JPH02308628A - 偏波制御方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、分配系ＦＤＭ（周波数分割多重）コヒーレン
ト光通信における偏波変動補償方法に関するものである
。

（従来の技術） 高密度周波数多重（ＦＤＭ）を用いたコヒーレント光通
信方式は受信感度が高い上に周波数選択性が優れるため
、光ＣＡＴＶの様な大容量の情報を多数の端末に分配す
るシステムを実現する手段として有効である。（渋谷他
パコヒー１／ント光ＣＡＴＶＩＯチャンネルＦＤＭ伝送
実験′”信学技報０ＱＥ８８−７０．１９８８）ところ
で本方式を実現する上で解決すべき重要な課題の１つに
信号光の偏波変動の補償が有る。これは即ち光ファイバ
によって伝送される信号光の偏波状態が光ファイバの複
屈折の変動によって受信端で一定せず、最良の受信感度
が常時得られなくなるし障害を補償するものである。こ
の偏波変動の補償方法には、自動偏波制御方式と偏波ダ
イバーシチ方式が有る。

（発明が解決しようとする課題） ところで、これらの方式は、いずれも受信系に偏波補償
系が付加される形式であるため、特に端末のコストが重
視されるＣＡＴＶ分配系の様な加入者系のシステムに於
いては適用が困難となっている。また、各端末が複雑化
することによるシステムの信頼性の低下が問題となって
いる。

本発明は、偏波制御系をよりシンプルにすることによっ
て従来問題となっていた分配系ＦＤＭコヒーレント光通
（Ｋにおける受信端末のコストを受信感度等を劣化させ
ることなしに大幅に下げるとともにシステムの信頼性を
向上させるものである。

（課題を解決するための手段） 本発明は、（１）１つの光送信部から光ファイバ網を経
由して複数の光受信端末に周波数多重された複数の信号
光を伝送する分配型の光通信システムにおける前記信号
光の偏波制御方法において、光ファイバ網の末端の１つ
から光送信部に向けてパイロット信号を送信し、前記光
送信部の出射端に設置された偏波制御手段を介して、前
記光送信部内に併設されたパイロット信号光受信部で前
記パイロット信号光を受信し、これによって光ファイバ
内の偏波変動状態を検出し、この情報を元にして前記光
送信部の出射端に設置された偏波制御手段の動作を前記
パイロット信号光の偏波を一定に保持するように制御す
ることによって前記光送信部から前記光受信部へ向けて
伝送される信号光の偏波状態を一定に保つことを特徴と
する偏波制御方法を提供する。また、この偏波制御方法
において、（２）前記偏波制御手段の出射端において検
出される偏波制御後の前記パイロット信号光の偏波状態
に前記信号光の偏波状態を全て一致させた後この信号光
を前記偏波制御手段を通過させ、続いて前記光ファイバ
に入射して送信することを特徴とする。また、（３）前
記パイロット信号光の周波数を周波数多重された複数の
前記信号光の全周波数帯域の中央付近に設定することも
°できる。さらに、（４）前記パイロット信号光あ光レ
ベル及び偏波変動状態を前記光送信部でモニタすること
によって前記光ファイバの監視を行なうとともに前記複
数の光受信端末からの情報を前記パイロット信号光に乗
せること１こよって送信部は伝送することを特徴とする
ことを偏波制御方法を提供するものである。

（作用） 光ファイバの複屈折の変動（通常周囲温度や外圧の変化
によって引き起こされる）による信号光の偏波変動は先
に述べた自動偏波制御方式によって抑圧することができ
る。この方式は、光ファイバ中で生じた複屈折の変化分
を打ち消す様な複屈折を信号光に与えることによってこ
の影響を抑圧するものである。このことは即ち自動偏波
制御が、通常の単一モード光ファイバをあたかも固有軸
が常に一定な偏波保存型の光ファイバに変える働きをし
ていると考えることができる。従って偏波制御が行われ
ている光ファイバでは、どちらの端点から光を入射して
も常に出射光は一定偏波に保たれることになる。この原
理を応用したものが本発明である。即ち、光ファイバ網
の末端の１部より送信部に向けて偏波制御のためのパイ
ロット信号光を送信する。送信部では、この送られてき
たパイロット信号光を送信する。送信部では、この送ら
れてきたパイロット信号光の偏波状態をパイロット信号
光受信部で検出し、これを常に一定に保つ様に送信部出
射端に設けた偏波制御手段で偏波制御を行なう。−力信
号光は、偏波制御後のパイロット信号光の偏波状態に偏
波が予め合わされた後偏波制御手段を経て光ファイバ二
人対される。

これにより、パイロット信号光が通過した経路と同一の
経路を逆方向に伝送される信号光が到達する光ファイバ
の端点ては、この信号光の偏波は一定に保たれることに
なる。ところで光ファイバ網　　　　１で伝送された信
号光は、多くの端末に分配されるが、ここで考えている
光ファイバ網とは、バススター型のものを指し、送信部
から比較的長距離の光ファイババス部が伸びており、こ
のバス部の端部がスター状に多数分岐され、短距離のフ
ァイバを介して端末に接続されているものを想定してい
る。前記のパイロット信号光は、この端末のうちの１つ
から送出されている。バスの分岐点から端末までは距離
が短く、偏波変動はほとんど発生しないが、ファイバの
敷設条件が悪く偏波変動が生じる可能性が有る場合には
、偏波保存ファイバの使用が望ましい偏波保存ファイバ
は、通常の単一モード光ファイバよりも高価であるため
バス部への適用は困難であるが、バス部分岐後の短距離
ルートへ適用する場合はコストの問題はほとんど生じな
い。以上の網構成において信号光の偏波変動は、主にバ
ス部において発生する。ところが先に述べた様にパイロ
ット信号光の偏波制御を行なうことによってバス部で生
じる偏波変動は抑圧されるので、端末に到達した信号光
の偏波は、常に一定に保たれることになる。これにより
、各端末では信号光の偏波変動補償が不要となる。つま
り従来各端末ごとに行なっていた偏波変動補償を送信側
が一括して行なうので、特に光ＣＡＴＶの様な加入者べ
の分配系においては受信感度等を劣化させることなしに
加入者側端末のコストを大幅に低減することが可能とな
る。また、分配系のコヒーレントシステムでは周波数多
重（ＦＤＭ）された複数の信号光が伝送されることが多
いが、この場合は信号光の周波数配置とパイロット信号
光の周波数配置は、光ファイバの偏波分散の影響を考慮
して設定する必要が有る。この偏波分散の影響とは即ち
、１つの偏波制御手段で周波数の異なる複数の信号光の
偏波状態を制御すると、ある周波数の信号光偏波が安定
化されたとしても他の周波数の信号光の偏波は相互の周
波数差が大きくなるにつれて変動が生じ易くなる現象で
ある。本発明は、この偏波分散の影響を最少に抑圧する
手段も提供している。この動作原理を以下に記す。パイ
ロット信号光の周波数に対して信号光の周波数が離れて
いくと、偏波制御が行なわれたとしても信号光の偏波は
変動し易くなる。そこで、パイロット信号光の周波数を
周波数多重された複数の信号光の全周波数帯域の中央付
近に設定する。これによりパイロット信号光の周波数か
ら最も°離れた周波数の信号光の偏波変動を最少にする
ことができる。

本発明による効果として更にシステム全体の信頼性の向
上が有る。これは、本発明を用いることにより、従来者
バス部分岐点から端末までの間即ち網の下層し°ベルに
有った複雑な偏波制御系が保守、管理のゆきとどいた送
信側へ移る上に、送信側でパイロット信号光をモニタし
ているのでバス部の監視が常時性なえるので網金体の信
頼性を高いレベルに保つことが可能となる。そして、こ
のパイロット信号光の加入者側からの情報を乗せること
も可能となる。

（実施例） 第１図に本発明による第１の実施例の構成を示す。第１
の実施例は、本発明を光ＣＡＴＶ分配系に適用したもの
である。このシステムは、ＣＡＴＶセンター１から周波
数多重された２０チヤンネルの高品位画像信号（１００
Ｍｂ／ｓ）を１００加入者が収容されている集合住宅１
１　　の１６棟（総計１６００加入者）に供給する能力
を有している。２０チヤンネルの画像信号源２から出力
された１００Ｍｂ／ｓのデジタル画像信号は２０個の信
号光源３に各々入力される。これにより各信号光源３で
は２値のＦＳＫ（周波数偏移変調）が行なわれる。各信
号光源３の発振周波数は、２００ＴＨｚから２００．１
ＴＨｚの間に５ＧＨｚ間隔で並べられている。各信号光
源３からの出射光は、スターカブラ４で周波数多重（Ｆ
ＤＭ）された後１６分岐される。分岐されたＦＤＭ信号
光１４の１つは、偏光制御器５に入射された後車−モー
ドの光ファイババス８によりＣＡＴＶセンター１から２
０ｋｍ離れた集合住宅１１へ伝送される。集合住宅１１
内には１００台の受信端末群１２が有り、ＦＤＭ信号光
１４は、光分岐回路９で分岐された後備製保存光ファイ
バ１６により各受信巻末へ分配される。各受信端末は、
局部発振光のチューニング範囲が２００ＴＨｚから２０
０．ＩＴＨｚの光ヘテロダイン検波受信器であり、２０
チヤンネルのＦＤＭ信号光１４の中から任意のチャンネ
ルを選択受信することが可能である。

集合住宅１１内には、パイロット信号光源１０が設置さ
れておりこれより出射されるパイロット信号光１３は偏
波保存型のパイロット用光ファイバ１７に入射された後
光ファイババス８を経てＣＡＴＶセンター１へ伝送され
る。尚、前記パイロット用光ファイバ１７と偏波保存光
ファイバ１６の端面の固有軸は全て一致した状態で光分
岐回路９に接続されている。またパイロット信号光１３
の周波数は２００．０５ＴＨｚに設定されている。偏波
制御器５を通過したパイロット信号光は分岐点１５で分
岐された後パイロット信号光受信器６へ入射される。パ
イロット信号光受信器６は光ヘテロダイン検波受信器で
あり、パイロット信号光１３の偏波変動をＩＦ信号レベ
ル変動に変えて検出することができる。検出された偏波
変動の情報はコントローラ７へ入力される。コントロー
ラ７はこの入力された信号のレベルが常に最大となる様
に偏波制御器５の動作を制御する。偏波制御器５は、４
個の圧電アクチュエータと光ファイバから構成されてお
り、各アクチュエータがファイバに側圧を与えることに
よって複屈折を制御するものであり、偏波変動を無限に
追尾することができる。

（清水他“ウアイバスクイーザを用いた無限追尾自動偏
光制御装置の安定動作”１９８９年信学全犬Ｂ７５３）
偏波制御器５が動作している時は、パイロット信号光受
信器６に入射されるパイロット信号光１３の偏波状態は
一定に保持される。この状態では、偏波制御器５と光フ
ァイババス８を１本のファイバとみなした時、このファ
イバの両端から見た複屈折の変動は抑圧されている。ま
た、ＦＤＭ信号光１４の偏波状態は、信号光源３の出射
端に設けられた手動の偏波調整器１８によって分岐点１
５でのパイロット信号光１３の偏波状態と一致する様に
プリセットされている。このため。光ファイババス８内
で生じたＦＤＭ信号光１４の偏波変動は抑圧されること
になる。

以上の系により集合住宅１１内の各加入者へ２０チヤン
ネルの画像信号を安定に供給することができた。

第２図に本発明の第２の実施例の構成を示す。第２の実
施例は、第１の実施例に登り回線の機能を付加したもの
である。即ち、第１の実施例で偏波制御のためだけに送
っていたパイロット信号光１３に加入者側からの情報（
受信チャンネル、°リクエスト）を乗せることができる
様にしたものである。受信端末群１２から出力された各
加入者の端末の現在の受信チャンネルとリクエストの情
報は全てまとめられてデータ多重装置２１へ入力される
。データ多重装置２１は、各加入者からの情報をデジタ
ル化した後時分割多重して１系列の信号を作り出す。こ
の信号はパイロット信号光源１０に入力される。これに
よりパイロット信号光１３はＦＳＸ変調される。光ファ
イババス８を経てＣＡＴＶセンター１へ伝送されたパイ
ロット信号え光１３はパイロット信号光受信器６で光へ
テロダイン検波されて、信号が復調される。復調された
信号は監視装置２０へ入力される。監視装置２０はパイ
ロット信号光１３の偏波変動状態を常時監視するととも
に加入者からの情報の読み取りを行なうものである。例
えばパイロット信号光１３が消失したり、非常に激しい
偏波変動が生じると、光ファイババス８に障害が乗じた
ことを知らせるアセームが監視装置２０から出力される
。また、監視装置２０では読み取られた加入者からの情
報に応じて、画像信号源２の番組編成を操作したり、視
聴率の調査、使用料金の計算等が行なわれる。

（変形例） 以上述べた実施例では、光分岐回路９から受信端末群１
２まで偏波保存光ファイバ１６を用いたが、分岐後の引
き回しが長い場合、例えば住宅街の様な場合は第３図の
様な構成をとることによってコストの上昇を抑えること
ができる。即ち、各加入者の端末である光ヘテロダイン
受信器を光分岐回路９の直近に接続し、光ヘテロダイン
受信によって復調された電気信号をメタルケーブルで各
加入者へ分配するとともに加入者からのチャンネル選択
信号をこのケーブルで受信端末群に伝送する方式が有効
である。また、光分岐回路９とパイロット信号光源１０
及び受信端末群１２を加入者宅内よりも保守、管理のゆ
きとどいたハブ内に設置することによりシステムの信頼
性は更に向上する。

（発明の効果） 以上詳細に述べた様に本発明を用いることによって、バ
ススター型の光ファイバ網を用いた分配型光通信システ
ムに於いて、偏波制御系にかかるコストを大幅に低減さ
せるとともにシステムの信頼性の向上を図ることが可能
となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明第１の実施例を示す図、第２図は本発明
第２の実施例を示す図、第３図は実施例の変形例を示す
図である 各図において、 １、ＣＡＴＶ−（：　ン９−１２１画像信号源、３．信
号光源、４．スターカプラ、５．偏光制御器、６．パイ
ロット信号光受信器、７．コントローラ、８．光ファイ
ババス、９．光分岐回路、１０．パイロット信号光源、
１１．集合住宅、１２゜受信端末群、１３．パイロット
信号光、１４．ＦＤＭ信号光、１５１分岐点、１６．偏
波保存光ファイバ、１７．パイロット用光ファイバ、１
８．偏波調整器、２０．監視装置、２１．データ多重装
置

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）１つの光送信部から光ファイバ網を経由して複数の
   光受信端末に周波数多重された複数の信号光を伝送する
   分配型の光通信システムにおける前記信号光の偏波制御
   方法において、前記光ファイバ網の末端の１つから前記
   光送信部に向けてパイロット信号光を送信し、前記光送
   信部の出射端に設置された偏波制御手段を介して前記光
   送信部内に併設されたパイロット信号光受信部で前記パ
   イロット信号光を受信し、これによって光ファイバ内で
   生じた偏波変動状態を検出し、この情報を元にして前記
   光送信部の出射端に設置された偏波制御手段の動作を前
   記パイロット信号光の偏波を一定に保持する様に制御す
   ることによって前記光送信部から前記光受信端末へ向け
   て伝送される信号光の前記光ファイバの末端における偏
   波状態を一定に保つことを特徴とする偏波制御方法。 ２）前記偏波制御手段の出射端において検出される偏波
   制御後の前記パイロット信号光の偏波状態に前記信号光
   の偏波状態を全て一致させた後この信号光を前記偏波制
   御手段を通過させ、続いて前記光ファイバに入射して送
   信することを特徴とする請求項１記載の偏波制御方法。 ３）前記パイロット信号光の周波数を周波数多重された
   複数の前記信号光の全周波数帯域の中央付近に設定する
   ことを特徴とする請求項１または２記載の偏波制御方法
   。 ４）１つの光送信部から光ファイバ網を経由して複数の
   光受信端末に周波数多重された複数の信号光を伝送する
   分配型の光通信システムにおける前記信号光の偏波制御
   方法において、前記光ファイバ網の末端の１つから前記
   光送信部に向けてパイロット信号光を送信し、前記光送
   信部の出射端に設置された偏波制御手段を介して前記光
   送信部内に併設されたパイロット信号光受信部で前記パ
   イロット信号光を受信し、これによって光ファイバ内で
   生じた偏波変動状態を検出し、この情報を元にして前記
   光送信部の出射端に設置された偏波制御手段の動作を前
   記パイロット信号光の偏波を一定に保持する様に制御し
   、かつ前記パイロット信号光を前記光ファイバ網の伝送
   路偏波監視用信号として用いるとともに、前記複数の光
   受信端末からの情報を前記パイロット信号光に乗せるこ
   とによって前記送信部へ伝送することを特徴とする偏波
   制御方法。