度、位相または周波数変調した信号光を送信し、受信器が前記信号光を受信してコヒーレント光検波を行う光通信システムに用いる光通信装置において、
発振光に対してビット間隔の半分以下がマークとなるように変調された変調信号光を入力し、該変調信号光を分岐する光分岐手段と、
該分岐した変調信号光の一方の偏波状態を、他方の偏波状態に直交させるように偏波回転させる偏波回転手段と、
前記分岐した変調信号光の一方を、他方に対して時間的に半ビット分遅延させる遅延手段と、
前記偏波回転および遅延した一方の変調信号光と他方の変調信号光とを合波する光合波手段と、
を有する偏波制御手段を備え、
該偏波制御手段の光合波手段により合波された変調信号光には、１ビット内において直交する偏波成分を含むことを特徴とする光通信装置。
【請求項２】
請求項１に記載の光通信装置において、
前記偏波制御手段は、光ファイバ伝送路を用いた二分岐光遅延線、光導波路を用いた二分岐光遅延線、または、光空間系を用いた二分岐光遅延線を有することを特徴とする光通信装置。
【請求項３】
送信器が光強度、位相または周波数変調した信号光を送信し、受信器が前記信号光を受信してコヒーレント光検波を行う光通信システムにおいて、
前記送信器は、請求項１または２に記載の偏波制御手段を有することを特徴とする光通信システム。
【請求項４】
送信器が光強度、位相または周波数変調した信号光を送信し、受信器が前記信号光を受信してコヒーレント光検波を行う光通信システムにおいて、
請求項１または２に記載の偏波制御手段をそれぞれ有し、異なる光周波数の変調信号光をそれぞれ偏波制御手段により偏波制御して送信する複数の送信器と、
該送信した信号光を合波する光合波手段と、
該合波した信号光を分岐する光分岐手段と、
該分岐した信号光をそれぞれ受信する複数の受信器と、
を備えたことを特徴とする光通信システム。
【請求項５】
送信器が光強度、位相または周波数変調した信号光を送信し、受信器が前記信号光を受信してコヒーレント光検波を行う光通信システムにおいて、
異なる光周波数の変調信号光をそれぞれ送信する複数の送信器と、
該送信した信号光を合波する光合波手段と、
該合波した信号光を分岐する光分岐手段と、
該分岐した信号光をそれぞれ受信する複数の受信器と、
前記光合波手段と光分岐手段との間の伝送路に設けられた請求項１または２に記載の光通信装置とを備え、
前記光通信装置は、光合波手段により合波された複数の変調信号光に対し、一括で偏波制御を行うことを特徴とする光通信システム。
【請求項６】
送信器が光強度、位相または周波数変調した信号光を送信し、受信器が前記信号光を受信してコヒーレント光検波を行う光通信システムにおいて、
請求項１または２に記載の偏波制御手段をそれぞれ有する第１の送信器および第２送信器と、
前記第１の送信器から送信した信号光を、伝送路を介して受信する第１の受信器と、
前記第２の送信器から送信した送信光を、伝送路を介して受信する第２の受信器と、
前記第１の送信器からの信号光を伝送路へ送出すると共に、第２の送信器から伝送路を介した信号光を第２の受信器に送出する第１の光分岐結合手段と、
前記第２の送信器からの信号光を伝送路へ送出すると共に、第１の送信器から伝送路を介した信号光を第１の受信器に送出する第２の光分岐結合手段とを備え、
前記第１および第２の光分岐結合手段を用いて、双方向の伝送を共通の前記伝送路を介して実現することを特徴とする光通信システム。
【請求項７】
送信器が、光強度、位相または周波数変調した信号光を送信し、受信器が前記信号光を受信してコヒーレント光検波を行う光通信システムにおいて、
前記光通信システムは、それぞれ集中配置された複数の送信器および複数の受信器と、該集中配置された複数の送信器からそれぞれ送信された信号光を合波する第１の光分岐結合手段と、該集中配置された複数の受信器に対して信号光を分岐する第２の光分岐結合手段と、分散配置された複数の送信器および複数の受信器とを備えたポイント−マルチポイント形状のネットワークを構成し、
請求項１または２に記載の光通信装置を、前記第１の光分岐結合手段の後段に、および、前記第２の光分岐結合手段の前段にそれぞれ設け、
前記光通信装置は、複数の変調信号光に対し、一括で偏波制御を行うことを特徴とする光通信システム。
【請求項８】
送信器が光強度、位相または周波数変調した信号光を送信し、受信器が前記信号光を受信してコヒーレント光検波を行う光通信システムに用いる光通信装置において、
発振光に対してビット間隔の１／ｎ以下がマークとなるように変調された変調信号光を入力し、該変調信号光をｎ分岐する光分岐手段と、
該ｎ分岐した変調信号光のうちのｎ−１個の変調信号光を、他の変調信号光を含めて１ビット内でｎ通りの偏波状態を有するように、それぞれ所定の偏波状態に偏波回転させる偏波回転手段と、
前記ｎ分岐した変調信号光のうちのｎ−１個の変調信号光を、他の変調信号光を含めて１ビット内でｎ通りの偏波状態を有するように、時間的にそれぞれ所定分遅延させる遅延手段と、
前記偏波回転および遅延したｎ−１個の変調信号光と他の変調信号光とを合波する光合波手段と、
を有する偏波制御手段を備え、
該偏波制御手段の光合波手段により合波された変調信号光には、１ビット内においてｎ通りの偏波成分を含むことを特徴とする光通信装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コヒーレント光通信において、伝送路上の偏波変動に依存しない光通信装置または光通信システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
コヒーレント光通信においては、信号光と局部発振光を混合することにより光検波を行うが、信号光と局部発振光の偏波状態が一致していない場合、検波効率が劣化する。
【０００３】
このため、光信号と局部発振光の偏波状態を一致させる必要があるが、既設の光ファイバ伝送路中を長手方向にわたって偏波状態を保持することは現実的に難しく、受信側における信号光の偏波状態を一定の状態に維持しておくことができない。この原因は、光ファイバ伝送路の温度変化、振動などによるものである。このような信号光の偏波状態の変化に依存することなくコヒーレント光の検波を実現する方法には、ダイバーシティ受信方式、偏波スクランブル方式および偏波コントロール方式がある。
【０００４】
従来のダイバーシティ受信方式を用いた受信器（偏波ダイバーシティ受信器）を図８に示す（非特許文献１を参照）。この偏波ダイバーシティ受信器は、局部発振光源８１、光検波器８２、復調回路８３、加算器８４、光偏波分離素子８５および９０°偏波回転器８６を備えている。光偏波分離素子８５は、送信側より伝送された信号光を、直交する第１偏波状態と第２偏波状態に配分する。第１の光検波器８２は、この配分された信号光の一方を、局部発振光源８１から９０°偏波回転器８６を介した局部発振光の第１偏波状態と混合して受信し、その偏波状態における中間周波信号を出力する。また、第２の光検波器８２は、前記分配された信号光の他方を、局部発振光源８１からの局部発振光の第２偏波状態と混合して受信し、その偏波状態における中間周波信号を出力する。復調回路８３は、この２つの中間周波信号をそれぞれ復調し、加算器８４は、復調回路８３の出力を加算し、加算した信号成分を出力する。これにより、信号光の偏波状態に関わらず、受信器において一定以上の信号出力を得ることが可能となる。
【０００５】
次に、従来の偏波スクランブル方式を用いたコヒーレント光送信器を図９に示す（非特許文献２を参照）。このコヒーレント光送信器は、光源９１、および、内部または外部変調器９２を備えている。また、このコヒーレント光送信器に加えて、発振器９４および偏波変調器９３が設けられている。発振器９４および偏波変調器９３は、コヒーレント光送信器により送信された信号光に対し、信号変調速度を上回る高速な偏波変動成分を与える。これにより、コヒーレント光受信器側において信号光と局部発振光を合波する際に、それぞれの偏波状態が一致する成分が必ず生じるため、受信時の偏波状態を考慮する必要がなくなる。したがって、伝送路中における偏波変動に依存しない一定の受信信号を得ることが可能となり、また、偏波ダイバーシティ受信器のように複雑な受信器構造を必要としないという利点がある。
【０００６】
次に、従来の偏波コントロール方式を用いたコヒーレント光送信器を図１０に示す（非特許文献３を参照）。このコヒーレント光送信器は、偏波変動補償技術を用いるものであり、光源９５、および、内部または外部変調器９６を備えている。また、このコヒーレント光送信器に加えて、偏波ビームスプリッタ９７，１００および光ファイバ９８，９９が設けられている。光源９５および変調器９６は、変調形式が、ビット間隔の前半部がマークとなるような光信号を送信し、該光信号を偏波ビームスプリッタ９７に入射する。偏波ビームスプリッタ９７は、信号光を等分するように入射時の偏波状態を制御し、信号光を直交する偏波状態に分離する。光ファイバ９８，９９は、分離後の光路差が時間的にビットレートの半分の遅延を持つように調整されている。偏波ビームスプリッタ１００は、光ファイバ９８，９９を介して伝搬した信号光を合波し、ビットの前半部と後半部において偏波状態が直交する変調信号光を生成する。これにより、コヒーレント光受信器によって変調信号光を検波した際に、局部発振光と信号光の偏波状態が一致する成分が必ず存在するから、一定の信号出力を得ることが可能となる。
【０００７】
【特許文献１】Takanori Okoshi,Shiro Ryu and Kazuro Kikuchi,"Polarization-diversity receiver for heterodyne/coherent optical fiber communications,"4th International Conference on Integrated Optics and Optical Fiber Communication '83,Tokyo,27-30 June 1983,Paper No.30C3-2,Tech.Digest,pp.386-387
【特許文献２】N.Caponio,F.Delpiano,P.Gambini,M.Puleo,V.Seano and E.Vezzoni,”Demonstration of polarisation independent coherent transmission by synchronous intra-bit polarisation spreading,”IEEE International Conference on Communications ’91,23-26 June 1991,vol.1,pp.343-347
【特許文献３】I.M.I.Habbab,L.j.Cimini,Jr.,”Polarization-switching techniques for coherent optical communications,”Journal of Lightwave Technology,vol.6,issue.10,Oct1988,pp.1537-1548
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
従来の図８のような偏波ダイバーシティ方式では、受信器が、送信器により送出された光信号を偏波ダイバーシティ受信することにより、光信号を検波する。このため、光信号を偏波ダイバーシティ受信するためには、受信器に、光偏波分離素子、光結合器、光検波器、復調回路および加算器を追加する必要がある。したがって、偏波ダイバーシティ受信方式を実現するためには、光受信器の構成が複雑化するという問題が生じる。
【０００９】
また、従来の図９のような偏波スクランブル方式では、ビットレートを上回る速度で偏波変調をかける必要があるため、高速な発振信号を偏波変調器に入力するための発振器が必要となる。したがって、このような高周波部品が必要となることから、送信器自体が高価になってしまうという問題が生じる。
【００１０】
さらに、従来の図１０のような偏波コントロール方式では、偏波変調補償技術を用いたコヒーレント光送信器は、偏波ビームスプリッタが信号光を異なる偏波状態に分離する際に、偏波ビームスプリッタの分岐方向に対し４５°の向きで信号光を入射する必要がある。つまり、光源よりある偏波状態で出力された信号光の偏波を、信号光が偏波ビームスプリッタに入力されるまで一定に維持しなければならないことを意味する。これは、特に光波長多重通信方式を行う場合に大きな問題となり、各信号光に対して一括で偏波制御を行う場合はそれぞれの信号光に対して個別に偏波保持を行う必要が生じ、結果として部品点数の増加や偏波保持を行うことによるコストの上昇を引き起こす原因となる。また、偏波を一定に維持しなければならないことから、偏波変動状態が一定でないような光伝送路中の任意の場所に、このような偏波変動補償装置を配置することが不可能になる。このため、偏波変動補償装置を常に送信側に配置しなければならないという問題が生じる。
【００１１】
そこで、本発明は上記問題点を解決するため、信号光の伝送路中の偏波変動に依存せず、コヒーレント光通信時の受信感度を常に一定に保つことを、複雑な送受信器を用いることなく、既存の低コストな部品を用いることにより実現することを目的とする。また、光伝送路の任意の場所において偏波変動補償を可能とし、かつ、複数の信号光に対して一括で偏波制御を行うことにより、光波長多重通信時におけるコヒーレント光通信方式の導入を容易にすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明は、光伝送路上において、偏波を制御する二分岐光遅延線を用いる光通信装置である。本発明の基本的な構成を図１に示す。この光通信装置は、光源１１、変調器１２、および、光分岐器１４とアーム１５，１６と遅延器１７と偏波回転器１８と光合波器１９とを有する偏波制御器１３を備えている。光分岐器１４と光合波器１９は、アーム１５により接続されると共に、アーム１６により遅延器１７及び偏波回転器１８を介して接続される。光源１１は連続光を発振し、変調器１２は、この連続光を入力し、直接変調または外部変調により強度、位相または周波数信号変調を行い、ＲＺ変調信号光１０１を偏波制御器１３に挿入する。この場合、変調器１２による信号変調形式は、マークがビット間隔の半分以下となるようなＲＺ信号形式である。このＲＺ変調信号光１０１は、例えば、図１に示すように、左側が最初の信号（１）で、次の信号は１つ右側の信号（０）というように、「１０１１０１」の信号列で構成されている。偏波制御器１３の内部では、光分岐器１４が、挿入されたＲＺ変調信号光１０１を分岐し、２つのアーム１５，１６に伝送する。このとき、アーム１５に伝送された信号光はそのまま光合波器１９に伝送され、アーム１６に伝送された信号光は、変調信号速度の半分の遅延が与えられ、偏波状態を直交させられて、変調信号光１０２として光合波器１９に伝送される。つまり、遅延器１７は、分岐された信号光に対して、変調信号速度の半分の遅延を与えるように設計され、偏波回転器１８は、アーム１５の伝送信号である信号光に対して、偏波状態を直交させるように設計されている。そして、光合波器１９は、偏波回転器１８からの変調信号光１０２と、光分岐器１４からの信号光とを入力し、合波する。
【００１３】
これにより、合波後の変調信号光１０３は、１ビット内において直交する偏波成分を持ち、図示しない受信器における伝送信号のコヒーレント光検波時において、局部発振光の偏波状態に依存せず、一定の信号出力を得ることが可能となる。また、このとき、偏波制御器１３に挿入されるＲＺ変調信号光１０１の偏波状態にかかわらず、偏波回転器１８が出力する変調信号光１０２は、１ビット内に直交する成分を持っているから、ＲＺ変調信号光１０１の偏波状態を制御する必要がない。
【００１４】
このように、光伝送信号の１ビット内において直交する偏波状態を持たせることにより、伝送路中において信号光に対し偏波変動が生じた場合にも、ビット内偏波直交状態は保持される。このため、受信器側においてコヒーレント光受信を行う場合に、局部発振光に対し同一偏波状態の信号成分が必ず存在する。これにより信号光の偏波状態が、伝送路中においてどのような変化を受けた場合でもコヒーレント光受信を行うことが可能となり、受信器において信号を再生し出力することが可能となる。
【発明の効果】
【００１５】
以上説明したように、本発明の光通信装置は、光信号と局部発振光の偏波状態の制御を行うことなく、光へテロダイン受信時において一定の信号出力を得ることが可能となる。また、この光通信装置を用いた光通信システムは、偏波変動に依存しないコヒーレント光通信において、送受信器の構造を複雑化することなく、簡易な構造で信号検波を行うことが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明の実施形態について、図面を用いて詳細に説明する。以下、偏波制御器とは、図１に示した偏波制御器１３の構造を持つ偏波制御器を指すものとする。
【００１７】
本発明の第一の実施形態として、偏波制御器は、光ファイバ伝送路を用いることができる。図１において、本実施形態は、偏波制御器の入力および出力に光ファイバ伝送路を用いると共に、アーム１５，１６にも光ファイバ伝送路を用いて構成される。この場合、光分岐器１４、光合波器１９には例えば光ファイバカプラや空間系または導波路型光スプリッタを、遅延器１７には例えば光ファイバ遅延器を用いることができる。
【００１８】
このように、光通信装置は、光ファイバを用いて構成することにより、簡易な部品を用いて偏波制御を実現することが可能となり、偏波制御器１３自体の製造費用を低く抑えることが可能となる。
【００１９】
また、偏波制御器は、例えばＰＬＣ（Ｐｌａｎｅｒ  Ｌｉｇｈｔｗａｖｅ  Ｃｉｒｃｕｉｔ）を用いた光導波路型二分岐光遅延線を用いることができる。図１において、本実施形態は、偏波制御器の入力と出力、光分岐器１４、光合波器１９、アーム１５、１６および遅延器１７について単一の光導波路素子を用いて構成される。偏波回転器１８は、光導波路素子上に、例えば入力の偏波状態に対し出力の偏波状態が直交するように設計された、波長板または複屈折媒質を配置するように構成される。
【００２０】
このように、光通信装置は、光導波路型素子を用いて構成することにより、光ファイバを用いた場合に比べ伝送路の物理的な揺らぎへの耐性が強く、二分岐光遅延線の安定性が大きく向上する利点を有する。
【００２１】
さらに、偏波制御器は、例えば空間系の光学機器を用いることができる。図１において、例えば光ビームスプリッタを用いた光分岐器１４が、偏波制御器への入力光を空間的に分離し、アーム１５に相当する空間的伝送路と、遅延器１７を含めたアーム１６に相当する空間的伝送路との間の距離を調整することにより、光二分岐光遅延線を構築することができる。偏波回転器１８には例えば波長板を、光合波器１９には例えば光ビームコンパイナを用いることができる。
【００２２】
このように、光通信装置は、空間系を用いて構成することにより、光学的に安定した偏波制御器を構成することができ、遅延器１７の精度を大幅に向上させることが可能となる。
【００２３】
図２は、本発明の第二の実施形態を示す構成図である。この光通信システムは、光源２１、光信号変調器２２および偏波制御器２３を備えた送信器２０と、局部発振光源２６、光合波器２７、光検波器２８および復調回路２９を備えた受信器２５と、送信器と受信器との間を接続する光ファイバ伝送路２４とにより構成される。この送信器２０は、図１と同様に、光源２１、光信号変調器２２および偏波制御器２３を用いることにより、ビット間隔内において偏波状態が直交する成分を持つ変調信号光１０３を出力する。光ファイバ伝送路２４は、この変調信号光１０３を伝送し、コヒーレント光受信を行う受信器２５は、この変調信号光１０３を受信し、送信器２０から伝送された信号光の信号成分を出力する。
【００２４】
図３は、本発明の第三の実施形態を示す構成図である。この光通信システムは、複数の送信器３１−１〜ｎと、複数の受信器３２−１〜ｎと、光分岐結合器３３，３４と、光ファイバ伝送路３５とにより構成される。各送信器３１−１〜ｎおよび各受信器３２−１〜ｎは、図２に示した構成と同様であるものとする。複数の送信器３１−１〜ｎがそれぞれ異なる光周波数の変調信号光を送出するように、各光源２１には発振光周波数が設定されている。送信器３１−１〜ｎが変調信号光をそれぞれ偏波制御した後、光分岐結合器３３は、これらの信号光を合波する。そして、光ファイバ伝送路３５が、合波された信号光を伝送した後、光分岐結合器３４は、その信号光を分岐し、各受信器３２−１〜ｎに挿入する。
【００２５】
このとき、各受信器３２−１〜ｎは、局部発振光の光周波数を変えることにより、異なる光周波数の変調信号光を受信検波することが可能となる。また、多数の光周波数を搬送波とした多重信号を同一の光ファイバ上で伝送することにより、伝送容量の大幅な拡大を実現することが可能となる。光分岐結合器３３，３４を光周波数分岐結合器とすることにより、変調信号を分岐結合する際の伝搬損失を大幅に低減させることも可能となる。
【００２６】
図４は、本発明の第四の実施形態を示す構成図である。この光通信システムは、複数の送信器４１−１〜ｎと、複数の受信器４２−１〜ｎと、光分岐結合器４３，４４と、偏波制御器４５と、光ファイバ伝送路４６とにより構成される。各送信器４１−１〜ｎは、異なる光周波数を発振する光源２１、および光信号を変調する光信号変調器２２を備え、各受信器４２−１〜ｎは、図２および図３に示した構成と同様であるものとする。各送信器４１−１〜ｎは変調信号光を送出し、光分岐結合器４３がこの信号光を合波し、偏波制御器４５が偏波制御する。偏波制御器４５を、図１に示した偏波制御器１３と同様の構成とすることにより、各信号光に対して一括で偏波制御を行うことが可能となる。その後、光ファイバ伝送路４６は信号光を伝送し、光分岐結合器４４は、信号光を各受信器４２−１〜ｎに分岐する。変調信号光の光周波数にそれぞれ対応した受信器４２−１〜ｎは、これらの信号光をコヒーレント光受信することにより、送信信号を復調し出力することができる。
【００２７】
このように、偏波制御器４５が各変調信号に一括で偏波制御をかけることにより、従来のコヒーレント光通信と構成を大きく変えることなく、偏波状態への依存性を解決することが可能となる。また、偏波制御器４５による偏波制御は入力の偏波状態に依存しないため、多数の変調信号光に対し一括で偏波制御を行う場合に、各信号の偏波状態を一定に保つ必要がなく、偏波制御器４５の構成を簡易なものとすることが可能となる。
【００２８】
また、第四の実施形態によれば、第三の実施形態において各送信器３１−１〜ｎに個別に配置していた偏波制御器２３を複数の送信器４１−１〜ｎで共有することが可能となるため、送信器４１−１〜ｎ、光分岐結合器４３および偏波制御器４５を一カ所に集中配置するネットワーク構成において、特に有効となる。中でも、受信器４２−１〜ｎを分散配置するポイント−マルチポイントネットワークの形態においては、各受信器４２−１〜ｎの機能を削減し、送信器４１−１〜ｎ側に機能を集約することにより、ネットワーク全体の管理を簡易なものとすることができる。したがって、本実施形態は非常に有効であり、受信器において構成を複雑化し、コストを上げる要因となる偏波ダイバーシティ構造を必要とせず、偏波への依存性を解決することが可能となる。
【００２９】
図５は、本発明の第五の実施形態を示す構成図である。この光通信システムは、送信器５１，５４と、受信器５２，５３と、光分岐結合器５５，５６と、光ファイバ伝送路５７とにより構成される。各送信器５１，５４および各受信器５２，５３は、図２に示した構成と同様であるものとする。各送信器５１，５４が光周波数の異なる変調信号光を送信し、光分岐結合器５５，５６および光ファイバ伝送路５７を経て、各受信器５２，５３がコヒーレント光検波する点は、図２〜４と同様である。この光通信システムは、送信器５１から受信器５２に光信号を伝送する方向とは逆向きに、送信器５４および受信器５３を配置することにより、双方向の光通信を可能としている。
【００３０】
光分岐結合器５５，５６を、光周波数分岐結合器または光サーキュレータとすることにより、分岐結合時の光信号損失を低減することが可能となる。これは、図２を拡張した図３と同様に構成することにより、複数の送信器および複数の受信器を用いて双方向伝送を実現することも可能となる。また、このとき、図４に示したように、複数の送信器で偏波制御器を共有する形態とすることもできる。
【００３１】
以上、第二、三および五の実施形態においては、偏波制御器を信号送信器内部に配置した場合を示したが、該偏波制御器は光信号の偏波状態に依存せず偏波制御を行うため、受信器の前段に配置するようにしてもよい。
【００３２】
図６は、本発明の第六の実施形態を示す構成図である。この光通信システムは、複数の送信器６１−１〜ｎ，６２−１〜ｍと、複数の受信器６３−１〜ｎ，６４−１〜ｍと、光分岐結合器６５〜６９と、偏波制御器７１，７２と、光ファイバ伝送路７３とにより構成されるポイント−マルチポイント形態のネットワークである。各送信器６１−１〜ｎ，６２−１〜ｍは、異なる光周波数の変調信号光を出力するために、光源２１および光変調手段２２を備えている。図４の構成と同様に、送信器６１−１〜ｎは光周波数の異なる変調信号光を送出し、光分岐結合器６５はこれらの光変調信号を合波し、偏波制御器７１は偏波状態を制御し、光分岐結合器６７が光変調信号を合波して光ファイバ伝送路７３に出力する。その後、光ファイバ伝送路７３は光信号を伝送し、光分岐結合器６８，６９は光信号を分岐し、受信器６３−１〜ｎは分岐された光信号を受信する。この場合、受信器６３−１〜ｎは分散配置されている。
【００３３】
さらに、双方向の光通信システムを構成するため、送信器６２−１〜ｎ、受信器６４−１〜ｎ、光分岐結合器６６〜６９および偏波制御器７２を用いることにより、双方向多重伝送を実現することができる。この場合、特にポイント−マルチポイント形状のトポロジにおいては、図６に示すように、片端の送信器および受信器がそれぞれ一カ所に集中配置され、他方の送信器および受信器はそれぞれを対として分散配置される。そのため、送信器６２−１〜ｎから受信器６４−１〜ｎへの方向の伝送の際には、光分岐結合器６６と６７との間に偏波制御器７２を配置することにより、受信時の偏波状態への依存性を低減することが可能となる。また、光分岐結合器６５〜６９を光周波数分岐結合器とする、または光分岐結合器６７，６９を光サーキュレータとすることにより、分岐結合損失を低減することが可能となる。
【００３４】
また、これら第一〜六の実施形態において用いた偏波制御器は、ビット内をｎ分割し、ｎ本の遅延線を用いてｎ通りの偏波状態とする、図７のような構成とすることもできる。図７において、偏波制御器は、光分岐器７５、光合波器７６、遅延器７７−１〜（ｎ−１）および偏波回転器７８−１〜（ｎ−１）を備えている。光分岐器７５は、信号光の信号変調形式を１ビットの１／ｎ以下がマークとなるようなＲＺ変調信号光を入力する。そして、光分岐器７５は信号光をｎ分岐し、ｎ本の伝送路に送出する。その後、遅延器７７−１〜（ｎ−１）および偏波回転器７８−１〜（ｎ−１）は、それぞれ遅延および偏波回転を行い、光合波器７６は、１ビット内でｎ通りの偏波状態を持つ変調信号を生成する。各遅延器７７は、それぞれ１ビットの速度の１／ｎ〜（ｎ−１）／ｎの遅延を与えるように設計されている。
【００３５】
このとき、偏波制御器は、当該偏波制御器に挿入前の信号光の偏波状態からその挿入前の信号光に直交する偏波状態までを、ｎ分割したｎ通りの偏波状態をそれぞれとるように偏波状態を制御する。または、偏波制御器は、ｍ番目の偏波状態がｍ＋１番目の偏波状態と直交するように制御することにより、交互に直交する偏波状態が連続するような変調信号を生成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明の基本的原理を説明する図である。
【図２】本発明の第二の実施形態を示す図である。
【図３】本発明の第三の実施形態を示す図である。
【図４】本発明の第四の実施形態を示す図である。
【図５】本発明の第五の実施形態を示す図である。
【図６】本発明の第六の実施形態を示す図である。
【図７】本発明の偏波制御器の応用例を示す図である。
【図８】従来の偏波ダイバーシティ受信方式を示す図である。
【図９】従来の偏波スクランブル方式を示す図である。
【図１０】従来の偏波変動補償技術を用いた方式を示す図である。
【符号の説明】
【００３７】
１１，２１，９１，９５  光源
１２，２２，９２，９６  変調器
１３，２３，４５，７１，７２  偏波制御器
１４，７５  光分岐器
１５，１６  アーム
１７，７７  遅延器
１８，７８，８６  偏波回転器
１９，２７，７６  光合波器
２０，３１，４１，５１，５４，６１，６２  送信器
２４，３５，４６，５７，７３  光ファイバ伝送路
２５，３２，４２，５２，５３，６３，６４  受信器
２６，８１  局部発振光源
２８，８２  光検波器
２９，８３  復調回路  
３３，３４，４３，４４，５５，５６，６５〜６９  光分岐結合器
８４  加算器
８５  光偏波分離素子
９３  偏波変調器
９４  発振器
９７，１００  偏波ビームスプリッタ
９８，９９  光ファイバ
１０１，１０２，１０３  変調信号光
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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