DE68909286T2

DE68909286T2 - Verfahren und Gerät zur Nachrichtenübertragung.

Info

Publication number: DE68909286T2
Application number: DE89303323T
Authority: DE
Inventors: Andrew Robert John Cook; Terence Geoffrey Hodgkinson
Original assignee: British Telecommunications PLC
Current assignee: British Telecommunications PLC
Priority date: 1988-04-06
Filing date: 1989-04-04
Publication date: 1994-04-28
Anticipated expiration: 2009-04-05
Also published as: WO1989010031A1; DE68909286D1; EP0337644A1; AU627175B2; EP0337644B1; AU3415589A; GB8808043D0; CA1324689C; JPH03503705A; ATE95016T1; ES2045416T3; US5107358A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf Verfahren und Einrichtungen zur Informationsübertragung.
Es ist wohlbekannt, daß konventionelle kohärente optische Detektions- Systeme optimale Leistung nur dann geben, wenn die Polarisationen von Signal- und lokalem Oszillator identisch sind. Für praktische Systeme stellt dies ein Problem dar; weil ein optisches Signal, das sich durch eine konventionelle Einzelmodusfaser fortpflanzt, zufällige Polarisationsänderungen erleidet, und dies den empfangenen Polarisationsstatus sowohl unbestimmt als auch zeitlich veränderlich macht. Heute wird dieses Problem überwunden durch Verwendung einer Vielzahl von Techniken einschließlich Polarisations-Folgeempfängern, Polarisations-Diversityempfänger und Polarisationsverwürfelung.
Es ist eine bekannte Eigenschaft vieler Übertragungsmedien, einschließlich optischer Wellenleiter wie optische Fasern, daß, obwohl zufällige Änderungen der absoluten Polarisation während der Übertragung durch das Medium stattfinden können, diese zufälligen Veränderungen für jedes Signal gleich sind, so daß ein Paar von Signalen, die zunächst orthogonal polarisiert sind, orthogonal bleibt.
Ein Artikel mit dem Titel "A polarization-insensitive coherent lightwave System using wide-deviation FSK and data-induced polarization switching" von L.J. Cimini et al, Electronic Letters Band 23, Dezember 1987, Seiten 1365 bis 1366 beschreibt eine gegen Polarisation unempfindliche Technik, die von der stabilen orthogonalen Beziehung zweier Polarisationszustände vorteilhaft Gebrauch macht, wobei die Frequenzumtastung in einem FSK- Signal Polarisationsumschaltungen durch Einführen einer passiven Vorrichtung mit hoher Doppelbrechung in den Pfad des übermittelten Signals induziert. Wie das Signal von einer Frequenz zur anderen wechselt, wechselt auch seine Polarisation zwischen gegeneinander orthogonalen Polarisationszuständen. Solch eine Technik ist jedoch nur mit FSK-Modulation brauchbar
US-A-27 07 749 beschreibt ein Verfahren und eine Einrichtung zur Signalübertragung durch Luft, bei der verschieden polarisierte elektromagnetische Lichtstrahlen, die als Signalträger wirken, durch den Raum an einen Empfänger übermittelt werden. Die zwei Träger sind dazu bestimmt, in Gegenphase zu arbeiten. Die Signale haben im wesentlichen die gleiche Frequenz.
Entsprechend einem Aspekt der vorliegenden Erfindung umfaßt ein Verfahren zur Informationsübertragung die Aussendung eines Paares orthogonal polarisierter optischer Signale, von denen jedes identisch mit der zu übertragenden Information moduliert ist, in ein Übertragungsmedium; es ist dadurch gekennzeichnet, daß das Übertragungsmedium ein optischer Wellenleiter ist, und daß das Verfahren die Detektion der Signale nach Fortpflanzung durch das Medium mittels eines kohärenten optischen Empfängers umfaßt, wobei das Medium die Signale veranlassen kann, während der Fortpflanzung durch den Wellenleiter zufällige Polarisationsänderungen zu erleiden, wobei die optischen Signale verschiedene Frequenzen haben.
Dadurch werden im Empfänger, ohne Rücksicht auf die Polarisation des lokalen Oszillatorsignals, nach dem optischen Mischprozeß zwei elektrische Interferenzsignale erzeugt, deren Amplituden in Antiphase variieren, wobei nur eines von ihnen zu einem gegebenen Zeitpunkt gleich Null sein kann.
Entsprechend einem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung enthält ein optisches Netzwerk einen optischen Wellenleiter, der optische Signale veranlassen kann, während der Fortpflanzung durch den Wellenleiter zufällige Polarisationsänderungen zu erleiden, Erzeugervorrichtungen zur Erzeugung eines Paars orthogonal polarisierter Signale mit verschiedenen Frequenzen, von denen jedes in Übereinstimmung mit der zu übertragenden Information identisch moduliert ist, und Mittel zur gleichzeitigen Einspeisung der Signale in den optischen Wellenleiter sowie einen kohärenten Detektor für das Detektieren dieser Signale.
Die Erfindung kann mit einer großen Vielfalt verschiedener Signaltypen verwendet werden, ist jedoch insbesondere geeignet für die Verwendung von Signalen mit Frequenzen innerhalb des optischen Bands. In diesem Fall wird das Übertragungsmedium einen optischen Wellenleiter, wie eine optische Faser, enthalten.
In einem Beispiel umfaßt die Signalerzeugungsvorrichtung Trägersignalerzeugungsmittel zur Erzeugung von Signalen mit zwei Frequenzen, eine Kombiniervorrichtung zum Kombinieren der zwei Signale mit der Polarisation des einen Signals orthogonal zu dem anderen, und Moduliervorrichtungen zum Modulieren der Signale entsprechend der zu übertragenden Information.
Die Moduliervorrichtung kann signalabwärts der Kombiniervorrichtung angeordnet sein, obwohl es auch möglich wäre, je eine Moduliervorrichtung zum Modulieren jeder der beiden Signale separat vorzusehen und die Signale darauffolgend zu kombinieren.
In einem zweiten Beispiel umfassen die Signalerzeugungsvorrichtungen Trägersignalerzeugungsmittel zur Erzeugung von zwei Trägersignalen mit verschiedenen Frequenzen, Signalkoppelmittel zur Kopplung der zwei Signale, wobei die gekoppelten Signale in die Moduliervorrichtung eingespeist werden, und eine doppelbrechende Vorrichtung signalabwärts der Moduliervorrichtung zum Aufprägen der orthogonalen Polarisationen auf die zwei modulierten Trägersignale entsprechend ihren Frequenzen. Alternativ könnten die Trägersignale individuell moduliert werden, bevor sie gekoppelt werden, während die doppelbrechende Vorrichtung signalaufwärts der Moduliervorrichtung angeordnet sein kann.
In einem dritten Beispiel umfassen die Signalerzeugungsvorrichtungen eine Trägersignalerzeugungsvorrichtung zur Erzeugung eines einzelnen Trägersignas, Moduliervorrichtungen zum Modulieren des Trägerssignals in Übereinstimmung mit der zu übertragenden Information, und Vorrichtungen zur Erzeugung der zwei orthogonal polarisierten und frequenzverschobenen Versionen des Trägersignals.
Die Vorrichtung zur Erzeugung der orthogonal polarisierten Signale kann einen Signalaufspalter zur Erzeugung zweier Versionen des modulierten Trägersignals umfassen, eine Frequenzumtastvorrichtung zur Umtastung der Frequenz einer der zwei Versionen, Polarisationssteuermittel zur Einstellung der Polarisation der Signale orthogonal zueinander; und Kombiniervorrichtungen zum Kombinieren der orthogonal polarisierten Versionen des modulierten Trägersignals.
In einer Anordnung können die Polarisationssteuermittel aus dem Signalaufspalter bestehen, der im Fall eines ankommenden linearen Signals mit 45 º Polarisation dieses in zwei orthogonal polarisierte Signale aufspalten würde.
Typischerweise wird die Moduliervorrichtung von den Einrichtungen zur Erzeugung des Trägersignals oder der Trägersignale getrennt. Jedoch in manchen Fällen kann die Moduliervorrichtung von einem Teil der Trägersignalerzeugungsvorrichtung dargestellt sein, so daß das erzeugte Signal bereits moduliert ist. Beispielsweise im Fall eines Lasers könnte dieser direkt durch die Information moduliert werden.
Die Erfindung ist auch geeignet zur Übertragung von optischen Frequenzmultiplexsignalen. In Übereinstimmung mit einem dritten Aspekt der vorliegenden Erfindung enthält ein Netzwerk zur Übertragung eines ersten Multiplexsignals eine Anzahl von Frequenzmultiplexkanälen, wobei jeder Kanal einer verschiedenen Frequenz entspricht, eine Vorrichtung zur Erzeugung einer zweiten Version des Multiplexsignals mit Frequenzen, von denen jede verschieden von denen des ersten Multiplexsignals ist, und eine Vorrichtung zur Übertragung des ersten und zweiten Multiplexsignals mit orthogonalen Polarisationen und derart, daß die Anteile jedes Signals entsprechend dem gleichen Kanal gleichzeitig in einen optischen Wellenleiter übertragen werden, der zufällige Polarisationsänderungen während der Fortpflanzung durch den Wellenleiter verursachen kann, und einen kohärenten optischen Detektor zum Detektieren der Signale.
In Übereinstimmung mit einem vierten Aspekt der vorliegenden Erfindung umfaßt ein Verfahren zur Übertragung eines ersten Multiplexsignals eine Anzahl von Frequenzmultiplexkanälen, wobei jeder Kanal einer verschiedenen Frequenz entspricht, die Erzeugung einer zweiten Version des ersten Multiplexsignals mit Frequenzen, von denen jede verschieden von denen des ersten Multiplexsignals ist, die Übertragung des ersten und zweiten Multiplexsignals mit orthogonalen Polarisationen und mit den Anteilen des Signals, die dem gleichen Kanal entsprechen, gleichzeitig an den optischen Wellenleiter; der die Signale veranlassen kann, während der Fortpflanzung durch den Wellenleiter zufällige Polarisationsänderungen zu erleiden, und die Detektion der Signale nach der Fortpflanzung durch den Wellenleiter mittels eines kohärenten optischen Empfängers.
Beispiele für Verfahren und Einrichtungen entsprechend der vorliegenden Erfindung werden nun unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben.
Fig. 1a bis 1c stellen Signale dar; die entsprechend den Verfahren ASK (Amplituden-Umtastmodulation), FSK (Frequenz-Umtastmodulation) und PSK (Phasen-Umtastmodulation) moduliert sind;
Fig. 2 zeigt ein erstes Beispiels eines Senders;
Fig. 3 zeigt ein zweites Beispiel eines Senders;
Fig. 4a und 4b zeigen zwei Formen der Signalquelle zur Verwendung in dem Beispiel nach Fig. 2;
Fig. 5 zeigt ein drittes Beispiel eines Senders;
Fig. 6 zeigt ein erstes Beispiel eines Empfängers zum Empfang eines ASK-modulierten Signals;
Fig. 7 zeigt eine zweite Form eines Empfängers;
Fig. 8a und 8b zeigen ein Frequenzmultiplexsignal vor bzw. nach Verarbeitung in Übereinstimmung mit der Erfindung;
Fig. 9 zeigt eine verallgemeinerte Form eines Senders; und
Fig. 10a und 10b zeigen Beispiele von Einrichtungen zur Erzeugung von zwei Trägersignalen.
Wenn zwei orthogonale optische Träger mit verschiedenen Frequenzen moduliert und durch ein doppelbrechendes Medium übertragen werden, kann das empfangene optische Feld (es) allgemein ausgedrückt werden als
eS = ES[ (KSX)cos(ωS1t+m1(t))+j (KSY)cos(ωS1t+δS+m1(t))]m2(t) +ES[ KSYcos(ωS2t+m1(t))-j (KSX)cos(ωS2t+δS+m1(t))]m3(t) (1)
Komplexe Schreibweise ist angewandt, um orthogonale Feldkomponenten anzugeben. ωS1, ωS2 sind die zwei optischen Trägerfrequenzen, KSX, KSY stellen den Bruchteil der empfangenen optischen Energie in orthogonalen X- und Y-Ebenen dar; und δS ist die Phasenbeziehung zwischen den beiden Signalen. m1(t), m2(t) und m3(t) sind Modulationsparameter; m1(t) stellt die Phasen- oder Frequenzmodulation dar, die anderen beiden stehen für die Amplitude. Diese Schreibweise ist detaillierter beschrieben in HODGKINSON T.G.: Receiver analysis for synchronous coherent optical fibre transmission systems, IEEE. j. Lightwave Technol. 1987, LT- 5, S. 573-586.
eS kann durch Anwendung koherenter (homodyn oder heterodyn) Techniken detektiert werden, oder es kann detektiert werden durch direkte Detektion für bestimmte Typen der Modulation wie ASK. Die heterodyne Detektion wird im Detail beschrieben, aber die Resultate können als allgemein anwendbar für andere Typen der Detektion angesehen werden. Die normalisierte Eingangsgröße an das Basisbandfilter (vI/P) des Heterodynempfängers, unter Anwendung von nicht-synchroner (Quadratgesetz) Zwischenfrequenz-Demodulation, ist
vI/P = (KP1 + KP2)Kmf(t) (2)
und für synchrone (lineare) Zwischenfrequenz-Demodulation ist sie
vI/P = ( KP1 + KP2)Kmf(t) (3)
worin
KP1 = KSXKLX+KSYKLY+2 (KSXKLXKSYKLY)cos(δL-δS) (4)
KP2 = KSXKLX+KSYKLY-2 (KSXKLXKSYKLY)cos(δL-δS) (5)
KLX, KLY und δL sind Polarisationsparameter des lokalen Oszillators ähnlich zu KSX, KSY, δS; Km ist bestimmt durch das Modulationsformat und steht für die digitale Modulation und nimmt die Werte 1 oder 0 an.
Durch Einsetzen der Gleichungen (4) und (5) in (2) und (3) erkennt man, daß für alle möglichen Kombinationen von Polarisationen des Signaloszillators und des lokalen Oszillators vI/P für die nicht-synchrone Zwischenfrequenz-Demodulation konstant ist und um 2 für die synschrone Demodulation variiert; wenn der Wert im Minimum ist, entspricht dies dem nicht-synchronen vI/P-Wert. Jedoch ohne Rücksicht darauf, welche Art von Zwischenfrequenz-Demodulation verwendet wird, sollte die schlechteste Leistung niemals um mehr als 3 dB schlechter sein als die standardisierte heterodyne Detektion mit ausgerichteter Polarisation.
Einige Beispiele möglicher Wellenformen eS sind in Fig. 1 dargestellt. In jedem Fall werden die binären Digits 1 0 1 übermittelt. In Fig. 1a wird ASK-Modulation verwendet, wobei die verschiedenen und orthogonal polarisierten Frequenzen mit f&sub1; und f&sub2; bezeichnet sind. Beide Frequenzen werden für eine binäre Null auf den Wert Null herabgesetzt.
In Fig. 1b ist ein FSK-System dargestellt, bei dem eine binäre 1 durch die orthogonal polarisierten Frequenzen f&sub1;, f&sub2; dargestellt wird, während eine binäre Null durch orthogonal polarisierte Frequenzen f&sub3;, f&sub4; dargestellt wird, verschieden von f&sub1; und f&sub2;.
Fig. 1c stellt ein PSK-System dar; wobei die zwei binären Datenwerte durch die Frequenzen f&sub1; und f&sub2; dargestellt werden, wobei beide für die beiden Werte um 180º phasenverschoben werden.
Das erste Beispiel eines Senders ist in Fig. 2 gezeigt und enthält eine optische Quelle 1, die weiter unten detaillierter beschrieben wird, die zwei kohärente Trägersignale mit den Frequenzen f&sub1;, f&sub2; erzeugt. Diese Signale werden entsprechenden Polarisationssteuergliedern 2, 3 zugeführt, die die Signale so adjustieren, daß sie orthogonal polarisiert werden. Diese polarisierten Signale werden einem polarisationsselektiven Koppler 4 zugeführt, der die Signale kombiniert und die kombinierten Signale einem Modulator 5 zuführt. Die Signale werden dann im Modulator 5 entsprechend den zu übertragenden Daten moduliert, wobei das entstehende Signal eine der in den Fig. 1a bis 1c gezeigten Formen annimmt, abhängig von der Form der Modulation.
Ein zweiter Sender ist in Fig. 3 dargestellt, wobei die optische Quelle 1' ein einzelnes Trägersignal mit der Frequenz f&sub1; erzeugt, das einem Modulator 6 zugeführt wird. Wiederum prägt der Modulator 6 die verlangte Modulation dem Träger auf, und der entstehende modulierte Träger wird einem optischen Aufspalter 7 zugeführt, der zwei Versionen des modulierten Signals erzeugt. Die erste Version wird einem Polarisationssteuerglied 8 zugeführt, während die zweite Version über einen Frequenzumtastkreis 9 einem Polarisationssteuerglied 10 zugeführt wird. Der Frequenzumtaster 9 stellt die Frequenz des ankommenden Signals so ein, daß der Signalausgang des Frequenzumtastkreises 9 eine Trägerfrequenz f&sub2; hat und die Polarisation dieses Signals dann durch das Steuerglied 10 so adjustiert wird, daß sie orthogonal zur Polarisation des Signals f&sub1; vom Steuerglied 8 wird. Die orthogonal polarisierten Signale werden dann durch einen polarisationsselektiven Koppler 11 für die Übertragung kombiniert. Es versteht sich, daß eine geeignete Verzögerung in dem Pfad zu dem Steuerglied 8 vorgesehen ist, um Verzögerungen im Frequenzumtaster 9 zu kompensieren.
In manchen Fällen kann der Modulator 6 erübrigt werden und die optische Quelle 1 kann direkt durch die Daten gesteuert werden, um ein moduliertes Ausgangssignal zu erzeugen, wie durch die gestrichelte Linie in Fig. 3 veranschaulicht.
Fig. 4a stellt ein Beispiel der optischen Quelle 1 der Fig. 2 dar. In diesem Fall sind zwei Quellen 12, 13, wie etwa Laser; zur Erzeugung der Trägersignale f&sub1; bzw. f&sub2; vorgesehen. Das Signal f&sub1; wird durch einen Aufspalter 14 abgetastet und über einen Steuerkreis 15 an die optische Quelle 13 rückgekoppelt, um sicherzugehen, daß die Frequenz f&sub2; relativ zur Frequenz f&sub1; konstant gehalten wird.
Ein Beispiel des Aufbaus der optischen Quelle 1' der Fig. 3 ist in Fig. 4b dargestellt. In diesem Fall erzeugt ein einzelner Laser 16 ein Signal f&sub1;, das einem Aufspalter 17 zugeführt wird, der zwei Versionen des Siguals erzeugt. Eine Version wird aus der Quelle 1' ausgeleitet als Trägersignal f&sub1;, während das andere Signal einem Frequenzumtastkreis 18 zugeführt wird, der die ankommende Frequenz zu f&sub2; ändert.
Fig. 5 stellt einen dritten Aufbau eines Senders dar; bei dem unmodulierte Trägersignale mit Frequenzen f&sub1;, f&sub2; in einem optischen Koppler 27 kombiniert werden und das kombinierte Signal einem Modulator 28 zugeführt wird, der durch das Datensignal gesteuert wird. Das modulierte Signal wird dann einem (passiven oder aktiven) doppelbrechenden Gerät oder Medium zugeführt, das eine solche Charakteristik hat, daß die ankommenden Trägerfrequenzen f&sub1;, f&sub2; dazu veranlaßt werden, orthogonal polarisiert zu werden.
Fig. 9 stellt eine generalisierte Form des Senders dar; für die Fig. 5 ein besonderes Beispiel ist. In dem Beispiel der Fig. 9 erzeugt ein Laser 1 ein optisches Signal mit einer bestimmten Frequenz, das einer Vorrichtung 50 zugeführt wird, die aus dem ankommenden Signal A zwei Signale mit verschiedenen Frequenzen B erzeugt. Diese Signale werden dann einer doppelbrechenden Vorrichtung 51 zugeführt, die die Polarisationen der zwei Frequenzen so rotiert, daß sie zueinander orthogonal sind. Um auf die zwei polarisierten Signale Daten aufzumodulieren, können die Daten verwendet werden zur direkten Modulation des Lasers 1 oder zur Steuerung eines Modulators 52, der an irgendeiner der drei Stellungen nach Fig. 1 angeordnet sein kann.
Fig. 10 stellt ein Beispiel eines Modulators für Verwendung beim Erfindungsgegenstand dar; wie der Modulator 52. Es ist wohlbekannt, daß bei der Multiplikation von zwei elektrischen Sinussignalen (im allgemeinen braucht nur eines sinusförmig zu sein, so daß das andere ein modulierter Träger sein kann) das entstehende Ausgangsspektrum nur aus Summen und Differenzfrequenzen besteht.
2cos(ω&sub1;t)cos(ω&sub2;t)=cos((ω&sub1;-ω&sub2;)t)+cos((ω&sub1;+ω&sub2;)t)
Dies wird allgemein bezeichnet als Träger mit doppelter Seitenbandunterdrückung (DSB-SC).
Es folgt aus dem obigen, daß, falls eine Vorrichtung existierte, die effektiv ein elektrisches Signal und ein optisches Signal multipliziert, zwei optische Signale, getrennt durch das Doppelte der Frequenz des elektrischen Signals, aus einer einzigen optischen Quelle erzeugt werden können (Fig. 10a). In der Praxis wird diese Multiplikationsfunktion anzunähern sein, zum Beispiel durch Verwendung der Anordnung nach Fig. 10b. Der Gründ, warum diese Technik nur eine Annäherung ist, ist der, daß die Harmonischen der elektrischen quadrierten Welle ebenfalls optische Frequenzkomponenten erzeugen; jedoch mit korrektem Systemaufbau würde dies nur als ein Verlust von Signalleistung erscheinen. Dieses Problem kann durch Verwendung eines sinusförmigen elektrischen Signals nicht überwunden werden, weil dieses zusätzliche optische Frequenzkomponenten entsprechend den Bessel-Funktionen erzeugt.
Eine einfache Form des Aufbaus eines Empfängers für das Demodulieren eines ASK-modulierten Signals der in Fig. 1a gezeigten Form ist in Fig. 6 dargestellt. Das ankommende Signal wird in einen Eingangszweig des optischen Kopplers 30 geführt, und eine lokale Oszillatorfrequenz wird dem anderen Eingangsarm des Kopplers 30 zugeführt. Dieses lokale Oszillatorsignal kommt von einem lokalen Oszillator 31. Die zwei Ausgangssignale des Kopplers 30, die den vermischten Versionen der zwei orthogonal polarisierten ankommenden Signale mit dem lokalen Oszillatorsignal entsprechen, werden einem optischen Empfänger 32 zugeführt, wie einem Fotodetektor und zugeordneter Elektronik, der ein entsprechendes elektrisches Ausgangssignal erzeugt, das einem Zwischenfrequenz- Filter 33 zugeführt wird. Die Bandbreite des Zwischenfrequenz-Filters wird typischerweise zweimal die Bitrate in Hertz + f&sub2; - f&sub1; sein. Das Filter 33 ist als gestrichelt umrahmter Kasten dargestellt, weil es bei Verwendung synchroner ZF-Demodulation nicht wesentlich sein muß. Die lokale Oszillatorfrequenz wird durch einen Steuerkreis 34 gesteuert, der die Frequenz des gemischten Signals überwacht, die vom Empfänger 32 empfangen wird.
Das Zwischenfrequenz-Signal wird einem Zwischenfrequenz-Demodulatorkreis 35 zugeführt, der nach dem Quadratgesetz-Prinzip arbeiten kann. Da das ankommende Signal ASK-moduliert war; ist das Ergebnis der Quadrierung einer gemischten Zwischenfrequenz-Frequenz entweder ein Signal mit der Amplitude Null (binäre 0) oder ein Signal mit einer festen positiven Amplitude (binäre 1), das einem Basisbandfllter 36 zugeführt wird.
Es sollte beachtet werden, daß, mit Rücksicht darauf, daß das ankommende modulierte Signal zwei orthogonal polarisierte Komponenten enthält, immer wenigstens ein Signal vorliegt, das aus dem Mischen des (mit Amplitude ungleich Null) modulierten Signals mit der lokalen Oszillatorfrequenz entsteht, und das Problem des Fading wird nicht auftreten.
Fig. 7 stellt eine mehr verallgemeinerte Empfängerbauart dar, die verwendet werden kann, um jede der Signaltypen nach Fig. 1 zu demodulieren. Im Gegensatz zum Beispiel nach Fig. 6, bei dem die Bandbreite des Zwischenfrequenz-Filters 33 ausreichend sein muß, um beide gemischten Signale zu umfassen, werden in dem Beispiel nach Fig. 7 die gemischten Signale aufgespalten und durch separate Zwischenfrequenz-Filter 37, 38 durchgeleitet. Für die Wellenformen der Fig. 1a und 1c werden diese in ähnlicher Weise wie bei einem Standard-FSK-Empfänger eingestellt, wobei jedes Filter jeweils ein Signal durchläßt, das dem Mischen von entweder f&sub1; oder f&sub2; der lokalen Oszillatorfrequenz entspricht. Im Falle eines Signals nach Fig. 1b müssen die Zwischenfrequenz-Filter-Bandbreiten vergrößert werden, und Werte entsprechend denen für die Empfängerbauart nach Fig. 6 werden benötigt. Die gefilterten Signale werden in jeweiligen Demodulatorkreisen 39, 40 demoduliert, die nach einem Quadratgesetz-Prinzip arbeiten können, und die demodulierten Signale werden dann einem Kombinierkreis 41 zugeführt, welcher effektiv eines der Signale invertiert und zu dem anderen hinzuaddiert, worauf das resultierende Signal dem Basisbandfilter 36 zugeführt wird.
In einer noch mehr verallgemeinerten Form könnte jeder Arm von Fig. 7 (enthaltend ein Filter und einen Demodulator) verdoppelt werden, um einen Arm für jede Zwischenfrequenz vorzusehen.
Es ist auch möglich, die Erfindung zur Übertragung eines Frequenzmultiplex zu verwenden. Der Vorteil davon ist, daß die zur Erzeugung der orthogonalen optischen Träger benötigte Komponente nicht an jedem Sender gebraucht wird, so daß eine je Übertragungswellenleiter genügt.
Nach dem Zusammensetzen des Frequenzmultiplex mit den geeigneten Frequenztrennungen (Fig. 8a), wird das Multiplexsignal unter Verwendung der in Fig. 3 dargestellten Vorrichtung verarbeitet, wobei das Multiplexsignal anstelle des Signals von der optischen Quelle 1' und dem Modulator 6 dem Aufspalter 7 zugeführt wird. Das Ausgangssignal dieser Bauart hat die in Fig. 8b dargestellte Form. Das Frequenzpaar, das jedem Kanal zugeordnet ist, wird orthogonal polarisiert sein.
Es versteht sich, daß in allen beschriebenen Beispielen die zwei optischen Trägertrequenzen typischerweise um zwei- bis dreimal die Bitrate in Hertz getrennt sind.

Claims

1. Verfahren zur Informationsübertragung, umfassend die Aussendung eines Paars orthogonal polarisierter optischer Signale, deren jedes identisch mit der zu übertragenden Information moduliert ist, in ein Übertragungsmedium, dadurch gekennzeichnet , daß das Übertragungsmedium ein optischer Wellenleiter ist, und daß das Verfahren die Detektion der Signale nach Fortpflanzung durch das Medium mittels eines kohärenten optischen Empfängers umfaßt, wobei das Medium die Signale veranlassen kann, während der Fortpflanzung durch den Wellenleiter willkürliche Polarisationsänderungen zu erleiden, worin die optischen Signale verschiedene Frequenz haben.

2. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch den Schritt der Erzeugung eines Paars optischer Signale mit verschiedenen Frequenzen und orthogonalen Polarisationen, und der identischen Modulation der Signale mit der Information.

3. Verfahren nach Anspruch 2, wobei die optischen Signale nach ihrer Kombination moduliert werden.

4. Verfahren nach Anspruch 1, umfassend den Schritt der Erzeugung eines Paars optischer Trägersignale verschiedener Frequenz, Kombinieren der optischen Signale, Modulation der optischen Signale, und Einspeisen der modulierten kombinierten Signale in eine doppelt brechende Vorrichtung, die die orthogonalen Polarisationen auf die beiden modulierten optischen Trägersignale entsprechend ihren verschiedenen Frequenzen aufprägt.

5. Verfahren nach Anspruch 1, umfassend die Schritte der Erzeugung eines einzelnen vorläufigen optischen Trägersignals, Modulation des vorläufigen Trägersignals entsprechend der zu übertragenden Information, und Erzeugung des Paars orthogonal polarisierter optischer Trägersignale verschiedener Frequenzen aus dem modulierten vorläufigen Trägersignal.

6. Verfahren nach Anspruch 5, wobei die orthogonal polarisierten optischen Signale dadurch erzeugt werden, daß man das modulierte einzelne optische Trägersignal vornimmt, zwei Versionen dieses Signals erzeugt, die Frequenz der einen Version relativ zu der anderen verschiebt, die Polarisation der Signale so einstellt, daß sie zueinander orthogonal sind, und die orthogonal polarisierten Versionen des modulierten Trägersignals kombiniert.

7. Verfahren zur Übertragung eines ersten Multiplexsignals mittels einer Anzahl von Frequenzmultiplexkanälen, deren jeder einer verschiedenen Frequenz entspricht, umfassend die Erzeugung einer zweiten Version des ersten Multiplexsignals mit Frequenzen, deren jede verschieden ist von denen des ersten Multiplexsignals, Übertragung des ersten und zweiten Multiplexsignals mit orthogonaler Polarisation und mit den Anteilen des Signals, die dem gleichen Kanal entsprechen, gleichzeitig an den optischen Wellenleiter; der die Signale veranlassen kann, während der Fortpflanzung durch den Wellenleiter willkürliche Polarisationsänderungen zu erleiden, und Detektion der Signale nach der Fortpflanzung durch den Wellenleiter mittels eines kohärenten optischen Empfängers.

8. Optisches Netzwerk mit einem optischen Wellenleiter; der optische Signale veranlassen kann, während der Fortpflanzung durch den Wellenleiter willkürliche Polarisationsänderungen zu erleiden, Erzeugervorrichtungen (1, 2, 5) zur Erzeugung eines Paars orthogonal polarisierter Signale mit verschiedenen Frequenzen, von denen jede in Übereinstimmung mit der zu übertragenden Information identisch moduliert ist, und Mittel zur gleichzeitigen Einspeisung der Signale in den optischen Wellenleiter sowie einen kohärenten Detektor für das Detektieren dieser Signale.

9. Netzwerk nach Anspruch 8, wobei die Signalerzeugungsvorrichtungen optische Trägersignalerzeugungsmittel (1) umfassen, zur Erzeugung von Signalen mit zwei Frequenzen, eine Kombiniervorrichtung (2 - 4) zum Kombinieren der zwei Signale mit der Polarisation des einen Signals orthogonal zu dem anderen, und Moduliervorrichtungen zum identischen Modulieren der Signale entsprechend der zu übertragenden Information.

10. Netzwerk nach Anspruch 9, wobei die Moduliervorrichtung (5) signalabwärts der Kombiniervorrichtung (2 - 4) angeordnet ist.

11. Netzwerk nach Anspruch 8, wobei die Signalerzeugungsvorrichtungen Trägersignalerzeugungsmittel zur Erzeugung von zwei Trägersignalen mit verschiedenen Frequenzen umfassen, Signalkoppelmittel zur Kopplung der zwei Signale, wobei die gekoppelten Signale in die Moduliervorrichtung eingespeist werden, und eine doppelt brechende Vorrichtung signalabwärts der Moduliervorrichtung zum Aufprägen der orthogonalen Polarisationen auf die zwei modulierten Trägersignale entsprechend ihren Frequenzen.

12. Netzwerk nach Anspruch 8, wobei die Signalerzeugungsvorrichtungen Trägersignalerzeugungsmittel zur Erzeugung eines einzelnen Trägersignals umfassen, Moduliervorrichtungen zum Modulieren des Trägers in Übereinstimmung mit der zu übertragenden Information, und Einrichtungen zur Erzeugung der zwei orthogonal polarisierten und frequenzverschobenen Versionen des modulierten Trägersignals.

13. Netzwerk nach Anspruch 12, wobei die Einrichtungen zur Erzeugung der orthogonal polarisierten Signale einen Signalaufspalter zur Erzeugung zweier Versionen des modulierten Trägersignals umfassen, eine Frequenzverschiebungseinrichtung zur Verschiebung der Frequenz einer der zwei Versionen, Polarisationssteuermittel zur Einstellung der Polarisation der Signale orthogonal zu einander; und Kombiniervorrichtungen zum Kombinieren der orthogonal polarisierten Versionen des modulierten Trägersignals.

14. Netzwerk nach einem der Ansprüche 8 bis 13, wobei die Moduliervorrichtung von den Einrichtungen zur Erzeugung des Trägersignals oder der Trägersiguale getrennt ist.

15. Netzwerk nach einem der Ansprüche 8 bis 14, wobei die Moduliervorrichtung des Trägersignal oder Trägersignale entsprechend einem ASK-, FSK- oder PSK-System moduliert.

16. Netzwerk zur Übertragung eines ersten Multiplexsignals mit einer Anzahl von Frequenzmultiplexkanälen, wobei jeder Kanal einer verschiedenen Frequenz entspricht, enthaltend Einrichtungen zur Erzeugung einer zweiten Version des ersten Multiplexsignals mit Frequenzen, von denen jede verschieden von denen des ersten Multiplexsignals ist, und Einrichtung zur Übertraguing des ersten und zweiten Multiplexsignale mit orthogonaler Polarisation und derart, daß die Anteile jedes Signals entsprechend dem gleichen Kanal gleichzeitig an einen optischen Wellenleiter übertragen werden, der willkürliche Polarisationsänderungen während der Fortpflanzung durch den Wellenleiter verursachen kann, und einem kohärenten optischen Detektor zum Detektieren der Signale.

17. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei die beiden optischen Trägerfrequenzen um das zwei- oder dreifache der Bitrate in Hertz voneinander getrennt sind.

18. Netzwerk nach einem der Ansprüche 8 bis 16, wobei die beiden optischen Trägerfrequenzen um das zwei- oder dreifache der Bitrate in Hertz voneinander getrennt sind.