JP2828369B2 - 光通信装置および方法 - Google Patents
光通信装置および方法Info
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- G02B6/2713—Optical coupling means with polarisation selective and adjusting means as bulk elements, i.e. free space arrangements external to a light guide, e.g. polarising beam splitters cascade of polarisation selective or adjusting operations
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- H04J—MULTIPLEX COMMUNICATION
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、概して光通信に関し、
特にソリトンを用いる多重通信に関する。
特にソリトンを用いる多重通信に関する。
【０００２】
【従来の技術】最近、多くの出版物において、光ファイ
バ通信装置においてソリトン（即ち、さらに正確には単
一モード光ファイバにおいて存在し得る電磁放射の波形
維持パルス）を使用することの利点が議論されてきた。
この典型例は、１９８３年９月２７日付けでＡ．ハセガ
ワ（Hasegawa）に発行された米国特許第4,406,516号、
１９８１年のIEEE会報第６９（９）巻p.1145-p.1150の
Ａ．ハセガワ他による論文、および１９８９年９月の
「物理の世界（Physics World）」のp.29以降に現れた
応募者による論文であるが、それらはすべて参照により
ここに取り入れてある。
バ通信装置においてソリトン（即ち、さらに正確には単
一モード光ファイバにおいて存在し得る電磁放射の波形
維持パルス）を使用することの利点が議論されてきた。
この典型例は、１９８３年９月２７日付けでＡ．ハセガ
ワ（Hasegawa）に発行された米国特許第4,406,516号、
１９８１年のIEEE会報第６９（９）巻p.1145-p.1150の
Ａ．ハセガワ他による論文、および１９８９年９月の
「物理の世界（Physics World）」のp.29以降に現れた
応募者による論文であるが、それらはすべて参照により
ここに取り入れてある。
【０００３】周知のことであるが、パルスがソリトンの
状態を維持するためには、パルスのすべての部分が、フ
ァイバによる複屈折に起因する偏光状態の絶え間ない変
化にもかかわらず、共通の偏光状態を維持することが要
求される。しかし、共通の偏光と共通の履歴を有する一
連のソリトンを発した場合、ソリトンが伝送システムを
進むときにパルス毎に共通の偏光状態で現れることは知
られていなかった。パルスの履歴は次のものによって変
更されうる。即ち、（１）システムを構成するファイバ
の部分の複屈折の変化、および（２）個々のパルスに無
作為に加えられる自然放出雑音（ＡＳＥ）である。前者
の変化は、非常にゆっくりした（一般に数分またはそれ
以上の）時間的規模で起こるので、システムの出力にお
ける自動偏光制御装置によって容易に補償することがで
きる。このように、ソリトン流の偏光状態をパルス毎に
変化させる可能性を持つのはＡＳＥの影響だけである。
状態を維持するためには、パルスのすべての部分が、フ
ァイバによる複屈折に起因する偏光状態の絶え間ない変
化にもかかわらず、共通の偏光状態を維持することが要
求される。しかし、共通の偏光と共通の履歴を有する一
連のソリトンを発した場合、ソリトンが伝送システムを
進むときにパルス毎に共通の偏光状態で現れることは知
られていなかった。パルスの履歴は次のものによって変
更されうる。即ち、（１）システムを構成するファイバ
の部分の複屈折の変化、および（２）個々のパルスに無
作為に加えられる自然放出雑音（ＡＳＥ）である。前者
の変化は、非常にゆっくりした（一般に数分またはそれ
以上の）時間的規模で起こるので、システムの出力にお
ける自動偏光制御装置によって容易に補償することがで
きる。このように、ソリトン流の偏光状態をパルス毎に
変化させる可能性を持つのはＡＳＥの影響だけである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】従って、発明が解決し
ようとする課題は、ソリトン流の偏光状態を制御して多
重化することである。
ようとする課題は、ソリトン流の偏光状態を制御して多
重化することである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明を実施するため
に、ランダムな複屈折を有するシステムを通る伝送の数
値シミュレーションによりＡＳＥ雑音の影響を予測し、
その影響を分析的かつ実験的に研究した。シミュレーシ
ョンにより、（偏光散乱パラメータΔβ／ｈ1/2≦０．
２ｐｓ／ｋｍ1/2を有する散乱シフト光ファイバおよび
３０ｋｍ間隔で配置した増幅器からなる）長さ９０００
ｋｍのシステムを進むソリトンの偏光が著しく良好に保
存されることが分かった。
に、ランダムな複屈折を有するシステムを通る伝送の数
値シミュレーションによりＡＳＥ雑音の影響を予測し、
その影響を分析的かつ実験的に研究した。シミュレーシ
ョンにより、（偏光散乱パラメータΔβ／ｈ1/2≦０．
２ｐｓ／ｋｍ1/2を有する散乱シフト光ファイバおよび
３０ｋｍ間隔で配置した増幅器からなる）長さ９０００
ｋｍのシステムを進むソリトンの偏光が著しく良好に保
存されることが分かった。
【０００６】本発明によれば、送信側において２つの別
様に偏光されたパルスを時分割多重化し（即ち、相互に
挿入し）、さらに両方のデータ流を復元するために受信
側で２つのパルス流を分離することによって、ソリトン
・システムの容量は本質的に２倍になる。
様に偏光されたパルスを時分割多重化し（即ち、相互に
挿入し）、さらに両方のデータ流を復元するために受信
側で２つのパルス流を分離することによって、ソリトン
・システムの容量は本質的に２倍になる。
【０００７】
【実施例】本発明は、ソリトン通信システムにおいて偏
光分割および時間分割の多重化を利用するものである
が、ソリトンが一般にビット周期の僅かな部分（２０％
以下）を占めるに過ぎないので、独立した信号源からの
情報を運ぶいくつかのパルス列を時間的に相互挿入し且
つ異なる偏光と多重化することができると言う事実に基
づいている。受信側では、受信した信号に対し偏光の分
離を行うが、この点は実験的かつ理論的に確認済みであ
る。以下において、これを詳細に説明する。
光分割および時間分割の多重化を利用するものである
が、ソリトンが一般にビット周期の僅かな部分（２０％
以下）を占めるに過ぎないので、独立した信号源からの
情報を運ぶいくつかのパルス列を時間的に相互挿入し且
つ異なる偏光と多重化することができると言う事実に基
づいている。受信側では、受信した信号に対し偏光の分
離を行うが、この点は実験的かつ理論的に確認済みであ
る。以下において、これを詳細に説明する。
【０００８】本発明の説明を続ける前に明らかにする必
要があるのは、ソリトンについて可能な偏光の分離が他
のパルスについては不可能なことである。特に、色分散
がゼロの波長（λ0）で送信される非ゼロ復帰（ＮＲ
Ｚ）フォーマットにおける多少なりとも方形のパルスの
伝送に関しては不可能である。１９８９年５月の「オプ
ティクス・レターズ（Opt. Lett.）」第１４巻p.523-p.
525のＣ．Ｄ．プーレ（Poole）による論文「ランダム・
モード結合による単一モード・ファイバにおける偏光モ
ードの分散の測定（Measurement of Polarization-Mode
Dispersion in Single-Mode Fibers With Random Mode
Coupling）」において、伝送システムは、強さと方向
が不揃いの波平面が多数積み重なったようなものである
が、「早い」主偏光状態と「遅い」主偏光状態との間の
全体的な時間遅れの差δＴ（λ）によって特徴つけるこ
とができることが示された。δＴは、Ｚをシステムの全
長とした場合、ゼロ平均が＜δＴ＞＝０および標準偏差
が（＜δＴ2＞）1/2＝Δβ／ｈ1/ 2Ｚ1/2である確率分布
を有する。例えば、Δβ／ｈ1/2＝０．２ｐｓ／ｋｍ1/2
かつＺ＝１０，０００ｋｍのシステムに対しては、（＜
δＴ2＞）1/2＝２０ｐｓとなる。
要があるのは、ソリトンについて可能な偏光の分離が他
のパルスについては不可能なことである。特に、色分散
がゼロの波長（λ0）で送信される非ゼロ復帰（ＮＲ
Ｚ）フォーマットにおける多少なりとも方形のパルスの
伝送に関しては不可能である。１９８９年５月の「オプ
ティクス・レターズ（Opt. Lett.）」第１４巻p.523-p.
525のＣ．Ｄ．プーレ（Poole）による論文「ランダム・
モード結合による単一モード・ファイバにおける偏光モ
ードの分散の測定（Measurement of Polarization-Mode
Dispersion in Single-Mode Fibers With Random Mode
Coupling）」において、伝送システムは、強さと方向
が不揃いの波平面が多数積み重なったようなものである
が、「早い」主偏光状態と「遅い」主偏光状態との間の
全体的な時間遅れの差δＴ（λ）によって特徴つけるこ
とができることが示された。δＴは、Ｚをシステムの全
長とした場合、ゼロ平均が＜δＴ＞＝０および標準偏差
が（＜δＴ2＞）1/2＝Δβ／ｈ1/ 2Ｚ1/2である確率分布
を有する。例えば、Δβ／ｈ1/2＝０．２ｐｓ／ｋｍ1/2
かつＺ＝１０，０００ｋｍのシステムに対しては、（＜
δＴ2＞）1/2＝２０ｐｓとなる。
【０００９】また、前記のプーレによる論文によって、
変化する光周波数に関してδｆ＝（２（＜δＴ
2＞）1/2）ー1によって与えられる平均周期δｆを偏光が
有することが明らかになった。従って、（＜δＴ2＞）
1/2＝２０ｐｓの場合、δｆ＝２５ＧＨｚとなり、シス
テムの出力における一出力の偏光状態（ＳＯＰ）の強度
変化は、周波数の関数として図１に示したように振る舞
う傾向がある。長さ１０，０００ｋｍまでのＮＲＺシス
テムにおいては、ファイバの非線形効果が分散によって
中和されない（ソリトンに対しては、そうである）とい
う事実のために、パルスが実質的に大きな非線形位相転
移φnl＞πを受けるので、毎秒何ギガビットという速度
で伝送するシステムにの場合、パルス列の周波数スペク
トラムは、一般に何十ＧＨｚにもわたって広がってしま
う。これについては、１９９１年３月の「光波技術ジャ
ーナル（Journal of Lightwave Technology）」第９巻
第３号p.356のＤ．マーカス（Marcuse）による論文「ゼ
ロ分散に光増幅器を有する非常に長い非線形ファイバに
おける単一チャネル動作（Single-Channel Operation i
n VeryLong Nonlinear Fibers with Optical Amplifier
s at Zero Dispersion）」に説明がある。図１に示した
周波数に関する偏光の急激な変化を考えれば、パルスの
種々の周波数成分が、多様に偏光されるので、パルスは
偏光でなくなることになる。従って、ＮＲＺに対して
は、最初に互いに直角に偏光されたパルス列を分離する
必要があっても分離の可能性がないが、ソリトンならば
可能である。
変化する光周波数に関してδｆ＝（２（＜δＴ
2＞）1/2）ー1によって与えられる平均周期δｆを偏光が
有することが明らかになった。従って、（＜δＴ2＞）
1/2＝２０ｐｓの場合、δｆ＝２５ＧＨｚとなり、シス
テムの出力における一出力の偏光状態（ＳＯＰ）の強度
変化は、周波数の関数として図１に示したように振る舞
う傾向がある。長さ１０，０００ｋｍまでのＮＲＺシス
テムにおいては、ファイバの非線形効果が分散によって
中和されない（ソリトンに対しては、そうである）とい
う事実のために、パルスが実質的に大きな非線形位相転
移φnl＞πを受けるので、毎秒何ギガビットという速度
で伝送するシステムにの場合、パルス列の周波数スペク
トラムは、一般に何十ＧＨｚにもわたって広がってしま
う。これについては、１９９１年３月の「光波技術ジャ
ーナル（Journal of Lightwave Technology）」第９巻
第３号p.356のＤ．マーカス（Marcuse）による論文「ゼ
ロ分散に光増幅器を有する非常に長い非線形ファイバに
おける単一チャネル動作（Single-Channel Operation i
n VeryLong Nonlinear Fibers with Optical Amplifier
s at Zero Dispersion）」に説明がある。図１に示した
周波数に関する偏光の急激な変化を考えれば、パルスの
種々の周波数成分が、多様に偏光されるので、パルスは
偏光でなくなることになる。従って、ＮＲＺに対して
は、最初に互いに直角に偏光されたパルス列を分離する
必要があっても分離の可能性がないが、ソリトンならば
可能である。
【００１０】本発明の原理を理解できるようにし、かつ
説明を簡単にするために、それぞれ２．５ＧＨｚの２つ
のチャネルから単一の５ＧＨｚのチャネルへの多重化、
および受信端におけるそれに対応するデマルチプレクシ
ング（多重化の解除）を図２のマルチプレクサに関連付
けて最初に説明する。
説明を簡単にするために、それぞれ２．５ＧＨｚの２つ
のチャネルから単一の５ＧＨｚのチャネルへの多重化、
および受信端におけるそれに対応するデマルチプレクシ
ング（多重化の解除）を図２のマルチプレクサに関連付
けて最初に説明する。
【００１１】２つのチャネルに対する単一光源は、２．
５ＧＨｚの速度で３５乃至５０ｐｓ幅のソリトン・パル
スを生成する単一のモード固定レーザ（Ｍ．Ｌ．Ｌ．）
２０１である。レーザの出力は、スプリッタ２０２にお
いて本質的に直交する偏光を有する２つのソリトン・パ
ルス流に分離され、それぞれ半分が変調器（ＭＯＤ．）
２０５および２０６において（ＤＡＴＡ１およびＤＡＴ
Ａ２と記した異なる情報を伝える信号によって）別個に
変調される。スプリッタ２０２は通常のスプリッタと通
常の偏光移相器の縦接続で実現される。すなわち通常の
スプリッタが１つの入力ソリトン・パルス流を２つの出
力ソリトン・パルス流に分割し、その後２つの出力ソリ
トン・パルス流の一方の偏光を偏光移相器で調節して、
他方の出力ソリトン・パルス流の偏光と直交するように
する。光学スプリッタは線形装置であって、スプリッタ
に印加された入力信号の２つの正確なレプリカを出力す
る。スプリッタの出力で適当なソリトンパワーを保つた
めに、レーザ２０１の出力でのパワーは適当に調節され
る。また、スプリッタ２０２で単にソリトン・パルス流
を分割し、変調器２０５と２０６で変調後に偏光コント
ローラ２１３と２１４によってそれぞれのソリトン・パ
ルス流の偏光を直交させても良い。変調器２０５が、第
１の情報伝達信号（導線２０７のデータ流）を受信する
一方で、変調器２０６が、導線２０８の第２のデータ流
を受信する。その後２つのソリトン・パルス流は、スプ
リッタ２１０において再結合するが、その前に、その２
つのパルス流が時間的に互いに差し込まれるようにパル
ス流の一方を調節可能な遅延線２０９において２．５Ｇ
bit/ｓのビット周期の半分だけ遅らせる。
５ＧＨｚの速度で３５乃至５０ｐｓ幅のソリトン・パル
スを生成する単一のモード固定レーザ（Ｍ．Ｌ．Ｌ．）
２０１である。レーザの出力は、スプリッタ２０２にお
いて本質的に直交する偏光を有する２つのソリトン・パ
ルス流に分離され、それぞれ半分が変調器（ＭＯＤ．）
２０５および２０６において（ＤＡＴＡ１およびＤＡＴ
Ａ２と記した異なる情報を伝える信号によって）別個に
変調される。スプリッタ２０２は通常のスプリッタと通
常の偏光移相器の縦接続で実現される。すなわち通常の
スプリッタが１つの入力ソリトン・パルス流を２つの出
力ソリトン・パルス流に分割し、その後２つの出力ソリ
トン・パルス流の一方の偏光を偏光移相器で調節して、
他方の出力ソリトン・パルス流の偏光と直交するように
する。光学スプリッタは線形装置であって、スプリッタ
に印加された入力信号の２つの正確なレプリカを出力す
る。スプリッタの出力で適当なソリトンパワーを保つた
めに、レーザ２０１の出力でのパワーは適当に調節され
る。また、スプリッタ２０２で単にソリトン・パルス流
を分割し、変調器２０５と２０６で変調後に偏光コント
ローラ２１３と２１４によってそれぞれのソリトン・パ
ルス流の偏光を直交させても良い。変調器２０５が、第
１の情報伝達信号（導線２０７のデータ流）を受信する
一方で、変調器２０６が、導線２０８の第２のデータ流
を受信する。その後２つのソリトン・パルス流は、スプ
リッタ２１０において再結合するが、その前に、その２
つのパルス流が時間的に互いに差し込まれるようにパル
ス流の一方を調節可能な遅延線２０９において２．５Ｇ
bit/ｓのビット周期の半分だけ遅らせる。
【００１２】ここで、図２の装置に関する詳細を少し整
理する。変調器２０５および２０６は、好ましくは、ソ
リトン・パルスのチャーピングを実質的には一切生成せ
ず且つ適切なオン／オフ比（２０ｄＢ）を有するように
ＬｉＮｂＯ3の平衡マッハ-ツェンダー型とするべきであ
る。変調器２０５および２０６への入力において必要と
される線形偏光およびそれ自体の偏光多重化に必要な線
形偏光は、マルチプレクサ全体に（線形）偏波維持ファ
イバを使用するか、または図２の示したように変調器２
０６および２０６の前後のコントローラ２１１〜２１４
のような偏光コントローラを使用することによって維持
することができる。偏光コントローラ２１１〜２１４
は、１９８０年「エレクトロニクス・レターズ（Electr
onics Letters）」第１６巻p.778のＨ．Ｃ．ラベブレ
（Levevre）による論文「単一モード・ファイバの小信
号装置および偏光コントローラ（Single-Mode Fiber Fr
actional Wave Devices and Polarization Controller
s）」において説明されているように配置することがで
きる。２つのソリトン・パルスを時間的に相互挿入する
ために、マルチプレクサの２つの腕の相対的長さを正確
に調節する必要がある。これは、変調器２０６の出力と
偏光スプリッタ２１０との間に配置して示した調節可能
な遅延線２０９によって行うことができる。しかし、遅
延線２０９は絶対必要と言うわけではない。何れか一方
の腕の長さを１乃至２回の試験によって正しい長さの数
ピコ秒以内に調節して、装置が全体として全部導波路の
ままであるようにすることも可能である。
理する。変調器２０５および２０６は、好ましくは、ソ
リトン・パルスのチャーピングを実質的には一切生成せ
ず且つ適切なオン／オフ比（２０ｄＢ）を有するように
ＬｉＮｂＯ3の平衡マッハ-ツェンダー型とするべきであ
る。変調器２０５および２０６への入力において必要と
される線形偏光およびそれ自体の偏光多重化に必要な線
形偏光は、マルチプレクサ全体に（線形）偏波維持ファ
イバを使用するか、または図２の示したように変調器２
０６および２０６の前後のコントローラ２１１〜２１４
のような偏光コントローラを使用することによって維持
することができる。偏光コントローラ２１１〜２１４
は、１９８０年「エレクトロニクス・レターズ（Electr
onics Letters）」第１６巻p.778のＨ．Ｃ．ラベブレ
（Levevre）による論文「単一モード・ファイバの小信
号装置および偏光コントローラ（Single-Mode Fiber Fr
actional Wave Devices and Polarization Controller
s）」において説明されているように配置することがで
きる。２つのソリトン・パルスを時間的に相互挿入する
ために、マルチプレクサの２つの腕の相対的長さを正確
に調節する必要がある。これは、変調器２０６の出力と
偏光スプリッタ２１０との間に配置して示した調節可能
な遅延線２０９によって行うことができる。しかし、遅
延線２０９は絶対必要と言うわけではない。何れか一方
の腕の長さを１乃至２回の試験によって正しい長さの数
ピコ秒以内に調節して、装置が全体として全部導波路の
ままであるようにすることも可能である。
【００１３】図２の正しく調節されたマルチプレクサか
ら出力された元のソリトン・パルス流は、図３に示すよ
うに現れる。ｘおよびｙ軸にそったフィールドの包絡線
は、異なる（直交する）偏光のパルスを表す。例えば、
ソリトン・パルス３０１および３０２は、その軸方向の
初期の偏光と４００ｐｓの周期とを有する。ソリトン・
パルス３０３および３０４は、直角の（ｙ方向の）偏光
と４００ｐｓの周期とを有し、第１のパルス列と時間的
に相互挿入されている。パルス流における時間軸上で予
測される位置、即ち名目上の位置にパルスが有るか無い
かによって情報が伝えられる。注目すべきことは、図３
のようにソリトン・パルスを発射することにより、受信
端における時間分割と偏光分割を組み合わせたデマルチ
プレクシングに対する可能性が生まれるだけでなく、位
相間変調の可能性が実質的に除去され、従って、伝送中
の２つのチャネル間の相互作用の可能性も実質的に除去
される。
ら出力された元のソリトン・パルス流は、図３に示すよ
うに現れる。ｘおよびｙ軸にそったフィールドの包絡線
は、異なる（直交する）偏光のパルスを表す。例えば、
ソリトン・パルス３０１および３０２は、その軸方向の
初期の偏光と４００ｐｓの周期とを有する。ソリトン・
パルス３０３および３０４は、直角の（ｙ方向の）偏光
と４００ｐｓの周期とを有し、第１のパルス列と時間的
に相互挿入されている。パルス流における時間軸上で予
測される位置、即ち名目上の位置にパルスが有るか無い
かによって情報が伝えられる。注目すべきことは、図３
のようにソリトン・パルスを発射することにより、受信
端における時間分割と偏光分割を組み合わせたデマルチ
プレクシングに対する可能性が生まれるだけでなく、位
相間変調の可能性が実質的に除去され、従って、伝送中
の２つのチャネル間の相互作用の可能性も実質的に除去
される。
【００１４】２つの偏光成分を等しく重み付けして出力
パルス流の標本を取り、検出された標本の光学スペクト
ラムまたはマイクロ波スペクトラムの何れかが観察でき
るようにすることによって、マルチプレクサが正しく調
節されていることを確認することができる。一般に、不
規則に変調されたパルス流は、２．５ＧＨｚの倍数によ
って分離された成分を有する線スペクトラムを示す。相
対的な腕の長さを正しく調節するために（ソリトン・パ
ルスの完全な時間的相互挿入のために）、２．５ＧＨｚ
の奇数の高調波はなくなり、５ＧＨｚの倍数によって区
切られた成分のみが残される。従って、時間的な調節に
ついて検査を行う最も単純な装置は、おそらく検出器お
よび２．５ＧＨｚに同調した簡単な共振回路から構成さ
れるであろう。
パルス流の標本を取り、検出された標本の光学スペクト
ラムまたはマイクロ波スペクトラムの何れかが観察でき
るようにすることによって、マルチプレクサが正しく調
節されていることを確認することができる。一般に、不
規則に変調されたパルス流は、２．５ＧＨｚの倍数によ
って分離された成分を有する線スペクトラムを示す。相
対的な腕の長さを正しく調節するために（ソリトン・パ
ルスの完全な時間的相互挿入のために）、２．５ＧＨｚ
の奇数の高調波はなくなり、５ＧＨｚの倍数によって区
切られた成分のみが残される。従って、時間的な調節に
ついて検査を行う最も単純な装置は、おそらく検出器お
よび２．５ＧＨｚに同調した簡単な共振回路から構成さ
れるであろう。
【００１５】偏光分割多重化／デマルチプレククシング
が成功するために、伝送線路は、それ自体が２つの必要
条件を満たす必要がある。第１に、任意の２つの直交す
る偏光に対するシステム利得の全体的な差は、数ｄＢ以
下でなければならない。第２に、任意の２つの直交する
偏光に対するシステムのδＴが、ビット周期に比較して
小さくなければならない。第１の必要条件は、完全非偏
光性の波長分割多重化（ＷＤＭ）カプラをポンプ注入
（例えばＪＤＳ光学によって行われる注入法で、干渉フ
ィルタからの本質的に垂直な入射角の反射を用いる）に
用い、かつ他のすべての潜在的に偏光性の部品を最小に
保つことによって、満たすことができる。このような偏
光に依存しない利得は、分散シフトした増幅ファイバ、
ＪＤＳカプラ、入出力のための非偏光性のファイバ融着
カプラ、および１つのほぼ非偏光性のアイソレータ以外
は何も含まない再循環ループにおいて実現された。第２
の必要条件は、現在入手可能な分散シフト・ファイバに
よって容易に満たすことができる。ただし、そのために
は、最大システム長（10,000km）に対しても（＜δＴ2
＞）1/2＝２０ｐｓまたはそれ以下となるように、偏光
分散パラメータΔβ／ｈ1/2は、一般に０．２ｐｓ／ｎ
ｍ／ｋｍ以下である。
が成功するために、伝送線路は、それ自体が２つの必要
条件を満たす必要がある。第１に、任意の２つの直交す
る偏光に対するシステム利得の全体的な差は、数ｄＢ以
下でなければならない。第２に、任意の２つの直交する
偏光に対するシステムのδＴが、ビット周期に比較して
小さくなければならない。第１の必要条件は、完全非偏
光性の波長分割多重化（ＷＤＭ）カプラをポンプ注入
（例えばＪＤＳ光学によって行われる注入法で、干渉フ
ィルタからの本質的に垂直な入射角の反射を用いる）に
用い、かつ他のすべての潜在的に偏光性の部品を最小に
保つことによって、満たすことができる。このような偏
光に依存しない利得は、分散シフトした増幅ファイバ、
ＪＤＳカプラ、入出力のための非偏光性のファイバ融着
カプラ、および１つのほぼ非偏光性のアイソレータ以外
は何も含まない再循環ループにおいて実現された。第２
の必要条件は、現在入手可能な分散シフト・ファイバに
よって容易に満たすことができる。ただし、そのために
は、最大システム長（10,000km）に対しても（＜δＴ2
＞）1/2＝２０ｐｓまたはそれ以下となるように、偏光
分散パラメータΔβ／ｈ1/2は、一般に０．２ｐｓ／ｎ
ｍ／ｋｍ以下である。
【００１６】偏光され相互挿入されたソリトン・パルス
を受信端においてデマルチプレクスするために、デマル
チプレクサの各腕における不要なチャネルを線形偏光ア
ナライザによって最適に除くことができるように、出現
する任意の偏光状態を変換しなければならない。この変
換は、１９９１年２月の「エレクトロニクス・レター
ズ」第２７巻第４号p.377-p.379に説明されているよう
にＦ．ヘイスマン（Heismann）他により最近作成され検
査された種類の電気駆動で連続的に調節可能な偏光コン
トローラによって行っても良い。直交する偏光に対する
全体的な利得がほぼ等しい場合、２つのチャネルに対す
る偏光は、全体的に直角のままである。その場合、必要
なコントローラは１つであり、それによって、それらの
データ流を２つの直交する線形偏光へと変換することが
できる。そこで、デマルチプレクサは、図４のように構
成することができる。
を受信端においてデマルチプレクスするために、デマル
チプレクサの各腕における不要なチャネルを線形偏光ア
ナライザによって最適に除くことができるように、出現
する任意の偏光状態を変換しなければならない。この変
換は、１９９１年２月の「エレクトロニクス・レター
ズ」第２７巻第４号p.377-p.379に説明されているよう
にＦ．ヘイスマン（Heismann）他により最近作成され検
査された種類の電気駆動で連続的に調節可能な偏光コン
トローラによって行っても良い。直交する偏光に対する
全体的な利得がほぼ等しい場合、２つのチャネルに対す
る偏光は、全体的に直角のままである。その場合、必要
なコントローラは１つであり、それによって、それらの
データ流を２つの直交する線形偏光へと変換することが
できる。そこで、デマルチプレクサは、図４のように構
成することができる。
【００１７】図４に示したように、入力４０１において
受信される多重化信号は、不定の偏光を有する５ＧＨｚ
のパルス流である。この入力は、ヘイスマンの偏光コン
トローラ４０２に加えられる。このコントローラによ
り、不規則に変化する入力の偏光状態を所望の特定の出
力偏光状態に変換することができる。この変換は、到来
する５Ｇbit／ｓのデータ流の偏光状態を偏光スプリッ
タ４０４のみを用いて出力４０５および４０６の２つの
２．５Ｇbit／ｓのパルス流に変換するのに使用するこ
とができる。出力４０５のパルス流は、情報伝達信号の
一つ、即ちデータ１によって変調され、出力４０６のパ
ルス流は、他方の情報伝達信号、即ちデータ２によって
変調される。出力４０６の信号の一部は、検出器４０８
および誤差信号電子回路４１０によってコントローラ４
０２に帰還される。電子回路４１０は、コントローラ４
０２が到来する５Ｇbit／ｓのパルス流の偏光状態の緩
やかな変化を追跡・補正するのに必要な誤差信号を発生
する２．５ＧＨｚのマイクロ波共振フィルタを備えてい
る。
受信される多重化信号は、不定の偏光を有する５ＧＨｚ
のパルス流である。この入力は、ヘイスマンの偏光コン
トローラ４０２に加えられる。このコントローラによ
り、不規則に変化する入力の偏光状態を所望の特定の出
力偏光状態に変換することができる。この変換は、到来
する５Ｇbit／ｓのデータ流の偏光状態を偏光スプリッ
タ４０４のみを用いて出力４０５および４０６の２つの
２．５Ｇbit／ｓのパルス流に変換するのに使用するこ
とができる。出力４０５のパルス流は、情報伝達信号の
一つ、即ちデータ１によって変調され、出力４０６のパ
ルス流は、他方の情報伝達信号、即ちデータ２によって
変調される。出力４０６の信号の一部は、検出器４０８
および誤差信号電子回路４１０によってコントローラ４
０２に帰還される。電子回路４１０は、コントローラ４
０２が到来する５Ｇbit／ｓのパルス流の偏光状態の緩
やかな変化を追跡・補正するのに必要な誤差信号を発生
する２．５ＧＨｚのマイクロ波共振フィルタを備えてい
る。
【００１８】さらに一般的な場合、直交する偏光に対し
利得に小さいがかなりの差があれば、デマルチプレクサ
に印加されるパルス流に含まれるような２つのチャネル
に現れる偏光は、もはや完全には直角ではない。この場
合、図５に示したように、非偏光性の３ｄＢスプリッタ
５０１を用いて入力パルス流を分離し、その一部を２つ
の同様なヘイスマンの偏光コントローラ５０２および５
０３の各々に（一般に等しく）印加するようにする。各
コントローラの出力をそれぞれの線形アナライザ５０４
および５０５に加える。アナライザは、その偏光を線形
かつコントローラ５０２または５０３に対し直角となる
ようにすることによって各腕における不要なチャネルを
除去する。このようにして、データ１は出力５０６に復
元され、データ２は出力５０７に復元される。
利得に小さいがかなりの差があれば、デマルチプレクサ
に印加されるパルス流に含まれるような２つのチャネル
に現れる偏光は、もはや完全には直角ではない。この場
合、図５に示したように、非偏光性の３ｄＢスプリッタ
５０１を用いて入力パルス流を分離し、その一部を２つ
の同様なヘイスマンの偏光コントローラ５０２および５
０３の各々に（一般に等しく）印加するようにする。各
コントローラの出力をそれぞれの線形アナライザ５０４
および５０５に加える。アナライザは、その偏光を線形
かつコントローラ５０２または５０３に対し直角となる
ようにすることによって各腕における不要なチャネルを
除去する。このようにして、データ１は出力５０６に復
元され、データ２は出力５０７に復元される。
【００１９】各偏光コントローラ５０２、５０３に対し
誤差信号を生成するために、図４に関連して既に説明し
た方法を用いてもよい。従って、デマルチプレクサの各
出力５０６、５０７からの２．５Ｇbit／ｓのデータ流
の標本をそれぞれの検出器５０８、５０９に加え、さら
に対応する２．５ＧＨｚのマイクロ波共振フィルタ５１
０、５１１に通す。偏光コントローラ５０２および５０
３は、共に最大の信号に対して調節されている。（図４
の場合のような完全に直交するチャネルに対しては、こ
れは一方の腕に対して行うだけで良い。）前記の参考文
献においてヘイスマンによって実証されて周知のように
最大値に固定された状態に保つために、偏光コントロー
ラの１つの要素を変動させ、適切な誤差信号を取り出す
ように位相感応的検出を用いる必要がある場合も時とし
てある。
誤差信号を生成するために、図４に関連して既に説明し
た方法を用いてもよい。従って、デマルチプレクサの各
出力５０６、５０７からの２．５Ｇbit／ｓのデータ流
の標本をそれぞれの検出器５０８、５０９に加え、さら
に対応する２．５ＧＨｚのマイクロ波共振フィルタ５１
０、５１１に通す。偏光コントローラ５０２および５０
３は、共に最大の信号に対して調節されている。（図４
の場合のような完全に直交するチャネルに対しては、こ
れは一方の腕に対して行うだけで良い。）前記の参考文
献においてヘイスマンによって実証されて周知のように
最大値に固定された状態に保つために、偏光コントロー
ラの１つの要素を変動させ、適切な誤差信号を取り出す
ように位相感応的検出を用いる必要がある場合も時とし
てある。
【００２０】２．５ＧＨｚの最大の信号が必要な理由を
知るために、偏光コントローラの可能な最悪の調節の場
合、デマルチプレクサの各腕における各データ流からほ
ぼ等しい信号を出力しがちであるが、２．５ＧＨｚの奇
数倍がマイクロ波スペクトラムから消える傾向がある点
に注目する必要がある。
知るために、偏光コントローラの可能な最悪の調節の場
合、デマルチプレクサの各腕における各データ流からほ
ぼ等しい信号を出力しがちであるが、２．５ＧＨｚの奇
数倍がマイクロ波スペクトラムから消える傾向がある点
に注目する必要がある。
【００２１】我々が行ったシミュレーションにより、所
与のチャネルからのパルスに対するフィールドのベクト
ルは、平均を線形偏光に変換した場合、その平均から約
±３．３°以上逸れることは滅多にないことが分かる。
さらに正確に言えば、角度偏差は、平均（０°）を中心
とするガウス分布であり、標準偏差σは、約３°であ
る。従って、角度偏差が７σ以下のパルスの場合（７σ
以上の偏差のパルスの確率は約１０-10に過ぎない）、
線形アナライザにより、（sin２１°）2を除くすべて、
即ちデータ１の信号を伝えるチャネルからデータ２の信
号を伝えるチャネルのパルスのうち最も逸れるものおよ
びその逆のものの強度の約１５％を除去することができ
る。このような漏れは、自然放出（ＡＳＥ）雑音の大き
な変移に比較して小さいので、ビット誤り率に影響を及
ぼす見込みはない。また、この漏れは、送信側における
変調器のエネルギーの「ゼロ」への漏れに匹敵すること
に注意を要する。しかし、必要ならば、図６に示したよ
うに、各チャネルにおいて検出のための時間的枠を幾分
狭くすることによって、誤りの可能性をさらに低減する
ことができる。このように、非対称な時分割多重も可能
であるから、通常の２．５Ｇbit／ｓのビット周期の境
界付近の狭い時間帯に到達するパルスを禁止することが
できる、換言すれば、所望の時間枠に入るパルスのみを
検出して、以降の処理をすることができるようになる。
ここで述べた禁止は、別の電子光学的変調器または電子
的に順方向の検出によって実現することができる。例え
ば、図６の「禁止」帯６０１および６０２が、境界の両
側に約±３σまで及ぶ場合、不要なパルスがその禁止帯
にある確率は１０-3未満である。ただし、σは１９８６
年１０月の「オプティクス・レターズ（Opt. Lett.）」
第１１巻p.665-p.667の「光ファイバ伝送におけるコヒ
ーレントに増幅されたソリトンのランダム・ウォーク
（Random Walk of Coherently Amplified Solitons in
Optical Fiber Transmission）」においてＪ．Ｐ．ゴー
ドン（Gordon）およびＨ．Ａ．ハウス（Haus）によって
説明されたタイミング・ジッタの標準偏差である。増幅
器の間隔および雑音指数について適切な仮定が与えられ
た場合、σの典型的な値は、９０００ｋｍで約１３ｐｓ
であるから、通常の４００ｐｓのビット周期から全体で
約８０ｐｓが排除されることになる。これに対して、１
０-12の誤り率に対して、ゴードン-ハウスのジッタは、
この場合、約２×７×σ、即ち約１８０乃至２００ｐｓ
の総パルス幅を必要とする。従って、３２０ｐｓの捕捉
帯６０４、６０５であれば、実質５Ｇbit／ｓの単一波
長速度に対し大きな安全余裕を与えることができる。実
際には、７．５Ｇbit／ｓ（２つの３．７５Ｇbit／ｓの
チャネルを一緒に多重化したもの。これにより、適当な
大きさ２６７−８０＝１８７ｐｓの有効捕捉枠が得られ
る。）に近い単一波長速度を得ることができる。従っ
て、前記のように、ここに説明した方法により、超長距
離ソリトン伝送システムの単一波長容量を２倍または少
なくとも２倍程度にすることができる。
与のチャネルからのパルスに対するフィールドのベクト
ルは、平均を線形偏光に変換した場合、その平均から約
±３．３°以上逸れることは滅多にないことが分かる。
さらに正確に言えば、角度偏差は、平均（０°）を中心
とするガウス分布であり、標準偏差σは、約３°であ
る。従って、角度偏差が７σ以下のパルスの場合（７σ
以上の偏差のパルスの確率は約１０-10に過ぎない）、
線形アナライザにより、（sin２１°）2を除くすべて、
即ちデータ１の信号を伝えるチャネルからデータ２の信
号を伝えるチャネルのパルスのうち最も逸れるものおよ
びその逆のものの強度の約１５％を除去することができ
る。このような漏れは、自然放出（ＡＳＥ）雑音の大き
な変移に比較して小さいので、ビット誤り率に影響を及
ぼす見込みはない。また、この漏れは、送信側における
変調器のエネルギーの「ゼロ」への漏れに匹敵すること
に注意を要する。しかし、必要ならば、図６に示したよ
うに、各チャネルにおいて検出のための時間的枠を幾分
狭くすることによって、誤りの可能性をさらに低減する
ことができる。このように、非対称な時分割多重も可能
であるから、通常の２．５Ｇbit／ｓのビット周期の境
界付近の狭い時間帯に到達するパルスを禁止することが
できる、換言すれば、所望の時間枠に入るパルスのみを
検出して、以降の処理をすることができるようになる。
ここで述べた禁止は、別の電子光学的変調器または電子
的に順方向の検出によって実現することができる。例え
ば、図６の「禁止」帯６０１および６０２が、境界の両
側に約±３σまで及ぶ場合、不要なパルスがその禁止帯
にある確率は１０-3未満である。ただし、σは１９８６
年１０月の「オプティクス・レターズ（Opt. Lett.）」
第１１巻p.665-p.667の「光ファイバ伝送におけるコヒ
ーレントに増幅されたソリトンのランダム・ウォーク
（Random Walk of Coherently Amplified Solitons in
Optical Fiber Transmission）」においてＪ．Ｐ．ゴー
ドン（Gordon）およびＨ．Ａ．ハウス（Haus）によって
説明されたタイミング・ジッタの標準偏差である。増幅
器の間隔および雑音指数について適切な仮定が与えられ
た場合、σの典型的な値は、９０００ｋｍで約１３ｐｓ
であるから、通常の４００ｐｓのビット周期から全体で
約８０ｐｓが排除されることになる。これに対して、１
０-12の誤り率に対して、ゴードン-ハウスのジッタは、
この場合、約２×７×σ、即ち約１８０乃至２００ｐｓ
の総パルス幅を必要とする。従って、３２０ｐｓの捕捉
帯６０４、６０５であれば、実質５Ｇbit／ｓの単一波
長速度に対し大きな安全余裕を与えることができる。実
際には、７．５Ｇbit／ｓ（２つの３．７５Ｇbit／ｓの
チャネルを一緒に多重化したもの。これにより、適当な
大きさ２６７−８０＝１８７ｐｓの有効捕捉枠が得られ
る。）に近い単一波長速度を得ることができる。従っ
て、前記のように、ここに説明した方法により、超長距
離ソリトン伝送システムの単一波長容量を２倍または少
なくとも２倍程度にすることができる。
【００２２】前記のシミュレーションに加え、５０ｐｓ
のソリトンが９０００ｋｍを含む同距離までのいろいろ
な距離を通った後のソリトン列の偏光角の直接的実験的
測定を行った。つまり、現れる偏光を正確に線形な偏光
に変換することによって、消滅比（現れる偏光に対して
平行および垂直に向けた線形アナライザを通って伝送さ
れる光の強度の比）を測定し、９０００ｋｍで２４ｄＢ
という値になり、さらに距離が短くなるとそれに応じて
比が大きくなることが分かった。また、この実験による
測定結果は、このようにして測定された消滅比は所与の
距離における信号対雑音比によって与えられるという解
析的理論とほぼ一致する。このように、ソリトンが実際
に適切に偏光された状態を保つという３つの論拠、即ち
数値シミュレーション、実験による測定、および解析的
理論が得られる。本発明の効力を確認するすべての３つ
の技法が緊密に符合することを図７に示す。同図におい
て、約９０００ｋｍの経路長に対する消滅比が約２４ｄ
Ｂであること、および所望の偏光方向のエネルギーの１
／２５０以下が他の偏光方向に失われることを知ること
ができる。
のソリトンが９０００ｋｍを含む同距離までのいろいろ
な距離を通った後のソリトン列の偏光角の直接的実験的
測定を行った。つまり、現れる偏光を正確に線形な偏光
に変換することによって、消滅比（現れる偏光に対して
平行および垂直に向けた線形アナライザを通って伝送さ
れる光の強度の比）を測定し、９０００ｋｍで２４ｄＢ
という値になり、さらに距離が短くなるとそれに応じて
比が大きくなることが分かった。また、この実験による
測定結果は、このようにして測定された消滅比は所与の
距離における信号対雑音比によって与えられるという解
析的理論とほぼ一致する。このように、ソリトンが実際
に適切に偏光された状態を保つという３つの論拠、即ち
数値シミュレーション、実験による測定、および解析的
理論が得られる。本発明の効力を確認するすべての３つ
の技法が緊密に符合することを図７に示す。同図におい
て、約９０００ｋｍの経路長に対する消滅比が約２４ｄ
Ｂであること、および所望の偏光方向のエネルギーの１
／２５０以下が他の偏光方向に失われることを知ること
ができる。
【００２３】以上の説明は、本発明の一実施例に関する
もので、この技術分野の当業者であれば、本発明の種々
の変形例が考えられるが、それらはいずれも本発明の技
術的範囲に包含される。従って、例えば、２つの信号の
多重化を示して説明したが、別な信号が適切に別のモー
ドで偏光されているならば、その次代の信号も同様にし
て結合することができる。
もので、この技術分野の当業者であれば、本発明の種々
の変形例が考えられるが、それらはいずれも本発明の技
術的範囲に包含される。従って、例えば、２つの信号の
多重化を示して説明したが、別な信号が適切に別のモー
ドで偏光されているならば、その次代の信号も同様にし
て結合することができる。
【００２４】
【発明の効果】また、次の点に留意を要する。ソリトン
システムは、それが何であれ、その単一波長容量をＷＤ
Ｍ（波長分割多重化）の使用によって少なくとも数倍に
増やすことができる。ＷＤＭについては、１９９１年３
月の「光波技術ジャーナル（Jrnl Lightwave Tech）」
第９巻第３号p.362-p.367のＬ．Ｆ．マレノー（Mollena
uer）、Ｓ．Ｇ．エバンジジェリデ、およびＪ．Ｐ．ゴ
ードンによる「集中増幅器を用いる超長距離伝送におけ
るソリトンによるＷＤＭ（WDM With Solitons in Ultra
Long Distance Transmission Using Lumped Amplifier
s）」と題する論文に説明がある。
システムは、それが何であれ、その単一波長容量をＷＤ
Ｍ（波長分割多重化）の使用によって少なくとも数倍に
増やすことができる。ＷＤＭについては、１９９１年３
月の「光波技術ジャーナル（Jrnl Lightwave Tech）」
第９巻第３号p.362-p.367のＬ．Ｆ．マレノー（Mollena
uer）、Ｓ．Ｇ．エバンジジェリデ、およびＪ．Ｐ．ゴ
ードンによる「集中増幅器を用いる超長距離伝送におけ
るソリトンによるＷＤＭ（WDM With Solitons in Ultra
Long Distance Transmission Using Lumped Amplifier
s）」と題する論文に説明がある。
【図１】長い不規則な複屈折光ファイバの出力において
光の周波数で特定の偏光状態（ＳＯＰ）を有する初期偏
光された非ソリトン・パルスの強度の典型例を示す図で
ある（δｆの一般的な値は、偏光散乱パラメータ０．２
ｐｓ／ｋｍ1/2を有する長さ１０，０００ｋｍのシステ
ムに対して２５ＧＨｚである）。
光の周波数で特定の偏光状態（ＳＯＰ）を有する初期偏
光された非ソリトン・パルスの強度の典型例を示す図で
ある（δｆの一般的な値は、偏光散乱パラメータ０．２
ｐｓ／ｋｍ1/2を有する長さ１０，０００ｋｍのシステ
ムに対して２５ＧＨｚである）。
【図２】本発明によって構成されたマルチプレクサの略
図である。
図である。
【図３】図２のマルチプレクサの出力におけるソリトン
・パルス・フィールドの包絡線を示す図である。
・パルス・フィールドの包絡線を示す図である。
【図４】到来する信号が互いに直角に偏光されている場
合に使用されるべきデマルチプレクサの略図である。
合に使用されるべきデマルチプレクサの略図である。
【図５】偏光に関するシステム利得の変動のために到来
する信号が完全に直交するように偏光されていないとき
に使用されるべきデマルチプレクサの略図である。
する信号が完全に直交するように偏光されていないとき
に使用されるべきデマルチプレクサの略図である。
【図６】偏光分割多重化と組み合わせて使用される非対
称な時分割多重化に対する禁止帯および捕捉帯を示す図
である。
称な時分割多重化に対する禁止帯および捕捉帯を示す図
である。
【図７】コンピュータ・シミュレーション、分析モデ
ル、および本発明の効力を確認する実験結果の一致を示
すグラフである。
ル、および本発明の効力を確認する実験結果の一致を示
すグラフである。
２０１ モード固定レーザ（Ｍ．Ｌ．Ｌ．） ２０２ スプリッタ ２１１、２１２、２１３、２１４偏光コントローラ ２０５、２０６変調器 ２０９ 調節可能な遅延線 ２１０ 偏光スプリッタ ４０４、５０２、５０３ヘイスマンの偏光コントローラ ４０４ 偏光スプリッタ ４１０、５１０、５１１誤差信号電子回路 ５０４、５０５線形アナライザ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ステファン ジー．エヴァンジェリズ ジュニア アメリカ合衆国 07748 ニュージャー ジー ミドルタウン、ノールウッド ド ライヴ 116 (72)発明者 リン エフ．モルヌール アメリカ合衆国 07722 ニュージャー ジー コルツ ネック、キャリッジ ヒ ル ドライヴ 11 (56)参考文献 特開 平２−264227（ＪＰ，Ａ) 米国特許4932739（ＵＳ，Ａ)
Claims (22)
- 【請求項１】 ファイバ光伝送媒体上に少なくとも第１
および第２の情報伝達信号を多重化する装置において、
前記伝送媒体上に第１の周波数でソリトン・パルス流を
発生する手段（２０１）、 前記のソリトン・パルス流を本質的に直交する偏光を有
する少なくとも第１および第２のパルス流に分離する手
段（２０２）、 第１および第２の変調された信号を生成するために、前
記の第１および第２のパルス流を前記の第１および第２
の情報伝達信号でそれぞれ変調する手段（２０５、２０
６）、 前記の第１および第２の変調された信号を時間的に相互
挿入する手段（２０９、２１０）、および前記の時間的
に相互挿入された信号を前記伝送媒体に加える手段を備
えたことを特徴とする光通信装置。 - 【請求項２】 前記の相互挿入された信号を第１および
第２の本質的に直交する偏光を有するパルスからなる復
元されたパルス流へと分離し復元する手段（４０１〜４
１０）を受信側にさらに備えたことを特徴とする請求項
１記載の装置。 - 【請求項３】 送信側において本質的に直交する偏光を
有する第１および第２の情報伝達ソリトン・パルス流を
光伝送媒体上に時間的に相互挿入する手段（２０１〜２
１４）、および受信側において前記の第１および第２の
情報伝達ソリトン・パルス流に分離し復元する手段（４
０１〜４１０）を備えたことを特徴とする光通信装置。 - 【請求項４】 第１のソリトン・パルス流を第１の情報
伝達信号によって変調する手段（２０５）、 第２のソリトン・パルス流を第２の情報伝達信号によっ
て変調する手段（２０６）、 本質的に直交する偏光を有する前記の変調された第１お
よび第２のパルス流を時間的に相互挿入する手段（２０
９、２１０）、および前記の相互挿入されたパルス流を
光伝送媒体に印加する手段を備えたことを特徴とする光
通信装置。 - 【請求項５】 第１の周波数のソリトン・パルス源（２
０１）、 前記ソリトン・パルスの第１の流れを第１の情報伝達信
号で変調し、当該変調出力が第１の偏光を有する手段
（２０２、２０５）、前記ソリトン・パルスの第２の流
れを第２の情報伝達信号で変調し、当該変調出力が前記
第１の偏光とほぼ直交する第２の偏光を有する手段（２
０２、２０６）、および多重化された信号を前記第１の
周波数の２倍の周波数で生成するために、変調されたソ
リトン・パルスの前記第１および第２の流れを時間的に
相互挿入する相互挿入手段（２０９、２１０）を備えた
ことを特徴とする光通信システムのための光送信装置。 - 【請求項６】 前記相互挿入手段が、変調されたソリト
ン・パルスの前記第２の流れを遅らせるように適合され
た調節可能な遅延線（２０９）を備えたことを特徴とす
る請求項５記載の装置。 - 【請求項７】 ソリトン・パルス流を異なる偏光を有す
る複数の別個のパルス流に分割する手段（２０２）、 前記ソリトン・パルス流の各々を異なる情報伝達信号で
変調する手段（２０５、２０６）、および多重化された
ソリトン・パルス流を生成するために、前記の変調され
たパルス流の各々を時間的に相互挿入する手段（２０
９、２１０）を備えたことを特徴とする光通信装置。 - 【請求項８】 直交する偏光を有する第１および第２の
ソリトン・パルス流を発生する発生手段（２０１、２０
２）、 前記の第１および第２のソリトン・パルス流を第１およ
び第２のデータで変調する変調手段（２０５、２０
６）、および多重化された信号を形成するために前記の
第１および第２の変調されたパルス流を時間的に相互挿
入する相互挿入手段（２０９、２１０）を備えたことを
特徴とする光通信装置。 - 【請求項９】 前記発生手段が、 ソリトン・パルス源（２０１）、および偏光化パルス・
スプリッタ（２０２）を備えたことを特徴とする請求項
８記載の装置。 - 【請求項１０】 前記変調手段が、パルス振幅変調器
（２０５、２０６）を備えたことを特徴とする請求項９
記載の装置。 - 【請求項１１】 前記相互挿入手段が、調節可能な遅延
線（２０９）を備えたことを特徴とする請求項１０記載
の装置。 - 【請求項１２】 ファイバ光伝送媒体上に少なくとも第
１および第２の情報伝達信号を多重化するために、 前記伝送媒体上に第１の周波数でソリトン・パルス流を
発生するステップ（２０１）、 前記のソリトン・パルス流を本質的に直交する偏光を有
する少なくとも第１および第２のパルス流に分離するス
テップ（２０２）、 第１および第２の変調された信号を生成するために、前
記の第１および第２のパルス流を前記の第１および第２
の情報伝達信号でそれぞれ変調するステップ（２０５、
２０６）、 前記の第１および第２の変調された信号を時間的に相互
挿入するステップ（２０９、２１０）、および前記の相
互挿入された信号を前記伝送媒体に加えるステップを備
えたことを特徴とする光通信方法。 - 【請求項１３】 前記の相互挿入された信号を第１およ
び第２の本質的に直交する偏光を有するパルスからなる
復元されたパルス流へと分離するステップ（４０１〜４
１０）を受信側にさらに備えたことを特徴とする請求項
１２記載の方法。 - 【請求項１４】 本質的に直交する偏光を有する第１お
よび第２の情報伝達ソリトン・パルス流を光伝送媒体上
に時間的に相互挿入するステップ（２０１〜２１４）、
および前記の第１および第２の情報伝達ソリトン・パル
ス流に分離し復元するステップ（４０１〜４１０）を備
えたことを特徴とする光通信方法。 - 【請求項１５】 第１のソリトン・パルス流を第１の情
報伝達信号によって変調するステップ（２０５）、 第２のソリトン・パルス流を第２の情報伝達信号によっ
て変調するステップ（２０６）、 本質的に直交する偏光を有する前記の変調された第１お
よび第２のパルス流を時間的に相互挿入するステップ
（２０９、２１０）、および前記の相互挿入されたパル
ス流を光伝送媒体に印加するステップを備えたことを特
徴とする光通信方法。 - 【請求項１６】 第１および第２のソリトン・パルス流
を形成するステップ（２０１、２０２）、 前記第１のソリトン・パルス流を第１の情報伝達信号で
変調し、当該変調出力が第１の偏光を有するステップ
（２０５）、 前記第２のソリトン・パルス流を第２の情報伝達信号で
変調し、当該変調出力が前記第１の偏光とほぼ直交する
第２の偏光を有するステップ（２０６）、および多重化
された信号を生成するために、変調されたソリトン・パ
ルスの前記第１および第２の流れを時間的に相互挿入す
る相互挿入ステップ（２０９、２１０）を備えたことを
特徴とする光通信システムのための光送信方法。 - 【請求項１７】 前記相互挿入ステップが、変調された
ソリトン・パルスの前記第２の流れを調節可能な遅延を
用いて遅らせること（２０９）を含むことを特徴とする
請求項１６記載の方法。 - 【請求項１８】 ソリトン・パルス流を異なる偏光を有
する複数の別個のパルス流に分割するステップ（２０
１、２０２）、 前記ソリトン・パルス流の各々を異なる情報伝達信号で
変調するステップ（２０５、２０６）、および多重化さ
れたソリトン・パルス流を生成するために、前記の変調
されたパルス流の各々を時間的に相互挿入するステップ
（２０９、２１０）を備えたことを特徴とする光通信方
法。 - 【請求項１９】 直交する偏光を有する第１および第２
のソリトン・パルス流を発生する発生ステップ（２０
１、２０２）、 前記の第１および第２のソリトン・パルス流を第１およ
び第２のデータで変調する変調ステップ（２０５、２０
６）、および多重化された信号を形成するために前記の
第１および第２の変調されたパルス流を時間的に相互挿
入する相互挿入ステップ（２０９、２１０）を備えたこ
とを特徴とする光通信方法。 - 【請求項２０】 前記発生ステップが、ソリトン・パル
スの信号源（２０１）の出力を分離すること（２０２）
を含むことを特徴とする請求項１９記載の方法。 - 【請求項２１】 前記変調ステップが、パルス振幅変調
を含むこと（２０５、２０６）を特徴とする請求項１９
記載の方法。 - 【請求項２２】 前記相互挿入ステップが、前記パルス
流の１つに導入された遅延を調節すること（２０９）を
含むことを特徴とする請求項２１記載の方法。
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