(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
光伝送システムで使用する方法であって、
各変調サイクルにわたる光信号の偏光状態の平均値が実質的にゼロに等しくなるように、複数の光チャネルを有する光信号の偏光状態を変調するステップ、および
各変調サイクルにわたる前記光信号の前記偏光状態の平均値を前記の実質的にゼロに維持しつつ、前記光信号の所定の光チャネルの偏光状態を、前記光送信システムの所定の特性を示す信号に応答して方向付けるステップ
からなる方法。
【請求項２】
前記所定の特性が信号対ノイズ比である請求項１記載の方法。
【請求項３】
前記所定の特性がＱファクターである請求項１記載の方法。
【請求項４】
前記複数の光チャネルが波長分割多重化された光チャネルである請求項１記載の方法。
【請求項５】
前記光信号の前記少なくとも１つのチャネルおよび前記光信号の少なくとも１つの他のチャネルが実質的に同じ光パワーである請求項１記載の方法。
【請求項６】
前記複数の波長分割多重化された光チャネルが複数の光源により生成される請求項４記載の方法。
【請求項７】
前記光源の少なくとも１つがレーザからなる請求項６記載の方法。
【請求項８】
前記レーザが波長調整可能なレーザからなる請求項７記載の方法。
【請求項９】
前記レーザが連続的な光信号を発生する請求項７記載の方法。
【請求項１０】
所定の周波数で前記波長分割多重化された光信号の少なくとも１つのチャネルにデータを変調するステップをさらに含む請求項１記載の方法。
【請求項１１】
前記偏光状態を変調するステップは、各変調周期にわたる前記偏光状態が実質的にゼロになるように、位相ロックされ前記所定の周波数と実質的に等しい周波数で変調されるステップを含む請求項１０記載の方法。
【請求項１２】
前記光信号に与えられた偏光変調の位相を選択的に変えるステップをさらに含む請求項１１記載の方法。
【請求項１３】
前記光信号に実質的に偏光変調を与えないで前記光信号を選択的に位相変調するステップをさらに含む請求項１０記載の方法。
【請求項１４】
前記選択的に位相変調するステップが、データが変調された前記所定の周波数に等しい周波数で前記光信号を選択的に位相変調するステップを含む請求項１３記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は情報の光送信技術に関するものである。より詳しくは、本発明は波長分割多重化された送信システムにおける偏光変調に関するものである。
【０００２】
【発明が解決しようとする課題】
波長−分割多重化の技術は、その一部において、このような多重化が提供する広い帯域幅容量により水中および大陸間の地球上の光送信システムにおいて益々利用されることが期待されている。残念なことには、波長分割多重化された送信システムは、このような送信システムにおいて典型的に使用されているエルビウムがドープされたファイバ増幅器における偏光−依存のホールバーニングのような偏光依存の効果、および多重化されたチャネル間のクロストークによってその性能が制限されてしまう偏光依存のホールバーニングはエルビウムがドープされたファイバ増幅器の母集団反転動作（ｐｏｐｕｌａｔｉｏｎ  ｉｎｖｅｒｓｉｏｎ  ｄｙｎａｍｉｃｓ）に関連している。クロストークは主に光送信ファイバの非線形の屈折率により生じる。四波混合（ｆｏｕｒ−ｗａｖｅ  ｍｉｘｎｇ）はクロストークを生じる有害な顕著な効果の１つである。多重化に関連した問題を増大化するのは、環境条件における変化や他の要因のために、上記した性能制限効果を時間とともに変化させる影響を与えるいくつかのシステムのパラメータの傾向である。したがって、四波混合を減少しつつ同時に偏光−依存のホールバーニングを減少することは、波長分割多重化された光送信しステムにおいて望ましい。さらに、変化する状況下においてこのような同時的な減少を達成することが特に望ましい。
【０００３】
【課題を解決するための手段】
光信号が複数のチャネルを有し、各変調サイクル上の光信号の偏光の状態（ｓｔａｔｅ−ｏｆ−ｐｏｌａｒｉｚａｔｉｏｎ）の平均値が実質的にゼロに等しく、および各変調サイクル上の光信号の偏光の状態の平均値を実質的にゼロに維持しながら光信号の予め定められた光チャネルの偏光の状態を送信システムの予め定められた特性を表示する信号に応答して方向を定める、本発明による、光信号の偏光の状態を変調するための方法と装置によって、波長分割多重化された光送信システムにおける多重化されたチャネル間の四波混合、および偏光依存のホールバーニングの効果が同時に減少することができる。好ましいことには、この技術は変化する条件下において性能制限効果を減少することができる。
【０００４】
【発明の実施の形態】
図１は本発明を実施する要素の例示的な構成の簡略化されたブロックダイヤグラムである。図示されているのは光送信機１００、光送信経路１７０、光受信機１７５、ビット速度エラー検出機１７８、並びに遠隔測定経路１８５である。光送信機１００は複数の光チャネルを生成するための複数の光源１０１、複数の偏光コントローラ１０６、１１７、１２１、および１２９、Ｎ×１マルチプレクサ１１５、偏光フィルタ１１２、偏光モジュレータ１１９、コントローラ１３０、並びに、調節可能な複屈折要素１２２である。ここで、まず始めに、本明細書において使用する「チャネル」の用語は特異な波長により規定される光学的な現象を指すものとする。よって、チャネルの用語は、各要素が異なる波長を有する、複数の要素を持つ波長分割多重化された光信号の成分を意味するものである。さらに、本明細書で使用したように、チャネルの用語は単色の光信号を指す。光送信機１００を形成する上記でリストした要素は、例えば、必要ならば偏光を維持する光ファイバを含む、光ファイバを含む、従来の手段を使用して接続される。光送信機１００は、図示したように、光送信システム１９０を形成するために光送信経路１７０および光受信機１７５に接続される。光送信システム１９０は、例えば、図示したような単一方向性のシステム、あるいは反対方向の通信を行うための別の光送信機と受信機（図示せず）を使用した双方向性のシステムである。光送信経路と光受信機は公知のものである。光受信機１７５は受信した光信号におけるビットエラーの速度を検出するビットエラー速度検出機１７８に接続されている。ビットエラー速度検出機の機能は光学的に光受信機１７５内に直接組み込むこともできる。ビットエラー速度は光学的な信号対ノイズ比、Ｑファクター、あるいは送信システム１９０たのの全体の性能あるいは１つまたはそれより多くの選択された光チャネルの性能の指標を提供する公知の良さの指数を決定するために使用される。この例示的な例に置いては、Ｎ光チャネルの平均を表すＱファクターが性能指示として使用される、Ｑファクターは、例えば、Ｎｅａｌ  Ｓ．Ｂｅｒｇａｎｏ、Ｆ．Ｗ．Ｋｅｒｆｏｏｔ、Ｃ．Ｒ．Ｄａｖｉｄｓｏｎによる「Ｍａｒｇｉｎ  Ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｓ  ｉｎ  Ｏｐｔｉｃａｌ  Ａｍｐｌｉｆｉｅｒ  Ｓｙｓｔｅｍｓ」、ＩＥＥＥ  Ｐｈｏｔｏｎｉｃｓ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ  Ｌｅｔｔｅｒｓ，Ｖｏｌ．５、Ｎｏ３、１９９３年３月、ｐｐ３０４−３０６に記載されている。Ｑファクターを表す信号は遠隔測定経路１８５を経て光送信機１００内のコントローラ１３０に戻される。遠隔測定経路は、分離した経路、あるいは例えばデータまたは反対方向に送信されるＳＯＦＮＥＴフレームのような信号フレーム内におけるオーバヘッドビットを使用した送信経路１７０の一部である。分離した経路が望ましい場合には、例えば、電話線のような呼線チャネルまたは分離したチャネルが利用される。本発明では、調節可能な複屈折要素１２２および偏光コントローラ１２９を動的に制御するために、光送信機１００内のコントローラ１３０による受信されたＱファクターが使用される。このような動的制御スキームは以下に説明する。
【０００５】
光送信機１００においては、それぞれ図示したような異なる波長λ1 、λ2 、…λN を有する複数の連続的な波の光信号を発生し、よって複数のＮの光チャネル１０２−１、１０２−２…１０２−Ｎを規定するために、例えば、波長同調可能な半導体レーザのような、複数の光源１０１−１、１０１−２、…、１０１−Ｎが利用される。光源１０１は光チャネル１０２が実質的に同じ光パワーを有するように適合される。１つまたはそれより多くの光源１０１が光チャネル１０２が従来の技術を使用してデータソース（図示せず）により供給された情報を運搬するように適合されている。光源１０１により発生された光りチャネル１０２は偏光コントローラ１０６を通過し、またＮ×１マルチプレクサ１１５により受信される。偏光コントローラ１０６は各光チャネル１０２の偏光の状態（ＳＯＰ）をこれらがすべて実質的に同じＳＯＰを有するように方向を定める。当業者であれば共通のＳＯＰｓはポアンカレ球上の単一の点として表されることが理解される。ポアンカレ球は良く知られており、例えばＷｉｌｌｉａｍ  Ａ．ＳｈｕｒｃｉｆｆによるＰｏｌａｒａｉｚｅｄ  Ｌｉｇｈｔ：Ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ  ａｎｄ  Ｕｓｅ、Ｈａｒｖａｒｄ  Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ  Ｐｒｅｓｓ、１９６２年に記載されている。Ｎ×１マルチプレクサ１１５は、例えば業界で公知である双方向性の光カプラである。Ｎ×１マルチプレクサ１５の出力は、各チャネルが異なる波長λ1 、λ2 、…λN により規定される、Ｎチャネルを有する波長分割多重化された光信号１１０である。便宜上、チャネルを最も低い波長から最も高い波長まで順次１、２、…Ｎと番号付けする。本発明のこの例示した例においては、以下の理由により、チャネルの波長は、例えば１ｎｍづつ、均等に離間されている。しかしながら、本発明の他の応用においては、非均一のチャネル波長間隔とすることもできる。例えば、非均一のチャネル波長感覚は四波混合の効果を減少するのを補助することができる。
【０００６】
波長分割多重化された光信号１１０は偏光コントローラ１１７と偏光フィルタ１１２を通過した後にＮ×１マルチプレクサ１１５から偏光モジュレータ１１９を通過する。偏光モジュレータ１１９は波長分割多重化された光信号１１０のＳＯＰを連続的に変調するように動作しこれにより偏光モジュレータ１１９の１つの変調サイクルに対応する時間間隔の間において１つの偏光状態になることがないようにする。よって、偏光モジュレータ１１９から出力された偏光−変調され波長分割多重化させた光信号１２０は実質的に変調されることがなく、つまり変調時間間隔上のそのＳＯＰの平均値は実質的にゼロとなる。好適なことには、このような偏光変調は偏光−依存のホールバーニングの否定的な効果を顕著に減少することができる。１つの変調サイクルにおいては、偏光モジュレータ１１９は波長分割多重化された光信号１１０のＳＯＰを変調してポアンカレ球上の完全な大円をトレースする。あるいは、ＳＯＰはポアンカレ球上の軌道の回りを完全な大円をトレースすることなく往復する。特定の選択された軌道にかかわらず、変調サイクル上のＳＯＰの平均値がゼロに等しいことが重要である。偏光変調は公知であり、また偏光「スクランブラーズ（ｓｃｒａｍｂｌｅｒｓ）」とも呼ばれている。この例示的な実施の形態では、偏光モジュレータ１１９は米国特許第５、３２７、５１１号に開示された形式のもの（当該特許の第３図を特に参照）を想定しており、この開示を本明細書中に参考として組み入れる。当業者はこの例示的な実施の形態において偏光モジュレータ１１９は偏光−依存デバイスであり、また他の公知な偏光モジュレータであることが理解されるものである。よって、本発明のいくつかの応用においては偏光モジュレータ１１５への強力に偏光された入力信号を利用することが望ましい。したがって、図１は偏光モジュレータ１１５への入力において配置された偏光フィルタ１１２を示したものである。偏光フィルタは公知である。偏光コントローラ１１７は偏光フィルタ１１２へ送信される信号パワーが最大化するために波長分割多重化された信号１１０のＳＯＰを方向を定めるために利用される。ここで、偏光フィルタ１１２と偏光コントローラ１１７は本発明を実施するためには必須ではなく、よって任意的なものである。あるいは、偏光フィルタ１１２の機能を偏光モジュレータ１１９内に直接組み込む構成としても良い。
【０００７】
偏光モジュレータ１１９からの出力である偏光変調され波長分割多重化された光信号１２０は偏光コントローラ１２１を経て調節可能な複屈折要素１２２を通る。偏光コントローラと調節可能な複屈折要素は公知である。偏光コントローラ１２１は、例えば、１９８０年のＩＥＥＥ  Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ  Ｌｅｔｔｅｒｓ、Ｖｏｌ．１６、７７８頁においてＨ．Ｃ．Ｌｅｆｅｖｒｅにより説明されたＬｅｆｅｖｒｅ式の偏光コントローラである。調節可能な複屈折デバイス１２２はその高速軸と低速軸の間の調節可能な伝播遅延差を有するように選択され、これにより選択された複屈折の量を可変とすることができる。調節可能な複屈折要素は公知である。調節可能な複屈折要素１２２は、例えば、Ｂａｂｉｎｅｔ−Ｓｏｌｅｉｌ補償板である。偏光コントローラ１２１は偏光−変調され波長多重化された光信号１２０の大円偏光変調軌道を調節可能な複屈折要素１２２の高速軸と低速軸を結合するポアンカレ球上の線に垂直な面内に位置するために利用される。本発明によれば、調節可能な複屈折要素１２２は、偏光変調され波長分割多重化された光信号１２０内の光チャネルのＳＯＰｓを選択された複屈折の量にしたがって相互に変化できるようにする。図２は調節可能な複屈折要素から発生した偏光変調され波長分割多重化された光信号１２３における光チャネルのＳＯＰｓがポアンカレ球上の大円軌道に沿って分割される方法を示したものである。本発明を非限定的に明確化するために、４つの例示的な光チャネルに対するＳＯＰｓだけが示されており、つまり図２ではＮ＝４である。偏光変調され波長分割多重化された光信号１２０における光チャネルのＳＯＰｓの分離は、分離角αijにより便宜的に説明され、ｉとｊは隣り合う波長を有する光チャネルを識別するための添字である。調節可能な複屈折要素は全体の複屈折、およびコントローラ１３０からの制御信号１３２に応答して、分離角αijを動的に調節する。当業者であれば、この例示的な例においては分離各αijは均一であり、つまり上記の均一なチャネル波長間隔により、α1,2 ＝α2,3 ＝αN-1,N であることが判る。いくつかの用途においては、分離角αijを、例えば、約１８０°に選択することが望ましく、これにより奇数ないし偶数の番号が付けられた光信号は発射状態（ｌａｕｎｃｈ  ｓｔａｔｅ）において実質的に垂直である初期のＳＯＰｓを有する。あるいは、分離角αijは非均一のチャネル波長間隔が利用された場合には非均一とされる。また、本発明のいくつかの用途においては均一と非均一の分離角αijの組み合わせを利用することが望ましい場合もある。この例示的な実施の形態では、選択された値によらず、複数のＮの異なる光チャネルに対する光受信機１７５において計測されたＱファクターを最大化するために平均の分離角α（バー）ij動的に調節される。したがって、所定の瞬間における実際の分離角αijは初期に選択された値から変化する。当業者であれば、光送信システム１９０において発生することができる四波混合生成物は上記した参照した分離角αijの動的制御により減少することができる。図１を参照して、調節可能な複屈折要素１２２から発生する偏光変調され波長分割多重化された光信号１２３は偏光コントローラ１２９により��信されこれは偏光変調され波長分割多重化された光信号１２３のＳＯＰの発射の向きを光送信経路１７０内にセットするように動作する。偏光モジュレータ１２９はビットエラー速度検出器１７８による計測された光受信機１７５におけるＱファクターをさらに最大化するためにコントローラ１３０からの制御信号１３４におうとうして発射されたＳＯＰを動的に調節する。本発明の原理によれば、ＳＯＰ分離および発射むきの動的な制御に加えて、全ての光チャネルは上記したように大円偏光軌道の回りを同時に移動し、これにより波長分割多重化された光信号１２３のＳＯＰの平均値が実質的にゼロに維持される。よって、本発明の原理によれば、偏光−依存のホールバーニングと四波混合の効果を光送信システムにおいて同時に且つ顕著に減少することができる。この性能改善は変化する環境あるいは光送信システム１９０における偏光−依存ホールバーニングおよび四波混合に影響を及ぼす他のファクター下でも実現することができる。
【０００８】
この例示的な実施の形態では、コントローラ１３０はビットエラー速度検出器１７８により計測された光受信機１７５におけるＱファクターを最大化するために、２つのパラメータである平均分離角α（バー）ijと発射ＳＯＰを動的に制御する。ここで、しかしながら、１つだけあるいは他のパラメータの動的な制御も本発明の範囲に含まれるものである。コントローラ１３０により使用される制御技術は、例えば、計測されたＱファクターの最大値が得られるまで、分離角αij、および発射ＳＯＰを順次調節する簡単で有効なスキームである。あるいは、これらのパラメータが開始点から正および負の量で変化するディザリング技術が採用され、また得られたＱファクターがビットエラー速度検出器１７８により計測される。パラメータの最終的な位置は計測されたＱファクターを最大とするものである。当業者であれば信号のＳＯＰがベクトル量であるのでこのようなディザリング技術は２つの自由度で考慮しなければならないことが判る。図３と図４はポアンカレ球を使用したディザリング技術の一例を図式的に示したものである。図３において、開始ＳＯＰはベクトル３０２により表されている。ディザ軌道３０３はポアンカレ球上の円としての開始ＳＯＰの回りに描かれ、ベクトル３０２の端点がその中心である。偏光コントローラ１２９はＳＯＰが環状のディザ軌道３０３の回りに摂動するように調節される。ディザ軌道３０３から予め定められた数の等点において、受信した信号のＱファクターが計測される。初期の条件のベクトル３０２は次いで、図４に示したように、最良のＱファクターにおいて得られたディザ軌道３０３上のＳＯＰを表すベクトル４０４に置き換えられる。新しい環状のディザ軌道４０５が次いでベクトル４０４の端点をその中心として使用して描かれ、上記のプロセスが繰り返される。
【０００９】
図５は本発明による要素の第２の例示的な実施の形態の構成を示した単純化されたブロックダイヤグラムを示したものである。図示されたのは光送信機５００、光送信経路５７０、光受信機５７５、ビット速度エラー検出機５７８、並びに遠隔測定経路５８５である。光送信機５００、光受信機５７５、ビットエラー速度検出器５７８、並びに遠隔測定経路５８５は図１に示した対応する要素を形態および機能が同様である。光送信機５００は複数の光チャネル５０２を生成するための複数の光源５０１、複数の偏光モジュレータ５１０、複数の偏光コントローラ５１４と５４０、Ｎ×１マルチプレクサ５１５、並びに、偏光変調コントローラ５２０を含んでいる。これらの要素は従来の手段を、例えば必要ならば偏光を維持する光ファイバを含む、光ファイバを使用して接続される。光送信機５００は、図示したように、光送信システム５９０を形成するために光送信経路５７０および光受信機５７５に接続される。この例示的な実施の形態では、偏光変調コントローラ５２０は、先の実施の形態と同様に、遠隔測定経路５８５上のビットエラー速度検出器５７８からの、Ｑファクターを表す信号に応答して、先に例示した実施の形態と同様に、光チャネル５０２の偏光変調を動的に制御する。偏光変調コントローラは、図示したように、偏光モジュレータ５４０を選択的に動的に制御する構成とすることができる。
【００１０】
複数の光源５０１−１、５０２−２、…５０１−Ｎは、図示したように、それぞれ異なる波長、λ1 、λ2 、…λN を有する複数の光信号を発生し、これにより複数のＮの光チャネル５０１−１、５０１−２、…５０２−Ｎを規定する。光源５０１は光チャネル５０２が実質的に同じ光パワーを有するように適合される。この例示的な例では、各光チャネル５０２は個々の偏光モジュレータ５１０と個々の偏光コントローラ５１４を通過する。偏光モジュレータ５１０−１、５１０−２、…５１０−Ｎは、偏光変調コントローラ５２０により発生された、偏光変調制御信号β1 、β2 、…βN に応答して、それぞれ光チャネル５０２−１、５０２−２、…５０２−ＮのＳＯＰｓを変調する。偏光変調制御信号β1 、β2 、…βN は、例えば、以下で示された正弦波状の信号である。
【数１】
0003744992.tif 000002
ここで、ωは偏光変調周波数であり、δは相対的な位相である。この例示的な例では、ωは一定であり、またω1 ＝ω2 ＝ωN ＝ωであり、δとＡは変数である。例えば、振幅Ａは光チャネルのＳＯＰｓの平均値が実質的にゼロに等しいように調節される。図１と同様な方法により、偏光モジュレータ５１０はＳＯＰ光信号５０２を連続的に変調して偏光モジュレータ５１０の１つの変調サイクルに対応する時間間隔の間において１つの偏光状態になることがないようにする。よって、偏光モジュレータ５１０から出力された光チャネル５０２は実質的に変調されることがなく、つまり変調時間間隔上のＳＯＰの平均値は実質的にゼロとなる。さらに、これによりＮ×１マルチプレくた５１５からの波長分割多重化された光信号５２３が実質的にゼロの平均値のＳＯＰを持つようになる。１つの変調サイクルにおいて、各偏光モジュレータ５１０は光チャネル５０２のＳＯＰを変調してポアンカレ球上の完全な大円をトレースする。あるいは、ＳＯＰはポアンカレ球上の軌道の回りを完全な大円をトレースすることなく往復する。また、特定の選択された軌道にかかわらず、変調サイクル上の光チャネル５０２のＳＯＰの平均値がゼロに等しいことが重要である。偏光モジュレータ５１０から出た偏光変調された光チャネル５１１はＮ×１マルチプレクサ５１５により受信されて単一の波長分割多重化された光信号５２３に結合される。
【００１１】
上記した偏光変調により各光チャネル５０２のＳＯＰの平均値が各変調サイクル上で実質的にゼロに等しくなる。よって、波長分割多重化された光信号５２３のＳＯＰの平均値は同様に各サイクル上で実質的にゼロに等しくなる。偏光変調コントローラ５２０の下で式（１）において変調周波数駆動信号βi の相対的な位相δi を選択的に変えることにより、また偏光コントローラ５１４を調節することにより、偏光変調された光チャネル５１１の全てのＳＯＰｓが図２に示したような同様な構成においてポアンカレ球上のある特定の大円軌道に沿って分離される。本発明のいくつかの用途においては、特定の大円を偏光モジュレータ５１０により利用されたのと同じ大円に選択することが好ましい。あるいは、ＳＯＰｓは独立、つまりポアンカレ球上の同じ大円を共有しないようにすることもできる。当業者には偏光コントローラ５１４が本発明のこの例示的な例において偏光モジュレータ５１０から出た光チャネル５１１のＳＯＰｓの方向を同じ大円軌道内に決めるために利用されることが判る。先の実施の形態と同様に、隣り合う波長を有する光信号のＳＯＰｓの間の分離は図２に示したようにポアンカレ球上の分離角αijにより便宜上示されている。本発明の原理によれば、偏光モジュレータ５１０は偏光変調コントローラ５２０からの変調信号駆動信号βi に応答して、変調周波数駆動信号δi の相対的な位相および分離角αijを動的に調整する。初期の分離角αijは、例えば約１８０°であり、奇数番号付けされたチャネルは偶数番号付けされたチャネルに実質的に垂直である。また、選択された初期の値にかかわらず、分離角αijは光受信機５７５において計測されたＱファクターを最大にするために動的に調節される。したがって、所定の瞬間における実際の分離角αijは初期に選択された値から変化したものである。先の実施の形態のように、光チャネルのＳＯＰｓの上記した分離に加えて、全ての光チャネルは上記したように大円偏光変調軌道を同時に移動し、波長分割多重化された光信号５２３のＳＯＰｓの平均値が実質的にゼロに維持される。偏光コントローラ５４０は波長分割多重化された出力信号の発射方向をを光送信経路５８５内にセットするためにＮ×１マルチプレクサ５１５の出力において利用される。ここで、偏光コントローラ５４０は単に偏光制御に柔軟性を与えるための付加的なものである。これは、波長分割多重化された出力信号の発射向きがそれら自身による偏光コントローラ５１４を使用してセットされることから明らかである。偏光コントローラ５４０は偏光変調コントローラ５２０からの制御信号に応答して発射ＳＯＰ向きをセットする。偏光変調コントローラ５２０は図３と図４を参照して上記説明したスキームを生じさせるシーケンスあるいはデェザリング技術を使用して分離角αijと発射ＳＯＰを制御する。
【００１２】
図６は、本発明による、例示的な構成の単純化されたブロックダイヤグラムである。図示したのは光送信機６００、光送信経路６７０、光受信機６７５、ビットエラー速度検出器６７８、並びに遠隔測定経路６８５である。光送信機６００、光受信機６７５、ビットエラー速度検出器６７８、並びに遠隔測定経路６８５は図１に示した対応する要素を形態および機能が同様である。光送信機６００は、図示したように、光送信システム６９０を形成するために光送信経路６７０および光受信機６７５に接続される。光送信機６００は複数のデータソース６８０、複数のデータモジュレータ６８５、光チャネル６０２を生成するための複数の光源６０１、複数の偏光コントローラ６０６、６１７、６２１、および６２９、Ｎ×１マルチプレクサ６１５、偏光フィルタ６１２、偏光モジュレータ６１９、クロック６７８、位相シフタ６２０、コントローラ６３０、並びに、調節可能な複屈折要素６２２を含んでおる。ここで、光送信機６００を形成する要素は形態、構成、並びに動作において図１に示したものと同様であるが、データソース６８０、データモジュレータ６８５、位相シフタ６２０およびクロック６７６が付加されている。これらの付加的な要素は以下に説明するように、本発明の特定の用途に有効である、データと偏光を同期するために使用される。データと偏光変調の同期については、米国特許出願第０８／３１２８４８号に開示されており、この記載を本明細書中に参考として組み入れる。
【００１３】
データモジュレータ６８０はデータソース６８０からの光チャネル６０２へのデータを受信し、またクロック６７６により規定された周波数で光チャネル６０２を変調する。本発明の原理によれば、クロック６７６は可変な遅延線、例えば図示した位相シフタ６２０を経て偏光モジュレータ６１９を同様に駆動し、Ｎ×１マルチプレクサ６１５から出た波長分割光信号６１６のＳＯＰはデータが光チャネル６０２に伝えられる速度と等しい速度で偏光変調される。よって、クロック６７６はデータ変調の速度に周波数および位相同期される偏光変調の速度となる。位相シフタは図６に示したが、他の可変の遅延線を使用することもできる。当業者には、位相シフタ６２０は偏光およびデータ変調の間の相対的なタイミングを調節するために利用されることが判る。代わりに、この相対的なタイミング調整は、１つの遅延線が各モジュレータ６８５とＮ×１マルチプレクサ６１５の間の偏光コントローラ６０６の上流ないし下流側に配置された、複数の可変遅延線を使用して構成することもできる。複数の可変遅延線は同様にクロック６７６とデータモジュレータ６８５の間において、データソース６８０の上流ないし下流側においても利用される。上記した代わりのものにおいては、複数の光チャネル上に遅延を導入することで、あるいは波長分割多重化された光信号上に遅延を導入することで、またはこれらの組み合わせにより、偏光と位相変調の間の相対的なタイミング調節が本発明にしたがって行われる。ここで、本発明の範囲は、全ての光チャネル、あるいは選択された光チャネル上における同期的なデータと偏光変調の性能を含むことを意図している。このような同期的な偏光とデータ変調により、低速度と高速度の偏光変調の間の略最適バランスを有し、低速度変調によるＡＭ変調および高速度変調による帯域幅増大という有害な効果を最小とすることができる。波長分割多重化された送信機が提供される。
【００１４】
図７は本発明による要素の第４の例示的な実施の形態の構成を示した単純化されたブロックダイヤグラムを示したものである。図示されたのは、光送信機７００、光送信経路７７０、光受信機７７５、ビット速度エラー検出機７７８、並びに遠隔測定経路７８５である。光送信機７００は複数のデータソース７８０、複数のデータモジュレータ７８５、複数の光チャネル７０２を発生する複数の光源７０１、複数の偏光コントローラ７０６、７１７、７２１、および７２９、Ｎ×１マルチプレクサ７１５、偏光フィルタ７１２、偏光モジュレータ７１９、クロック７７６、位相シフタ７２０と７８６、光位相モジュレータ７８４、コントローラ７３０、並びに、調節可能な複屈折要素７７２を含み、これらは図示したように接続される。光送信機は光送信経路７７０と光受信機７７５に接続されて光送信システム７９０を形成している。ビットエラー速度検出器７７８は光受信機７７５に接続されてＱファクターのような良さの指数を表す信号を遠隔測定経路７８５を経て光送信機７００に送信する。ここで、図７に示した要素は図６に示した対応する要素と同様な形態と動作のもので、光位相モジュレータ７８４と、例えば図示した位相シフタ７８６である可変遅延線を付加したものである。
【００１５】
この例示的な例においては、クロック７７６は偏光モジュレータ７１９と位相モジュレータ７８４をそれぞれ位相シフタ７２０と７８６を経て同時に駆動する。光位相モジュレータ７８４は波長分割多重化された光信号７１６の光位相を信号の偏光を変調することなしに変調する。当業者には、光位相モジュレータ７８４はＮ×１マルチプレクサ７１５からの波長分割多重化された光信号７１６に固定された量の位相シフトを与えるように適合することができることが判る。この場合、位相シフタ７８６は削除される。しかしながら、本発明の多くの用途においては、図示したように、位相シスタ７８６を使用した光変調の位相の量を選択的に変化することが好ましい。本発明によれば、余分の位相変調を導入することで、非ゼロ帰還変調のフォーマットを使用したときの波長分割多重化された送信システムの性能を悪影響を及ぼす種々の振幅エラーが減少される。クロック７７６が偏光モジュレータ７１９および位相モジュレータ７８４を駆動する方法、および位相シフタ７２０の動作の詳細は米国特許出願第０８／３１２８４８号に記載されている。ここで、位相変ちゅおき７８４の機能は偏光モジュレータ７１９に直接組み込まれ、これは本発明の幾つ化の例のいては望ましく、この場合には位相モジュレータは削除される。
【００１６】
図８は本発明による要素の第４の例示的な実施の形態の構成を示した単純化されたブロックダイヤグラムを示したものである。図示されたのは光送信機８００、光送信経路８７０、光受信機８７５、ビット速度エラー検出機８７８、並びに遠隔測定経路８８５である。光送信機８００は複数のデータソース８８０、複数のデータモジュレータ８８５、複数の光チャネル８０２を発生する複数の光源８０１、複数の偏光モジュレータ８１０、複数の偏光コントローラ８０６と８４０、Ｎ×１マルチプレクサ８１５、偏光変調コントローラ８２０、並びに、クロック８７６を含み、これらは図示したように接続される。光送信機８００は光送信経路８７０と光受信機８７５に接続されて光送信システム８９０を形成している。ビットエラー速度検出器８７８は光受信機８７５に接続されて良さの指数（この例示的な例ではＱファクター）を表す信号を遠隔測定経路８８５を経て光送信機８００内の偏光変調コントローラ８２０に送信する。ここで、図８に示された要素は図５に示された要素と形態、構成、並びに動作が同じであるが、データ８８０、データモジュレータ８８５、並びに図６を参照して上記で説明したデータと偏光変調を同期するために利用されるクロック８７６を付加したものである。
【００１７】
データモジュレータ８８５はデータソース８８０から光信号８０２へのデータを受信し、またクロック８７６により決定された周波数で光チャネル８０２を変調する。本発明の原理によれば、クロック８７６は同様に偏光モジュレータ８１０を駆動し、光チャネル８０２のＳＯＰはデータが光チャネル８０２に与えられるのと等しい速度で偏光変調される。この同期的なデータと偏光変調は図６で説明したのと同様な方法で実行される。ここで、当業者には、同期的なデータと偏光変調の先の例示的な例において利用された位相シフタのような可変遅延線が本例では必要でないことが判る。これは、位相遅延が偏光変調コントローラ８２０の制御下で偏光モジュレータ８１０による容易に行うことができることによる。さらに、光チャネル８０２間の相対的な位相が図６を参照して上記したように容易に可変とできるので、図７を参照して説明された過度の位相変調技術は同様に偏光変調コントローラ８２０の制御下で偏光モジュレータ８１０により実行できる。これに代えて、図６に示したように、可変の遅延線はデータと位相変調の間の位相調節を導入するために利用される。このような場合、位相シフタのような、可変遅延線は、各データモジュレータ８８５と偏光モジュレータ８１０の間に配置され、またクロック８７６に接続される。
【００１８】
以上説明した特定の技術は本発明の原理の例示のためのものであり、当業者には、請求の範囲に記載された本発明の範囲と思想を逸脱することなく種々の変更を行うことができるものである。例えば、光源により発生された波長、あるいは出力信号の振幅を制御するように構成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に従う、光送信経路、遠隔測定経路、光受信機およびビットエラー速度検出器を含む本発明の実施を容易にする例示的な素子構成の単純化されたブロックダイヤグラムである。
【図２】本発明に従う、図１に示される光送信機における光チャネルのためのポアンカレ球上の大円軌道に沿った極の状態を示す図である。
【図３】本発明に従う、ディザ手法の例を図式的に示す図である。
【図４】本発明に従う、ディザ手法の例を図式的に示す図である。
【図５】本発明に従う、本発明の実施を容易にする第２の例示的な素子構成の単純化されたブロックダイヤグラムである。
【図６】本発明に従う、本発明の実施を容易にする第３の例示的な素子構成の単純化されたブロックダイヤグラムである。
【図７】本発明に従う、本発明の実施を容易にする第４の例示的な素子構成の単純化されたブロックダイヤグラムである。
【図８】本発明に従う、本発明の実施を容易にする第５の素子構成の単純化されたブロックダイヤグラムである。
【符号の説明】
１１２  偏光フィルタ
１７０  光送信経路
３０１  ポアンカレ球
３０２、４０４  ベクトル
３０３、４０５  ディザ軌道
【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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