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JP2000196523A - Optical communication system - Google Patents

Optical communication system

Info

Publication number
JP2000196523A
JP2000196523A JP10372741A JP37274198A JP2000196523A JP 2000196523 A JP2000196523 A JP 2000196523A JP 10372741 A JP10372741 A JP 10372741A JP 37274198 A JP37274198 A JP 37274198A JP 2000196523 A JP2000196523 A JP 2000196523A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
polarization
frequency
signal
optical
light
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP10372741A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Tazuko Tomioka
多寿子 富岡
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toshiba Corp filed Critical Toshiba Corp
Priority to JP10372741A priority Critical patent/JP2000196523A/en
Publication of JP2000196523A publication Critical patent/JP2000196523A/en
Pending legal-status Critical Current

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Landscapes

  • Optical Modulation, Optical Deflection, Nonlinear Optics, Optical Demodulation, Optical Logic Elements (AREA)
  • Optical Communication System (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】偏波依存性のある光変調器を光源と離れた場所
に設置すると、光ファイバの偏波変動により、安定な変
調がかけられない問題を解決すること。 【解決手段】光変調器5に入射する光を、あらかじめ偏
波スクランブラ2により偏波スクランブルしておく。偏
波スクランブル周波数は、伝送される帯域信号の中心周
波数より低い周波数である。その結果、光ファイバ6よ
って予測不能な偏波変動を受けても、常に安定した変調
が可能となる。また、偏波スクランブル周波数が低いた
め、低コストに系が構築できる。
(57) [Problem] To solve the problem that stable modulation cannot be performed due to polarization fluctuation of an optical fiber when an optical modulator having polarization dependence is installed at a place away from a light source. SOLUTION: Light incident on an optical modulator 5 is polarization-scrambled by a polarization scrambler 2 in advance. The polarization scramble frequency is a frequency lower than the center frequency of the band signal to be transmitted. As a result, even if the optical fiber 6 receives unpredictable polarization fluctuation, stable modulation can always be performed. Further, since the polarization scramble frequency is low, a system can be constructed at low cost.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、外部変調器を使用
する光通信システムに関する。
[0001] The present invention relates to an optical communication system using an external modulator.

【0002】[0002]

【従来の技術】光通信システムは光源からの光を伝送す
べき情報の信号で変調し、光ファイバなどの光通信路を
介して伝送するもので、高速、広帯域の通信を可能にす
る。このような光通信システムは、従来においては主に
幹線系などに用いられており、そのため、光送受信器は
通信事業者の有する局内など温度条件の安定した場所に
設置されることが多かった。
2. Description of the Related Art An optical communication system modulates light from a light source with a signal of information to be transmitted and transmits the modulated signal through an optical communication path such as an optical fiber, thereby enabling high-speed and wide-band communication. Conventionally, such an optical communication system is mainly used for a trunk system or the like. Therefore, the optical transceiver is often installed in a place where temperature conditions are stable, such as in a station of a communication company.

【0003】しかし、近年においては高速、広帯域の通
信の要求が随所にみられるようになり、それに伴って光
通信システムは幹線系以外にも光加入者系や、無線基地
局などと云った具合に幅広く利用されるようになってい
る。そして、その結果、特に光加入者系や、無線基地局
の光収容などでは、光送受信器が屋外に設置される機会
が多くなっている。
However, in recent years, demands for high-speed, wide-band communication have been ubiquitous, and accordingly, optical communication systems have been called optical subscriber systems, wireless base stations, etc. in addition to trunk systems. Has been widely used. As a result, there are more opportunities to install optical transceivers outdoors, especially in optical subscriber systems and optical accommodation of wireless base stations.

【0004】ところで、屋外に設置される光送受信器の
設置場所としては電柱上など温度条件の厳しいところが
多く、光送受信器を構成するコンポーネントのうち、高
温低温に弱いものをどのように使用するかが問題となっ
ている。
[0004] By the way, there are many places where an optical transmitter / receiver installed outdoors has a severe temperature condition such as on a telephone pole, and how to use a component which is vulnerable to high temperature and low temperature among components constituting the optical transmitter / receiver is to be used. Is a problem.

【0005】例えば、光通信の光源として半導体レーザ
素子が使用されるが、この半導体レーザ素子は特に温度
変化に弱く、温度変化を受けると周波数変動を引き起こ
す。そのため、上述のような電柱上に光送信器が設置さ
れるような場合では、対策の一例として、半導体レーザ
素子を環境の安定している局内に設置し、その出力光を
光ファイバで電柱上の光送信器に伝送し、電柱上の光送
信器に備えられた光変調器によって変調を施して、局に
送り返すといった構成が提案されている。
[0005] For example, a semiconductor laser device is used as a light source for optical communication. This semiconductor laser device is particularly vulnerable to a temperature change. Therefore, in the case where an optical transmitter is installed on a telephone pole as described above, as an example of a countermeasure, a semiconductor laser element is installed in a station where the environment is stable, and the output light is transmitted over the telephone pole using an optical fiber. Has been proposed, in which the light is transmitted to an optical transmitter, modulated by an optical modulator provided in the optical transmitter on the telephone pole, and sent back to the station.

【0006】一方、現在、光通信で使用されている光変
調器は主に2種類あって、それは電界吸収型(EA型)
変調器とマッハツェンダー型(MZ型)変調器である。
そして、上述のような局から送られてきた光を変調して
送り返すシステムにこれらいずれかの光変調器を適用す
る場合には、光変調器の偏波依存性が問題になる。
On the other hand, there are mainly two types of optical modulators currently used in optical communication, which are of the electroabsorption type (EA type).
A modulator and a Mach-Zehnder (MZ) modulator.
When any one of these optical modulators is applied to a system for modulating and returning light transmitted from a station as described above, the polarization dependency of the optical modulator becomes a problem.

【0007】そして、光通信路として使用される通常の
光ファイバは偏波を保持しないため、レーザ素子から出
力された一定の偏波が光変調器に届くまでにどのような
偏波変動を受けるか予測できない。
[0007] Since an ordinary optical fiber used as an optical communication path does not maintain polarization, what kind of polarization fluctuation occurs before a certain polarization output from the laser element reaches the optical modulator. I can not predict.

【0008】勿論、偏波を保持する光ファイバも実用化
されている。しかしこの偏波を保持する光ファイバは、
パッチコードなど数メートル単位で使用する用途が主で
あり、価格も非常に高いことから、屋外で長距離の伝送
用ファイバとして使用することはコスト的に考えて難し
い。
[0008] Of course, optical fibers that maintain polarization have also been put to practical use. However, the optical fiber that maintains this polarization is
It is mainly used for several meters, such as a patch cord, and its price is very high. Therefore, it is difficult to use it as a long-distance transmission fiber outdoors in terms of cost.

【0009】したがって、光通信路としては偏波を保持
しない通常の光ファイバを使用することとなるから、上
述の如き光を変調して送り返すシステムで使用される光
変調器に偏波依存性があると、光変調器に入力される偏
波が変動するため、安定な変調がかけられない。
Therefore, since an ordinary optical fiber which does not maintain polarization is used as the optical communication path, the polarization dependence is not applied to the optical modulator used in the system for modulating and transmitting light as described above. If there is, the polarization input to the optical modulator fluctuates, so that stable modulation cannot be performed.

【0010】ところで、EA型変調器には偏波依存性の
小さいものがあるが、MZ型変調器は通常偏波依存性が
大きく、上述のようなシステムに適用することは難しい
と考えられてきた。
By the way, some EA type modulators have small polarization dependence, but MZ type modulators usually have large polarization dependence, and it has been considered difficult to apply them to the above-mentioned system. Was.

【0011】しかしながら、MZ型変調器はEA型変調
器と比較して、歪、損失、チャーピングなどの特性が優
れている。従って、できることならばMZ型変調器を使
用して、光を変調して送り返すシステムを構築したいと
ころであるが、これまでは適切な価格範囲で、偏波変動
の問題を解決することができなかった。
[0011] However, the MZ modulator has better characteristics such as distortion, loss, and chirping than the EA modulator. Therefore, if possible, we would like to construct a system that modulates and sends back light using an MZ modulator, but until now, it was not possible to solve the problem of polarization fluctuation at an appropriate price range. .

【0012】勿論、MZ型変調器を上述のような光通信
システムに適用した例はないわけではない。例えば、電
子情報通信学会の光マイクロ波相互作用研究会資料“O
MI95−8”に開示されている技術に用いられている
方法等がある。
[0012] Of course, there is no example in which the MZ modulator is applied to the optical communication system as described above. For example, a document “O
MI95-8 "and the like.

【0013】この資料に開示されている技術においては
光源として、2つの若干波長の異なる固体レーザ装置を
用意し、これら2つの固体レーザ装置の出力光を、偏波
を直交して結合したものを用いている。若干波長の異な
る直交する偏波の光は、波長が異なっているために独立
していると見なせる。
In the technique disclosed in this document, two solid-state laser devices having slightly different wavelengths are prepared as light sources, and the output lights of these two solid-state laser devices are combined with their polarizations orthogonal to each other. Used. Light of orthogonal polarizations with slightly different wavelengths can be considered independent because of the different wavelengths.

【0014】これが光変調器で変調されると、2つの光
のトータルのパワーのうち、一定量が必ず変調される。
文献“OMI95−8”で構築されているシステムは雑
音条件の非常に厳しいシステムであるため、半導体レー
ザ素子よりも雑音の小さい固体レーザ装置を使用するメ
リットが大きい。
When this is modulated by the optical modulator, a certain amount of the total power of the two lights is always modulated.
Since the system constructed in the document "OMI95-8" is a system with very severe noise conditions, there is a great merit of using a solid-state laser device with lower noise than a semiconductor laser device.

【0015】そのため、固体レーザ装置の使用もコスト
的に許容範囲となるが、移動無線基地局の収容のような
雑音に対する要求の厳しくない系では、偏波依存性の理
由のみで固体レーザ装置のような高価格のものはシステ
ムコストの面で使用できない。では、固体レーザ装置の
代わりに半導体レーザ素子を使用して同様に波長の若干
異なる2つのレーザ出力を偏波を直交させて結合する方
法が使用できるかというと、それは難しい面がある。
For this reason, the use of the solid-state laser device is acceptable in terms of cost. However, in a system in which the requirement for noise is not strict, such as accommodating a mobile radio base station, the solid-state laser device is used only for the reason of polarization dependence. Such expensive items cannot be used in terms of system cost. Then, it is difficult to use a method of combining two laser outputs having slightly different wavelengths in the same manner by using a semiconductor laser element instead of the solid-state laser device so that the polarizations are orthogonal to each other.

【0016】例えば、半導体レーザ素子は固体レーザ装
置と比較して波長の安定性が著しく悪いため、いかにし
て波長を安定化するかが大きな課題であるからである。
そして、波長が不安定であると、次のような問題が生じ
る。
For example, a semiconductor laser device has extremely low wavelength stability as compared with a solid-state laser device, so how to stabilize the wavelength is a major issue.
When the wavelength is unstable, the following problem occurs.

【0017】すなわち、波長が安定せずに2つの光の波
長が近づき過ぎると干渉によるビート雑音が発生し、さ
らに、2つの光の波長が全く等しくなると、各々の独立
性が保てず、直交する偏波状態の2つの光と見なせなく
なる。したがって、半導体レーザ素子の波長安定化が絶
対に必要となるが、半導体レーザ素子の波長安定化には
複雑な機構が必要で、また、コストがかかる。
That is, if the wavelengths of the two lights are too close to each other without being stabilized, beat noise occurs due to interference. Further, if the wavelengths of the two lights are completely equal, the independence of each of the lights cannot be maintained, and the orthogonality cannot be maintained. Can not be regarded as two lights in the polarized state. Therefore, it is absolutely necessary to stabilize the wavelength of the semiconductor laser device. However, the wavelength stabilization of the semiconductor laser device requires a complicated mechanism and is costly.

【0018】[0018]

【発明が解決しようとする課題】上述したように、電柱
上のような温度条件の厳しいところに設置される光送信
器には、半導体レーザ素子のようなデリケートな部品は
置かず、光変調器のみを配置し、局舎内のレーザ光源か
ら光ファイバで送られてきた無変調光を変調して送り返
すシステムが望まれている。
As described above, an optical transmitter installed in a place where temperature conditions are severe, such as on a utility pole, does not include a delicate component such as a semiconductor laser device, and an optical modulator. There is a demand for a system in which only a single light source is arranged, and the unmodulated light transmitted from the laser light source in the station via an optical fiber is modulated and returned.

【0019】この場合、局舎から光変調器までの光ファ
イバによって偏波がランダムに変動するため、偏波依存
性のある光変調器は使用できなかった。波長の若干異な
る光を偏波が直交する状態で結合し、光変調器に送り出
すといった方法は提案されていたが、コストが高かっ
た。
In this case, since the polarization randomly fluctuates depending on the optical fiber from the station to the optical modulator, an optical modulator having polarization dependence cannot be used. There has been proposed a method of combining light having slightly different wavelengths in a state where the polarizations are orthogonal to each other and sending the light to an optical modulator, but the cost is high.

【0020】そこで、これを解決する手法の開発が嘱望
されている。
Therefore, development of a method for solving this problem has been desired.

【0021】本発明の目的とするところは、このような
問題点を解決し、光源から変調器までに偏波が変動し、
かつ、変調器に偏波依存性があっても適切な価格範囲で
安定に動作可能な光通信システムを提供することにあ
る。また、扱う周波数帯が高いものとなっても、システ
ムの低コスト化を図ることができるようにした光通信シ
ステムを提供することにある。
An object of the present invention is to solve such a problem and to change the polarization from the light source to the modulator.
Another object of the present invention is to provide an optical communication system that can operate stably in an appropriate price range even if the modulator has polarization dependence. Another object of the present invention is to provide an optical communication system capable of reducing the cost of the system even if the frequency band to be handled becomes high.

【0022】[0022]

【課題を解決するための手段】このような課題を解決す
るため本発明は次のようにする。
To solve such a problem, the present invention is as follows.

【0023】[1]本願第1の発明では、時間的コヒー
レンスを有する出力光を出力する光源と、前記光源に接
続され、前記出力光の偏波を時問平均がほぼ無偏光とな
るように時間的にスクランブルする偏波スクランブラ
と、前記偏波スクランブラで偏波スクランブルされた前
記出力光の一部または全部を、入力されたデータ信号に
対応する電気信号によって変調し、光ファイバに出力す
る、変調特性が入射偏波に対して依存性のある光変調
器、を有することを特徴とする光通信システムを提供す
る。
[1] In the first aspect of the present invention, a light source for outputting output light having temporal coherence is connected to the light source so that the polarization of the output light is substantially non-polarized in time average. A polarization scrambler that scrambles in time, and a part or all of the output light that is polarization scrambled by the polarization scrambler is modulated by an electric signal corresponding to an input data signal, and output to an optical fiber. An optical modulator having a modulation characteristic that is dependent on the incident polarization.

【0024】高速の光通信に一般的に使用される光源は
時間的コヒーレンスを有しており、必ず特定の偏波を持
っている。光源から偏波変動が無いようにして光変調器
に入力できれば良いが、前述のようにそうできないシス
テムもある。
Light sources generally used for high-speed optical communication have temporal coherence and always have a specific polarization. It suffices if the optical modulator can be input to the optical modulator without any polarization fluctuation from the light source.

【0025】そこで、本発明では、光源と光変調器の間
に偏波を時間的にスクランブルする偏波スクランブラを
挿入する。偏波スクランブラでは、入力された光の偏波
を変調し、その出力光の偏波の時間平均をほぼ無偏光に
する。その動作を説明するために、偏波状態を図式化す
るポアンカレ球を導入する。
Therefore, in the present invention, a polarization scrambler for temporally scrambling the polarization is inserted between the light source and the optical modulator. The polarization scrambler modulates the polarization of the input light and makes the time average of the polarization of the output light almost non-polarized. In order to explain the operation, a Poincare sphere for graphically illustrating the polarization state is introduced.

【0026】ポアンカレ球は図19のような球であり、
球上に偏波をマッピングするものである。完全にコヒー
レントな光は完全な偏波を持っており、その偏波は球の
表面のいずれかにマッピングされる。球の半径は偏波の
度合いを示している。一部コヒーレン卜でない光(部分
偏光)は完全に偏波を規定することができず、曖昧さが
残り、球の内部にマッピングされる。球の中心は完全に
インコヒーレントな光であり、全く偏波を規定すること
ができない。球の中心にマッピングされている状態を無
偏光と呼ぶ。
The Poincare sphere is a sphere as shown in FIG.
It maps polarization on a sphere. Fully coherent light has perfect polarization, which is mapped onto any of the surfaces of the sphere. The radius of the sphere indicates the degree of polarization. Light that is not partially coherent (partially polarized light) cannot completely define the polarization, and remains ambiguous and is mapped inside the sphere. The center of the sphere is completely incoherent light and cannot specify any polarization. The state mapped to the center of the sphere is called unpolarized light.

【0027】前述のように、高速光通信用の光源はコヒ
ーレント光であるため、球の表面にマッピングされる。
これを完全なインコヒーレント光にして無偏光にするこ
とはほぼ不可能である。しかし、偏波を高速に変調し
て、その時間平均が球の中心に来るようにすることは可
能である。例えば、図20におけるA点とB点の間をそ
れぞれの点にとどまっている時間が等しくなるように、
高速にスイッチさせれば、平均は球の中心に来る。
As described above, since the light source for high-speed optical communication is coherent light, it is mapped on the surface of a sphere.
It is almost impossible to make this completely incoherent light and non-polarized light. However, it is possible to modulate the polarization at high speed so that its time average is at the center of the sphere. For example, the time between points A and B in FIG.
If you switch fast, the mean will be at the center of the sphere.

【0028】このような状態は、時間平均的には無偏光
であると云える。
Such a state can be said to be non-polarized on a time average.

【0029】偏波スクランブラは以上のように、時問平
均的にほぼ無偏光状態を実現するコンポーネン卜であ
る。
As described above, the polarization scrambler is a component that realizes a substantially non-polarized state on a time average.

【0030】偏波依存性のある光変調器で変調を施すこ
とは、入射した光を光変調器の直交する2つの偏波軸に
対応して分離し、各々異なる効率、損失で変調を行った
後、合波することと同等である。ある特定の直線偏波成
分を切り出す素子として偏光子があり、本発明の構成に
偏光子は必ずしも含まれないが、2つの直交する偏波に
分離する過程を説明するために、偏光子を模式的に使用
する。
To perform modulation with an optical modulator having polarization dependence, incident light is separated corresponding to two orthogonal polarization axes of the optical modulator, and modulation is performed with different efficiencies and losses. After that, it is equivalent to multiplexing. There is a polarizer as an element that cuts out a specific linearly polarized component, and a polarizer is not necessarily included in the configuration of the present invention, but in order to explain a process of separating into two orthogonal polarizations, a polarizer is schematically illustrated. Use

【0031】ポアンカレ球での偏光子の振る舞いについ
て説明する。ある偏波が偏光子に入射するとその軸に射
影される成分のみが出力される。偏光子に任意の偏波を
入射したとき、その出力の大きさはポアンカレ球を用い
て以下のように算出できる。
The behavior of the polarizer on the Poincare sphere will be described. When a certain polarization enters the polarizer, only the component projected on the axis is output. When an arbitrary polarized wave is incident on the polarizer, the magnitude of the output can be calculated as follows using a Poincare sphere.

【0032】任意の偏波に対応するポアンカレ球上の点
をマッピングする。例えば、図21のA点であるとす
る。
A point on the Poincare sphere corresponding to an arbitrary polarization is mapped. For example, suppose that it is point A in FIG.

【0033】ポアンカレ球の赤道は直線偏波に対応して
おり、直線偏波の傾きによって赤道上の位置が異なる。
偏光子の軸の方向と同じ方向に傾いている直線偏波に対
応するポアンカレ球上の点Pを規定する。点Pを含む球
の直径は必ず球の中心を通過する。これを直線Lとし、
直線Lが(P点でない)球の反対側の表面と交差する点
をQとする。
The equator of the Poincare sphere corresponds to linear polarization, and the position on the equator differs depending on the inclination of the linear polarization.
A point P on the Poincare sphere corresponding to the linearly polarized light inclined in the same direction as the direction of the axis of the polarizer is defined. The diameter of the sphere including the point P always passes through the center of the sphere. Let this be a straight line L,
Let Q be the point where the straight line L intersects the surface on the opposite side of the sphere (not point P).

【0034】このようにすると、A点を含み、直線Lに
垂直な平面が一意に決まる。この平面と直線Lの交点を
Cとする。偏光子に入射した光のトータルパワーに対す
る偏光子の出力光パワーの割合は、PQ/CQに等しく
なる。また、損失のない偏波分離素子で任意の偏波をQ
及びPを軸とする直交する2偏波に分離した場合、その
比はPC:CQに等しくなる。
Thus, a plane including the point A and perpendicular to the straight line L is uniquely determined. The intersection of this plane and the straight line L is denoted by C. The ratio of the output light power of the polarizer to the total power of the light incident on the polarizer is equal to PQ / CQ. In addition, the arbitrary polarization is Q
, And P, the ratio becomes equal to PC: CQ.

【0035】光が偏波変動を起こす媒体、例えば、偏波
保持しない普通の光ファイバなどを通過すると、その出
力偏波のポアンカレ球上での位置が変化する。しかし、
偏波変動を起こす媒体に偏波依存性の損失がなければ、
球の表面を上滑りするように偏波が変動するのみで、複
数の点の相対的な位置関係は変化しない。従って、時問
平均が無偏光、すなわち、球の中心にくるように偏波ス
クランブルされた光は偏波保持型でない光ファイバを通
過してもその時間平均はやはり球の中心であり、時間平
均での無偏光状態は保たれている。
When light passes through a medium that causes polarization fluctuation, for example, a normal optical fiber that does not maintain polarization, the position of the output polarization on the Poincare sphere changes. But,
If the polarization-causing medium has no polarization-dependent loss,
Only the polarization changes so as to slide up the surface of the sphere, but the relative positional relationship of the plurality of points does not change. Therefore, the time average is unpolarized, that is, light that is polarization-scrambled so as to be at the center of the sphere passes through an optical fiber that is not polarization-maintaining. The non-polarized state at is maintained.

【0036】このような光が偏波依存性のある光変調器
によって変調される場合を考える。前述のように、光変
調器の直交する2つの偏波の軸に従って、偏波スクラン
ブルされた光を分離すると考える。偏波スクランブルさ
れた光の時間平均は球の中心にあるため、光変調器の軸
がどのような向きであったとしても、分離された光は時
間平均的に必ず1:1のパワーに分割される。光変調器
のそれぞれの偏波軸での変調効率や損失が異なっていた
としても、分離されるパワーの比率が一定であるため、
変調された後に合波された光も一定の決まった割合の損
失と変調を受けている。光が光変調器に入射する前に光
ファイバなどで変動を受けたとしても、変動の度合いに
よらず常に一定である。
Consider a case where such light is modulated by a polarization-dependent optical modulator. As described above, it is assumed that the polarization scrambled light is separated according to two orthogonal polarization axes of the optical modulator. Since the time average of the polarization-scrambled light is at the center of the sphere, the separated light is always time-averaged to 1: 1 power, regardless of the direction of the axis of the optical modulator. Is done. Even if the modulation efficiency and loss in each polarization axis of the optical modulator are different, the ratio of the separated power is constant,
The light that is combined after being modulated also undergoes a certain fixed rate of loss and modulation. Even if the light is changed by an optical fiber or the like before entering the optical modulator, it is always constant regardless of the degree of the change.

【0037】偏波スクランブラは一般に位相変調器を使
用して容易に構築することが可能である。位相変調器は
バイアス制御など複雑な構成が不要で、比較的低コスト
に構築できるデバイスである。
A polarization scrambler can generally be easily constructed using a phase modulator. The phase modulator does not require a complicated configuration such as bias control, and is a device that can be constructed at a relatively low cost.

【0038】このようにすることによって、偏波依存性
のある光変調器を使用し、光変調器に光が入射する前に
予測できない偏波変動があっても、常に安定した変調効
率、損失で変調することが可能となり、比較的低コスト
に安定した伝送品質が確保できる。
In this way, even if the polarization modulator which has polarization dependence is used and the polarization fluctuation which cannot be predicted before the light enters the optical modulator, the modulation efficiency and the loss are always stable. And stable transmission quality can be ensured at relatively low cost.

【0039】[2]つぎに、本願第2の発明では、前記
光変調器はマッハ・ツェンダー型光変調器であることを
特徴とする本願第1の発明の光通信システムを提供す
る。
[2] Next, the second invention of the present application provides the optical communication system of the first invention, wherein the optical modulator is a Mach-Zehnder type optical modulator.

【0040】マッハ・ツェンダー型(MZ型)変調器
は、一般に偏波依存性が大きい。また、多くの場合、変
調効率の最も良い偏波のみが変調されるように変調器の
入力に偏光子が挿入されている。このような理由で、こ
れまでは、入射偏波が変動しないような系でのみ使用さ
れてきた。しかし、既に説明したように、MZ型変調器
は、歪特性、チャーピング特性、損失特性等において、
電界吸収型(EA型)変調器と比較して性能的に勝って
いる点が多い。
A Mach-Zehnder (MZ) modulator generally has large polarization dependence. In many cases, a polarizer is inserted at the input of the modulator so that only the polarization having the highest modulation efficiency is modulated. For this reason, hitherto, it has only been used in systems where the incident polarization does not fluctuate. However, as described above, the MZ modulator has distortion characteristics, chirping characteristics, loss characteristics, and the like.
In many cases, the performance is superior to that of an electroabsorption (EA) modulator.

【0041】従って、性能の良いMZ型変調器を使用し
たいが、偏波変動によって使用できなかったシステムに
本願第1の発明を適用することにより、よりよい品質の
伝送が可能となる。
Therefore, by applying the first invention of the present application to a system in which an MZ modulator having a high performance is desired but cannot be used due to polarization fluctuation, transmission of higher quality can be achieved.

【0042】[3]次に、本願第3の発明では、前記偏
波スクランブラと前記光変調器の間に偏波を保持しない
光ファイバ伝送路が挿入されていることを特徴とする本
願第1または本願第2の発明の光通信システムを提供す
る。
[3] Next, in the third invention of the present application, an optical fiber transmission line that does not maintain polarization is inserted between the polarization scrambler and the optical modulator. An optical communication system according to the first or second aspect of the present invention is provided.

【0043】光源と光変調器の間に光ファイバ伝送路が
挿入されている系、例えば、光源が局舎内にあり、光変
調器が電柱上に配置されているようなシステムに本発明
を適用する。その結果、偏波依存性のある光変調器を使
用しつつ、光ファイバ伝送路の偏波変動が許容される。
このようにすることによって、デバイスの選択範囲が広
げられ、偏波依存性に関わらず、他の性能を重視してデ
バイスを選択できるようになる。
The present invention is applied to a system in which an optical fiber transmission line is inserted between a light source and an optical modulator, for example, a system in which a light source is located inside a station and an optical modulator is arranged on a utility pole. Apply. As a result, the polarization fluctuation of the optical fiber transmission line is allowed while using the polarization-dependent optical modulator.
By doing so, the selection range of the device is expanded, and the device can be selected with emphasis on other performances regardless of the polarization dependence.

【0044】偏波スクランブラが挿入される位置は、光
変調器の直前よりも、偏波スクランブラをより簡便に構
成できる光源の直後が望ましい。すなわち、光ファイバ
伝送路は偏波スクランブラと光変調器の間にあるのが望
ましい。偏波スクランブラには、“任意の入射偏波を無
偏光状態にできるもの”と、“ある特定の偏波が入力さ
れた場合に限って無偏光状態にできるもの”とがあり、
後者の方が構成が簡便で低コストである。
The position where the polarization scrambler is inserted is desirably immediately after the light source where the polarization scrambler can be configured more simply than immediately before the optical modulator. That is, the optical fiber transmission line is desirably provided between the polarization scrambler and the optical modulator. There are two types of polarization scramblers: one that can change an arbitrary polarization into an unpolarized state, and one that can change the polarization into an unpolarized state only when a specific polarization is input.
The latter is simpler in configuration and lower in cost.

【0045】光源は通常一定の偏波を出力するため、光
源と偏波スクランブラの間を偏波保持型光ファイバのパ
ッチコードなどで結ぶことによって、偏波スクランブラ
に特定の偏波のみを入射するようにすることは容易であ
る。
Since the light source normally outputs a fixed polarization, the polarization scrambler is connected to the polarization scrambler by a patch cord of a polarization maintaining optical fiber or the like, so that only a specific polarization is output to the polarization scrambler. It is easy to make it incident.

【0046】このようにすることにより、より低コスト
にシステムを構築できる。
By doing so, a system can be constructed at lower cost.

【0047】[4]次に本願第4の発明では、前記デー
タ信号は帯域信号であり、前記光変調器によって前記出
力光にサブキャリア信号として変調されることを特徴と
する本願第1乃至本願第3の発明の光通信システムを提
供する。
[4] Next, in the fourth invention of the present application, the data signal is a band signal, and the output light is modulated as a subcarrier signal by the optical modulator. An optical communication system according to a third invention is provided.

【0048】本発明では、偏波スクランブルされた光に
偏波依存性のある変調器により、帯域信号でサブキャリ
ア変調をかける。このようにすることによって、電柱上
に設置されたアンテナで受信した無線信号などを復調せ
ずに局に送る場合に、偏波依存性はあるが歪特性の良い
光変調器を使用することが可能となる。無線信号など帯
域信号は一般に周波数多重されていることが多く、ま
た、大きいダイナミックレンジを有していることが多い
ため、歪特性に敏感である。従って、これまでのよう
に、偏波依存性はないが歪特性の悪いEA型変調器では
そのような信号を品質良く送ることが難しかった。
In the present invention, the polarization-scrambled light is subjected to subcarrier modulation with a band signal by a polarization-dependent modulator. In this way, when transmitting a radio signal or the like received by an antenna installed on a telephone pole to a station without demodulation, it is possible to use an optical modulator having polarization dependency but good distortion characteristics. It becomes possible. Generally, band signals such as radio signals are often frequency-multiplexed and have a large dynamic range, and thus are sensitive to distortion characteristics. Therefore, as in the past, it has been difficult for an EA modulator having no polarization dependence but poor distortion characteristics to transmit such a signal with good quality.

【0049】本発明のようにすることによって、そのよ
うな帯域信号を品質良く伝送することが可能となる。
According to the present invention, such band signals can be transmitted with good quality.

【0050】[5]さらに、本願第5の発明では、前記
偏波スクランブラに印加される、偏波をスクランブルす
るためのスクランブル信号の基本周波数は、前記帯域信
号の下限周波数より小さく、かつ、前記帯域信号の帯域
幅に相当する周波数よりも大きいことを特徴とする本願
第4の発明の光通信システムを提供する。
[5] Further, in the fifth invention of the present application, the fundamental frequency of the scramble signal for scrambling the polarization applied to the polarization scrambler is smaller than the lower limit frequency of the band signal, and An optical communication system according to a fourth aspect of the present invention is provided, wherein the frequency is higher than a frequency corresponding to the bandwidth of the band signal.

【0051】これまで光通信システムに使用されてきた
偏波スクランブラは、ベースバンド信号で変調された光
に、ビットレート以上の周波数でスクランブルをかける
(ビットレートの2倍以上の速さで偏波をスイッチす
る)のが一般的であった。その理由は、偏波依存性の非
常に大きいデバイスを光が通過するシステムで偏波スク
ランブルをかける場合、ビットレートの2倍以上の速さ
で偏波をスイッチしないと情報が失われてしまうとされ
てきたためである。
The polarization scrambler which has been used in the optical communication system scrambles the light modulated by the baseband signal at a frequency higher than the bit rate (at a speed of twice or more the bit rate). To switch the waves). The reason is that when polarization scrambling is performed in a system in which light passes through a device having extremely large polarization dependence, information is lost unless polarization is switched at twice or more the bit rate. It has been done.

【0052】本発明では、偏波スクランブルされた光に
対し、偏波依存性のある光変調器を用いて帯域信号によ
りサブキャリア変調をかける。これまで、帯域信号でサ
ブキャリア変調された光と偏波スクランブルを併用する
検討はなされたことがなく、ベースバンド系からのアナ
ロジーではサブキャリア周波数の倍以上の周波数で偏波
スクランブルを掛ける必要があるように思われる。
In the present invention, the polarization-scrambled light is subjected to subcarrier modulation by a band signal using a polarization-dependent optical modulator. Up to now, there has been no study on using subcarrier-modulated light with a band signal together with polarization scrambling, and analogy from the baseband system requires that polarization scrambling be performed at a frequency that is at least twice the subcarrier frequency. It seems there is.

【0053】通信技術分野の現況や将来の展望を考える
と、本発明で想定しているような外部光変調器を用いる
光サブキャリアシステムは、サブキャリア周波数が数
[GHz]から数10[GHz]といった高い周波数で
ある可能性が高い。この場合、サブキャリア周波数の倍
以上の周波数で偏波スクランブルが容易に掛けられれば
それでもよいが、周波数が非常に高くなるとそれに見合
う周波数応答特性が要求されるため、使用可能な偏波ス
クランブラのコストが周波数の低いものに比べて飛躍的
に高くなる可能性は否めない。
Considering the current state and future prospects of the communication technology field, an optical subcarrier system using an external optical modulator as assumed in the present invention has a subcarrier frequency of several [GHz] to several tens [GHz]. ] Is likely to be high. In this case, polarization scrambling may be easily applied at a frequency equal to or more than twice the subcarrier frequency, but if the frequency becomes very high, a frequency response characteristic corresponding to the scrambling is required. It is undeniable that the cost may be significantly higher than that of a low frequency.

【0054】本発明ではそのようなコスト高を避けるた
め、サブキャリア周波数より低い周波数で偏波スクラン
ブルできるようにすることを目的の一つとしている。
One of the objects of the present invention is to enable polarization scrambling at a frequency lower than the subcarrier frequency in order to avoid such a high cost.

【0055】偏波スクランブルされた光が例えば、入力
に偏光子が備えられたMZ型変調器のように、非常に偏
波依存性の高い変調器で帯域信号によってサブキャリア
変調される場合を考える。偏光子を通った段階の、変調
を受ける前の光の強度は、ある直流レベルを中心に、ス
クランブル周波数とその高調波から構成される波形で振
動している。光が偏光子を通過した段階で仮に光電変化
した場合の電気スペクトルは、図7の如きである。直流
に一定のパワー、すなわち、偏光子に入射する光パワー
の半分の光を光電変換した場合のパワーが存在する。さ
らに、スクランブル周波数fscとその高調波に光変調
器に、偏光子の軸の向きと偏光子に入射する前に受けた
偏波変動に応じて、なにがしかの大きさの線スペクトル
が存在する。
Consider a case where the polarization scrambled light is subcarrier-modulated by a band signal by a modulator having a very high polarization dependency, such as an MZ modulator having a polarizer at the input. . The intensity of the light before being modulated at the stage of passing through the polarizer oscillates around a certain DC level in a waveform composed of a scramble frequency and its harmonics. FIG. 7 shows an electric spectrum in the case where light undergoes a photoelectric change at the stage when light passes through the polarizer. There is a constant power to the direct current, that is, a power in the case where half of the light power incident on the polarizer is photoelectrically converted. Furthermore, a linear spectrum of some magnitude exists in the optical modulator at the scramble frequency fsc and its harmonics, depending on the direction of the axis of the polarizer and the polarization fluctuation received before the light enters the polarizer.

【0056】これに光変調器によって変調をかけるとい
うことは、変調信号と図7の信号の畳み込みを作ること
である。変調信号が中心周波数fsの帯域信号である場
合、図10(b)のようなスペクトルが、以下のような
畳み込みの操作によって得られる。すなわち、図7の各
々の線スペクトルおよびそのイメージ成分(図10
(a))を帯域信号の中心周波数fsだけプラス(マイ
ナスにもずれるがそれは結局プラスにずれた成分のイメ
ージとなるので考えない)方向にずらす。それぞれの線
を帯域信号の形にし、さらに、“0”を中心として折り
返す。光変調器に掛ける信号は“0”でない直流バイア
ス点を中心とした信号であるため、図10(a)の信号
の一部のパワーがそのまま残るので、それを足す。この
ようにして、図10(b)が得られる。
To modulate this with an optical modulator means to create a convolution of the modulated signal and the signal of FIG. When the modulated signal is a band signal having the center frequency fs, a spectrum as shown in FIG. 10B is obtained by the following convolution operation. That is, each line spectrum of FIG. 7 and its image component (FIG. 10)
(A)) is shifted in the plus direction by the center frequency fs of the band signal (it shifts to the minus, but this is not considered because it eventually becomes an image of a component shifted to the plus). Each line is shaped into a band signal, and then folded around "0". Since the signal applied to the optical modulator is a signal centered on a DC bias point other than “0”, a part of the power of the signal in FIG. Thus, FIG. 10B is obtained.

【0057】光受信器では光電変換して得られたこのよ
うな信号のうち、もとの信号周波数fsにいる成分を抽
出する。この成分は、図10(a)の直流成分と中心周
波数fsの変調信号の畳み込みによって生じた成分であ
る。スクランブル周波数やその高調波によって発生した
成分は、光変調器に入射するまでに受けてきた偏波変動
の影響で、その大きさが変動し、時には全くいない可能
性もあるので使用できない。
The optical receiver extracts a component at the original signal frequency fs from such a signal obtained by photoelectric conversion. This component is a component generated by convolution of the DC component of FIG. 10A and the modulation signal of the center frequency fs. The components generated by the scramble frequency and its harmonics cannot be used because their magnitudes fluctuate due to the influence of the polarization fluctuations received before they enter the optical modulator, and sometimes they may not be present at all.

【0058】したがって、偏波スクランブル周波数がい
くつであっても、直流成分が安定に得られている限りは
受信信号は安定に得られる。
Therefore, regardless of the number of polarization scramble frequencies, the received signal can be obtained stably as long as the DC component is obtained stably.

【0059】以上からわかるように、サブキャリア周波
数の2倍以上の周波数でスクランブルする必要は全くな
い。サブキャリア周波数よりも高い周波数でも良いが、
よりシステム構築の容易な小さい周波数で十分である。
As can be seen from the above, there is no need to scramble at a frequency twice or more the subcarrier frequency. Although it may be higher than the subcarrier frequency,
A small frequency, at which system construction is easier, is sufficient.

【0060】しかしながら、図10(b)に示したよう
に、帯域信号に加えられた直流成分によって、スクラン
ブル信号が偏光子を通過して生じる成分が最終的に残っ
てしまうことがある。これが受信すべき信号と重なると
受信感度が劣化する。したがって、スクランブル周波数
は帯域信号の周波数帯は避け、帯域信号の下限の周波数
より低い周波数であることが望ましい。
However, as shown in FIG. 10B, a component generated by passing the scrambled signal through the polarizer may eventually remain due to the DC component added to the band signal. When this overlaps with the signal to be received, the receiving sensitivity is degraded. Therefore, it is desirable that the scrambling frequency be a frequency lower than the lower limit frequency of the band signal, avoiding the frequency band of the band signal.

【0061】デバイス駆動系の問題から、スクランブル
周波数は低い程良い。しかし、図10(b)からわかる
ように、スクランブル周波数と帯域信号の畳み込みによ
って生じた成分が発生する。それと、受信される信号が
重なると受信感度が劣化するため、スクランブル周波数
は帯域信号の帯域幅の周波数よりも大きい周波数である
ことが望ましい。
From the viewpoint of the device driving system, the lower the scramble frequency, the better. However, as can be seen from FIG. 10B, a component occurs due to the convolution of the scramble frequency and the band signal. In addition, if the received signals overlap, the receiving sensitivity deteriorates. Therefore, it is desirable that the scramble frequency is a frequency larger than the frequency of the bandwidth of the band signal.

【0062】このように、スクランブル周波数を低く押
さえることができ、偏波スクランブラが低コストとな
る。また、スクランブル周波数の下限を設定することに
より、伝送品質を確保する事ができる。
As described above, the scramble frequency can be kept low, and the cost of the polarization scrambler can be reduced. By setting the lower limit of the scramble frequency, transmission quality can be ensured.

【0063】[6]さらに、本願第6の発明では、前記
スクランブル信号の基本周波数は前記帯域信号の下限周
波数の1/6より小さいことを特徴とする本願第5の発
明の光通信システムを提供する。
[6] The sixth invention of the present application provides the optical communication system of the fifth invention, wherein the fundamental frequency of the scrambled signal is smaller than 1/6 of the lower limit frequency of the band signal. I do.

【0064】図7に示すように、周波数fscで偏波ス
クランブルされた信号が偏光子または偏波依存性損失の
あるコンポーネントを通過すると、スクランブル信号が
正弦波であったとしても、光電変換後の電気信号には、
周波数fscの成分の他にfscの高調波成分が発生す
る。これらの成分の大きさは、コンポーネントの偏波依
存性損失の大きさや、コンポーネントに入射する前に受
けた偏波変動によって異なるが、傾向としては高調波の
次数が高いほど小さい。したがって、これら高調波が受
信されるべき信号と重なっても受信信号に影響を与えな
い程度に小さければよい。
As shown in FIG. 7, when the polarization scrambled signal at the frequency fsc passes through a polarizer or a component having a polarization dependent loss, even if the scrambled signal is a sine wave, the signal after photoelectric conversion is obtained. Electric signals include
A harmonic component of fsc is generated in addition to the component of frequency fsc. The magnitudes of these components vary depending on the magnitude of the polarization-dependent loss of the component and the polarization fluctuations received before entering the component, but tend to be smaller as the order of the harmonic is higher. Therefore, it is sufficient that these harmonics are small enough to not affect the received signal even if they overlap with the signal to be received.

【0065】そこで、本願第6の発明では、スクランブ
ル周波数を十分小さくする。その結果、高調波が発生し
て受信信号に重なったとしても、重なっている高調波の
次数が高く、その大きさが十分に小さくなっている。
Therefore, in the sixth invention of the present application, the scramble frequency is sufficiently reduced. As a result, even if a harmonic is generated and overlaps the received signal, the order of the overlapped harmonic is high and its magnitude is sufficiently small.

【0066】高調波が十分に小さくなる次数は7次程度
であると予想される。そこで本発明では6次以下の高調
波が信号帯域内に重ならないように、スクランブル周波
数を帯域信号の下限周波数の1/6以下に設定する。
The order at which the harmonics become sufficiently small is expected to be about the seventh order. Therefore, in the present invention, the scrambling frequency is set to 1/6 or less of the lower limit frequency of the band signal so that the sixth or lower harmonic does not overlap within the signal band.

【0067】このようにすることによって、偏波スクラ
ンブルされた光が偏波依存性損失を持つコンポーネント
を通過することによって発生した成分の影響を受けるこ
となく、良好な伝送が可能となる。
By doing so, it is possible to perform good transmission without being affected by the component generated when the polarization-scrambled light passes through the component having the polarization-dependent loss.

【0068】このような高調波成分の影響を避ける別の
方法として、本願第7の発明では、前記スクランブル信
号の基本周波数は、前記基本周波数の任意の次数の高調
波が前記帯域信号の信号帯域内に重ならないように決定
されていることを特徴とする本願第5の発明の光通信シ
ステムを提供する。
As another method for avoiding the influence of such harmonic components, in the seventh invention of the present application, the fundamental frequency of the scramble signal is such that a harmonic of an arbitrary order of the fundamental frequency is a signal band of the band signal. The optical communication system according to the fifth aspect of the present invention is characterized in that the optical communication system is determined so as not to overlap.

【0069】[7]帯域信号の比帯域が比較的大きく、
本願第6の発明の周波数が帯域信号の帯域幅に相当する
周波数よりも小さくなってしまう場合は、本願第6の発
明は適用できない。また、スクランブ周波数が比較的大
きく、本願第6の発明の周波数が、帯域信号の帯域幅に
相当する周波数よりも小さくなってしまう場合は、本願
第6の発明は適用できない。また、図10(b)のように
スクランブル周波数を下げきれない場合、“0”を 中
心にして折り返して来た周波数シフトした帯域信号が受
信したい信号に重なってくる可能性がある。
[7] The relative bandwidth of the band signal is relatively large,
If the frequency of the sixth invention of the present application is lower than the frequency corresponding to the bandwidth of the band signal, the sixth invention of the present application cannot be applied. If the scrambling frequency is relatively high and the frequency of the sixth invention of the present application is lower than the frequency corresponding to the bandwidth of the band signal, the sixth invention of the present application cannot be applied. If the scramble frequency cannot be lowered as shown in FIG. 10 (b), the frequency-shifted band signal folded around "0" may overlap with the signal to be received.

【0070】そこで、本願第7の発明では、高調波が信
号帯域内に重なってこないスクランブル周波数を選択し
て使用する。すなわち、スクランブル信号の基本周波数
をfsc、帯域信号の中心周波数をfs、帯域信号の帯域
幅(全幅)を△Fとすると、任意の次数n(≧2)の高
周波が n*fsc<fs−△F/2 であり、かつ、 n*fsc>fs+△F/2 であるように、スクランブル周波数fscを選択する。
スクランブル周波数fscが比較的小さい場合はこの条
件のみで十分である。
Therefore, in the seventh invention of the present application, a scramble frequency in which harmonics do not overlap in the signal band is selected and used. That is, assuming that the fundamental frequency of the scrambled signal is fsc, the center frequency of the band signal is fs, and the bandwidth (full width) of the band signal is △ F, the high frequency of any order n (≧ 2) is n * fsc <fs− △ The scrambling frequency fsc is selected such that F / 2 and n * fsc> fs + △ F / 2.
When the scramble frequency fsc is relatively small, this condition alone is sufficient.

【0071】しかし、何かの事情でスクランブル周波数
fscを下げきることができず、図10(b)のように
折り返し信号が重なってくる場合は、受信したい信号帯
域にこの折り返し信号が入ってこないように、さらに、
任意の次数p(≧2)の高調波に関して、 2(fs+△F/2)/p<fsc であり、かつ、 2(fs−△F/2)/p>fsc を満たすようにスクランブル周波数fscを選択する。
However, if the scramble frequency fsc cannot be lowered for some reason and the loopback signal overlaps as shown in FIG. 10B, the loopback signal does not enter the signal band to be received. So, furthermore,
For a harmonic of any order p (≧ 2), the scrambling frequency fsc is set so that 2 (fs + ΔF / 2) / p <fsc and 2 (fs−ΔF / 2) / p> fsc Select

【0072】このようにすることによって、スクランブ
ル信号の高周波や折り返してきた帯域信号が受信信号に
重なることなく、良好な伝送が可能となる。
By doing so, good transmission can be achieved without the high frequency of the scrambled signal or the folded band signal overlapping the received signal.

【0073】[8]さらに、本願第8の発明では、前記
データ信号は、アンテナで受信した無線信号をそのま
ま、または、中間周波数に変換した復調されていない信
号であることを特徴とする本願第4乃至本願第7の発明
の光通信システムを提供する。
[8] Further, in the eighth invention of the present application, the data signal is a radio signal received by an antenna as it is or a signal that has been converted to an intermediate frequency and has not been demodulated. An optical communication system according to a fourth to seventh aspects of the present invention is provided.

【0074】本発明では、偏波スクランブルをかけた光
に偏波依存性のある光変調器で変調をかけるため、原理
的に光パワーに損失があることは否定しない。しかし、
偏波スクランブルをかけた光に偏波依存性のある光変調
器で変調をかけることによる光パワーの損失の量は最大
で3[dB]である。(もちろん、その他に偏波スクラ
ンブラの過剰損失、光変調器の過剰損失、光変調による
損失等の損失も受ける。しかし、これらはデバイスの進
歩によって減る可能性のある量である。) 図21で説明したように、偏波スクランブルされた光の
パワーは光変調器の直交する2つの偏波軸に等分され、
光変調器の偏波依存性が最大の場合、すなわち、偏光子
が挿入されている場合は、一方の偏波軸に入射した光は
全く透過しないためである。
In the present invention, since the polarization-scrambled light is modulated by the polarization-dependent optical modulator, it cannot be ruled out that there is a loss in optical power in principle. But,
The amount of optical power loss caused by modulating the polarization scrambled light with a polarization-dependent optical modulator is 3 [dB] at the maximum. (Of course, there are also other losses such as excess loss of the polarization scrambler, excess loss of the optical modulator, and loss due to optical modulation. However, these are the amounts that can be reduced by the progress of the device.) As described in, the power of the polarization scrambled light is equally divided into two orthogonal polarization axes of the optical modulator,
This is because, when the polarization dependence of the optical modulator is maximum, that is, when a polarizer is inserted, light incident on one polarization axis is not transmitted at all.

【0075】光通信システムでは、一般に光パワーの減
少によって受信感度が劣化する。劣化の程度は適用する
システムによってまちまちである。しかし、本発明をア
ンテナで受信した無線信号に適用する場合は、受信感度
の劣化がほとんど起こらない。
In an optical communication system, reception sensitivity generally deteriorates due to a decrease in optical power. The degree of deterioration varies depending on the applied system. However, when the present invention is applied to a radio signal received by an antenna, the reception sensitivity hardly deteriorates.

【0076】それは、以下のように説明される。It is explained as follows.

【0077】アンテナで受信した無線信号を伝送する場
合、特に無線信号が移動通信の信号である場合は、アン
テナで受信し、図示しないLNA(Low Noise
Amplifier)で増幅されることになるが、こ
こで増幅された段階で、既に多くの雑音が混入してお
り、信号対雑音比(SNR)があまり大きくないことが
多い。
When transmitting a radio signal received by an antenna, particularly when the radio signal is a signal for mobile communication, the radio signal is received by an antenna and an LNA (Low Noise) (not shown) is used.
Amplifier), but a lot of noise is already mixed at the stage of amplification, and the signal-to-noise ratio (SNR) is often not so large.

【0078】一方、本発明の光通信システムの特に光伝
送部で付加される雑音は、アンテナで受信した信号に混
入している雑音よりも遙かに小さい。仮に偏波スクラン
ブルすることによって受けた損失がなかった場合、光伝
送部での無線信号のSNR劣化は非常に小さい。偏波ス
クランブルする事によって受ける光損失は、上述のよう
に高々3[dB]である。
On the other hand, the noise added to the optical communication system of the present invention, particularly in the optical transmission unit, is much smaller than the noise mixed in the signal received by the antenna. If there is no loss caused by polarization scrambling, the SNR degradation of the radio signal in the optical transmission unit is very small. The optical loss received by polarization scrambling is at most 3 [dB] as described above.

【0079】その結果、光リンクの相対的な雑音量の増
加も高々3[dB]であり、もともと小さい光伝送部で
の付加雑音が3[dB]程度増えたところで、無線信号
のSNR劣化にはほとんど寄与しない。
As a result, the relative increase in the noise amount of the optical link is at most 3 [dB]. When the additional noise in the originally small optical transmission unit increases by about 3 [dB], the SNR degradation of the radio signal is reduced. Contributes little.

【0080】したがって、本発明では偏波スクランブル
することによって光が損失を被ることになるものの、適
用される信号がアンテナで受信された無線信号であるな
らば、損失による受信感度劣化はほとんど無いに等し
い。
Accordingly, in the present invention, although light is lost due to polarization scrambling, if the applied signal is a radio signal received by an antenna, the reception sensitivity is hardly degraded due to the loss. equal.

【0081】本発明をそのようなシステムに適用するこ
とによって、本発明に存在した若干の短所が全く問題に
ならず、本発明の長所のみを享受することが可能とな
る。
By applying the present invention to such a system, it is possible to enjoy only the advantages of the present invention, without any disadvantages present in the present invention.

【0082】[9]さらに本願第9の発明では、前記光
源は屋内に設置され、前記光変調器は屋外に設置される
機器内に配置されていることを特徴とする本願第4乃至
本願第8の発明の光通信システムを提供する。
[9] Further, in the ninth invention of the present application, the light source is installed indoors, and the optical modulator is installed in a device installed outdoors. An optical communication system according to an eighth aspect of the present invention is provided.

【0083】本発明を適用することによって、特性が良
いが、偏波依存性のある光変調器を光源と離れたところ
に設置し、その間を通常の光ファイバで接続することが
可能となる。このようにすると、光源をサービス提供会
杜の局舎内におき、光変調器を電柱上に設置する装置内
に置いて、電柱上では送られてきた光を変調のみして返
すことが可能となる。その結果、光源を温度条件の安定
なところで動作させることが可能となり、かつ、偏波依
存性によらず、その他の特性の優れた光変調器を使用す
ることが可能となって、品質の良い、安定な伝送が可能
となる。
By applying the present invention, it is possible to install an optical modulator having good characteristics, but having polarization dependence, at a location away from the light source, and to connect the optical modulator with a normal optical fiber. In this way, it is possible to place the light source in the office building of the service provider and place the optical modulator in the device installed on the telephone pole, and on the telephone pole it is possible to return only the modulated light Becomes As a result, it becomes possible to operate the light source in a stable temperature condition, and it is possible to use an optical modulator excellent in other characteristics irrespective of the polarization dependence, and to achieve high quality. , Stable transmission becomes possible.

【0084】[10]次に、本願第10の発明では、時
間的コヒーレンスを有する出力光を出力する光源と、帯
域信号に対応する電気信号によって、前記光源の出力光
にサブキャリア変調を施す偏波依存性のある光変調器、
または、偏波依存性損失のあるデバイスと前記光源の出
力光にサブキャリア変調を施す光変調器と、前記光源と
前記光変調器の間に挿入され、前記光源の出力光を特定
の周波数で偏波スクランブルする偏波スクランブラと、
前記光変調器によって変調された光を光電変換し、前記
偏波スクランブラのスクランブル周波数あるいはその高
調波と前記帯域信号の畳み込みによって発生した成分を
受信する光受信器を有することを特徴とする光通信シス
テムを提供する。
[10] Next, in the tenth invention of the present application, a light source for outputting output light having temporal coherence and a polarization signal for subcarrier-modulating the output light of the light source with an electric signal corresponding to a band signal are provided. Optical modulator with wave dependence,
Alternatively, a device having a polarization dependent loss and an optical modulator that performs subcarrier modulation on the output light of the light source, inserted between the light source and the optical modulator, the output light of the light source at a specific frequency A polarization scrambler for polarization scrambling,
An optical receiver that photoelectrically converts the light modulated by the optical modulator and receives a component generated by convolution of the scrambling frequency of the polarization scrambler or a harmonic thereof and the band signal. A communication system is provided.

【0085】前述のように、偏波スクランブルされた光
を偏波依存性のあるデバイスを通過させると、スクラン
ブル周波数の他に多くの高調波が発生する。発生する高
調波の量は、偏波スクランブル時の偏波変調の大きさ、
スクランブル信号波形、光が偏波依存性のあるデバイス
まで到達する間に受けた偏波変動、デバイスの偏波依存
性の大きさに依存する。本発明では、これまで高調波は
妨害波として扱ってきたが、逆にこれを利用すること
で、これまでにない動作のシステムが構築できる。
As described above, when the polarization-scrambled light is passed through a polarization-dependent device, many harmonics are generated in addition to the scramble frequency. The amount of generated harmonics depends on the magnitude of polarization modulation during polarization scrambling,
It depends on the waveform of the scrambled signal, the polarization fluctuation received while the light arrives at the device having polarization dependence, and the magnitude of the polarization dependence of the device. In the present invention, the harmonic has been treated as an interfering wave so far, but by using this, a system with an unprecedented operation can be constructed.

【0086】本発明はこれまで主に、ミリ波、準ミリ波
帯の帯域信号の光伝送系に適用することを考えてきた
が、このような高い周波数で動作する部品は高価であ
る。そのような高周波のデータ信号の生成の方法は、通
常、以下のようである。周波数の低いキャリアにべース
バンドデータによって変調をかけてから、ミキサ等を使
用して、ミリ波、準ミリ波帯のキャリアと掛け合わせ、
所望の周波数帯にアップコンバートする。この時用いる
キャリアは通常、位相雑音の小さい低周波のキャリアを
逓倍器によって逓倍して生成する。現在の技術では、雑
音特性の良いミリ波、準ミリ波帯の発振器を作るのは困
難なためである。逓倍器やミキサ等はミリ波、準ミリ波
帯のコンポーネントであるため高価であり、また、その
ような高周波で動作する光変調器やその駆動系、光受信
系も高価である。
The present invention has mainly been considered to be applied to an optical transmission system for a band signal in a millimeter wave or quasi-millimeter wave band, but components operating at such a high frequency are expensive. A method of generating such a high-frequency data signal is generally as follows. After modulating the low-frequency carrier with the baseband data, using a mixer or the like, multiplying the carrier with millimeter-wave or quasi-millimeter-wave band,
Upconvert to the desired frequency band. The carrier used at this time is usually generated by multiplying a low-frequency carrier having a small phase noise by a multiplier. This is because it is difficult to produce a millimeter-wave or quasi-millimeter-wave band oscillator having good noise characteristics with the current technology. Multipliers, mixers, and the like are expensive because they are components in the millimeter-wave and quasi-millimeter-wave bands, and optical modulators operating at such high frequencies, their driving systems, and optical receiving systems are also expensive.

【0087】一方、本発明のように、偏波スクランブラ
を使用するシステムでは、スクランブル周波数の高調波
を容易に発生可能である。高調波を発生させるためのデ
バイスは偏波依存性の高いデバイス、せいぜい偏光子程
度の低コストなパッシブデバイスである。また、このよ
うにして発生させた高調波のレベルは通常の非線形デバ
イス(ダイオードなど)で発生する高調波より原理的に
大きい。通常の非線形デバイスは線形をベースにして、
線形から少量ずれた部分を利用しているのに対し、偏波
スクランブルされた光を偏光子で切り出す過程は線形性
がほとんど無く、原理的に非線形にしかならないからで
ある。ただし、前述のように高調波の大きさは偏光子に
光が入射されるまでの様々なパラメータによるので、で
きるだけ効率的に高調波が発生するように、パラメータ
を調整する必要がある。特に、偏波スクランブラから偏
光子にどのような偏波状態で受け渡すかに注意して系を
構成する必要がある。場合によっては、波長板あるいは
その等価デバイス等を利用した積極的な偏波変換によっ
て調整すると良い。
On the other hand, in a system using a polarization scrambler as in the present invention, it is possible to easily generate a harmonic of a scramble frequency. Devices for generating harmonics are devices having high polarization dependence, and at most low cost passive devices such as polarizers. In addition, the level of the harmonic generated in this way is higher in principle than the harmonic generated by an ordinary nonlinear device (such as a diode). A typical nonlinear device is linear based,
This is because the process of cutting out the polarization scrambled light with a polarizer has little linearity, and in principle can only be non-linear, while using a small amount of deviation from linearity. However, as described above, since the magnitude of the harmonic depends on various parameters until the light is incident on the polarizer, it is necessary to adjust the parameters so that the harmonic is generated as efficiently as possible. In particular, it is necessary to configure the system by paying attention to the state of polarization that is passed from the polarization scrambler to the polarizer. In some cases, adjustment may be made by aggressive polarization conversion using a wave plate or its equivalent device.

【0088】このようにする結果、高いレベルの高次高
調波が容易に得られる。偏光子を通過することによって
高調波成分が発生した光に光変調器で変調をかける、あ
るいは、偏波スクランブルした光に偏波依存性の大きい
光変調器(あるいは信号入力端に偏光子が実装された光
変調器)で変調をかけると、図10(b)のように、変
調信号とスクランブル信号周波数およびその高調波との
畳み込み成分が発生する。なお、光変調器ではなく主に
偏波依存性損失のあるデバイスで高調波を発生させる場
合は、光変調器と偏波依存性損失のあるデバイスの順序
は入れ替わってもよい。すなわち、光変調器で変調した
後に偏波依存性のあるデバイスを通過させても、本発明
の動作は変わらない。
As a result, a high-order high-order harmonic can be easily obtained. Optical modulator modulates light with harmonic components generated by passing through a polarizer, or an optical modulator with high polarization dependence on polarization scrambled light (or a polarizer mounted at the signal input end) When modulation is performed by the modulated optical modulator), a convolution component of the modulation signal, the scrambled signal frequency, and its harmonics is generated as shown in FIG. When harmonics are generated mainly by a device having a polarization dependent loss instead of an optical modulator, the order of the optical modulator and the device having a polarization dependent loss may be interchanged. That is, the operation of the present invention does not change even if the light is passed through a device having polarization dependence after being modulated by the optical modulator.

【0089】前述のように高調波のレベルが大きいの
で、帯域信号が高調波によって周波数変換された成分が
十分大きいパワーで得られる。それらの成分はもとの帯
域信号のレプリカであるため、必要に応じてフィルタ等
によって切り出して利用すればよい。
As described above, since the level of the harmonic is large, a component obtained by frequency-converting the band signal by the harmonic can be obtained with sufficiently large power. Since these components are replicas of the original band signal, they may be cut out by a filter or the like as necessary and used.

【0090】本発明の原理は、複数の信号の畳み込みを
生成する点にある。従って、別の構成でも実現可能であ
る。例えば、基本周波数がスクランブル周波数と同等
で、高調波成分を多数含む波形(矩形波、三角波、短パ
ルス列など)で強度変調した光、あるいは、電気的に周
波数変換する場合にミキサに入力するローカルキャリア
に相当する周波数で強度変調した光に、さらに、データ
信号によって外部光変調器で変調をかけてもよい。
The principle of the present invention is to generate a convolution of a plurality of signals. Therefore, it can be realized with another configuration. For example, light whose fundamental frequency is equal to the scramble frequency and whose intensity is modulated by a waveform (rectangular wave, triangular wave, short pulse train, etc.) containing many harmonic components, or a local carrier input to a mixer when frequency conversion is performed electrically May be further modulated by a data signal by an external optical modulator.

【0091】しかしながら、高調波成分をたくさん含む
矩形波や短パルス列を生成することは、高調波成分の領
域に至る周波数帯域を有するデバイスを必要とすること
になるため、低コスト化することは難しい。また、初め
から、ミリ波、準ミリ波と云った高い周波数で光変調を
かけることもコストがかかる。
However, generating a rectangular wave or a short pulse train containing many harmonic components requires a device having a frequency band extending to the region of the harmonic components, so that it is difficult to reduce the cost. . Also, it is costly to apply optical modulation at a high frequency such as a millimeter wave or a quasi-millimeter wave from the beginning.

【0092】しかし、本発明によれば、偏波スクランブ
ルを利用することによって、ミリ波、準ミリ波帯の逓倍
器やミキサなどの扱いにくく高価な部品を削減すること
が可能となる。この時、偏波スクランブル周波数は低い
周波数で良い。また、高調波を発生させる機構は、偏波
依存性と云うパッシブな過程であるが、容易に大きな高
調波が得られる。その結果、低コストで品質の良い周波
数変換が可能となる。
However, according to the present invention, by using the polarization scrambling, it is possible to reduce unwieldy and expensive components such as a multiplier and a mixer in the millimeter-wave and quasi-millimeter-wave bands. At this time, the polarization scrambling frequency may be a low frequency. The mechanism for generating harmonics is a passive process called polarization dependence, but large harmonics can be easily obtained. As a result, high-quality frequency conversion can be performed at low cost.

【0093】[11]さらに、具体的には、本願第11
の発明によって、前記スクランブル周波数は前記帯域信
号の下限周波数よりも小さい周波数であり、前記光受信
器は、光電変換によって得られる、前記スクランブル周
波数あるいはその高調波と前記帯域信号の畳み込みによ
って発生した成分のうち、最も周波数の低い成分を抽出
することを特徴とする本願第10の発明の光通信システ
ムを提供する。
[11] More specifically, the eleventh embodiment of the present invention
According to the invention, the scramble frequency is a frequency smaller than the lower limit frequency of the band signal, and the optical receiver is a component generated by convolution of the band signal with the scramble frequency or a harmonic thereof obtained by photoelectric conversion. Among them, the optical communication system according to the tenth aspect of the present invention is characterized in that a component having the lowest frequency is extracted.

【0094】図10からもわかるように、本発明の構成
は実質的にダウンサンプリングも行っている。したがっ
て、この構成によつて、低周波にコンバートされた帯域
信号が発生する。そのうち、最も低周波に発生する信号
をローパスフイルタ等で切り出して使用する。ローパス
フイルタ等で切り出した信号は、ぞの後の用途によっ
て、復調器に入力するなど処理すればよい。切り出した
信号を復調するのであれば、復調に適した周波数に変換
されるように、スクランブル周波数を決定しておけば良
い。
As can be seen from FIG. 10, the configuration of the present invention also substantially performs downsampling. Therefore, according to this configuration, a band signal converted to a low frequency is generated. Among them, the signal generated at the lowest frequency is cut out by a low-pass filter and used. The signal extracted by a low-pass filter or the like may be processed by inputting it to a demodulator depending on the intended use. If the cut-out signal is to be demodulated, the scramble frequency may be determined so that the signal is converted to a frequency suitable for demodulation.

【0095】ダウンサンブリングには本来、もとの帯域
信号の周波数近辺で動作するA/D変換器が必要である
が、本発明によれば、ミリ波、準ミリ波帯等の変換器を
使用することなく容易にダウンサンプリングが可能とな
り、扱い易い周波数の信号が得られる。
Although downsampling originally requires an A / D converter operating near the frequency of the original band signal, according to the present invention, a converter for a millimeter wave, a quasi-millimeter wave band or the like is used. Downsampling can be easily performed without using, and a signal having a frequency that is easy to handle can be obtained.

【0096】また、ミリ波、準ミリ波帯で動作する周波
数逓倍器やミキサ等を利用して、周波数をダウンコンバ
ートする形態と比較して、得られた信号の品質が良く、
また、ミリ波、準ミリ波帯で動作する部分が光変調器ま
わりだけであるため、システムが低コストに構築でき
る。
The quality of the obtained signal is better than that obtained by down-converting the frequency by using a frequency multiplier or a mixer operating in the millimeter wave or quasi-millimeter wave band.
Also, since the part that operates in the millimeter wave and quasi-millimeter wave band is only around the optical modulator, the system can be constructed at low cost.

【0097】また、このような構成をとると、光受信器
は、受信したい信号、すなわち低周波に変換された信号
の周波数帯で動作すればよいことになる。従って、光変
調器でミリ波、準ミリ波帯の信号を送っているにもかか
わらず、光受信器は、例えば、1[GHz]以下で動作
する低周波数のもので良く、光受信器系を非常に低コス
トに構成できる。[12]さらに、本願第12の発明で
は、前記光受信器は、光電変換によって得られる、前記
スクランブル周波数あるいはその高調波と前記帯域信号
の畳み込みによって発生した成分の内、前記帯域信号の
周波数よりも高い周波数の成分を抽出することを特徴と
する本願第10の発明の光通信システムを提供する。
With such a configuration, the optical receiver only needs to operate in the frequency band of a signal to be received, that is, a signal converted to a low frequency. Therefore, despite transmitting signals in the millimeter wave and quasi-millimeter wave bands by the optical modulator, the optical receiver may be of a low frequency operating at, for example, 1 [GHz] or less. Can be configured at very low cost. [12] Further, in the twelfth invention of the present application, the optical receiver uses the frequency of the band signal among the components generated by convolution of the scramble frequency or its harmonics and the band signal obtained by photoelectric conversion. An optical communication system according to the tenth aspect of the present invention is characterized in that a component having a higher frequency is extracted.

【0098】第10の発明とは逆に、本発明のような形
態を用いて信号をアップコンバートすることも可能であ
る。例えば、図10(b)では、fsより高い側に周波
数シフトした帯域信号をバンドパスフイルタ等で切り出
すことによって、アップコンバートされた帯域信号を得
ることができる。
Contrary to the tenth aspect, it is also possible to up-convert a signal by using a mode as in the present invention. For example, in FIG. 10B, an up-converted band signal can be obtained by cutting out a band signal whose frequency has been shifted to a higher side than fs by a band-pass filter or the like.

【0099】ミリ波、準ミリ波帯のコンポーネントは低
周波帯用のものに比べて非常に高価である。ミリ波、準
ミリ波帯の光変調器やその駆動系も決して低コストでは
ない。本発明では、偏波スクランブルされた光を偏波依
存性のある光変調器を用いてデータ変調するが、そのと
き用いる帯域信号は、低周波の帯域信号である。また、
偏波スクランブラのスクランブル周波数は、ミリ波、準
ミリ波帯のような高い周波数ではなく(コストの問題が
無ければこのような周波数でスクランブルしても良い
が)、より低い周波数でスクランブルし、偏波依存性の
ある部品を通過することによって発生する高調波を利用
する。その結果、より低コストに品質の良い周波数変換
が可能となる。
The components in the millimeter and quasi-millimeter wave bands are much more expensive than those in the low frequency band. Millimeter-wave and quasi-millimeter-wave optical modulators and their driving systems are not low-cost. In the present invention, the polarization-scrambled light is data-modulated using a polarization-dependent optical modulator, and the band signal used at that time is a low-frequency band signal. Also,
The scramble frequency of the polarization scrambler is not high frequency such as millimeter wave and quasi-millimeter wave band (although it may be scrambled at such frequency if there is no problem of cost), but it is scrambled at lower frequency, Harmonics generated by passing through components having polarization dependence are used. As a result, high-quality frequency conversion can be performed at lower cost.

【0100】本発明では、光受信器はアップコンバート
された周波数、すなわち、ミリ波、準ミリ波帯で動作す
るものが必要である。しかし、光送信系のコンポーネン
トはどれも周波数の低いもので良く、その低い周波数を
高い周波数に変換するためのミキサや逓倍器のような高
価な電気デバイスが全く必要ないため、低コストにシス
テムを構築できる。また、本発明によって発生する高調
波はレベルが高い(パワーが大きい)ため、高品質な周
波数変換が可能となり、光受信器で得られる信号の品質
が高い。
In the present invention, the optical receiver needs to operate at an up-converted frequency, that is, a millimeter wave or a quasi-millimeter wave band. However, all components of the optical transmission system can be of low frequency, and there is no need for expensive electrical devices such as mixers and multipliers for converting the low frequency to high frequency, so the system can be manufactured at low cost. Can be built. Also, since the harmonics generated by the present invention have a high level (high power), high-quality frequency conversion is possible, and the quality of the signal obtained by the optical receiver is high.

【0101】[0101]

【発明の実施の形態】図を用いて本発明の実施の形態を
説明する。なお、実施の形態では本発明の動作に関連す
る部分のみを示している。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the embodiment, only a portion related to the operation of the present invention is shown.

【0102】(第1の実施形態)ここでは、光変調器と
して偏波依存性のあるデバイスを使用し、また、光変調
器に光が入射する前に予測できない偏波変動が与えられ
たとしても、常に安定した変調効率、損失での変調を可
能とすると共に、光源の波長安定性が要求されることも
なく、比較的低コストに安定した伝送品質が確保できる
システムの実施例を説明する。
(First Embodiment) Here, it is assumed that a polarization-dependent device is used as an optical modulator, and that unpredictable polarization fluctuation is given before light enters the optical modulator. In addition, a description will be given of an embodiment of a system that can always perform modulation with stable modulation efficiency and loss and that can secure stable transmission quality at relatively low cost without requiring wavelength stability of a light source. .

【0103】図1は本願第1の発明の実施の形態を示す
図である。図において、1はコヒーレント光源、2は偏
波スクランブラ、3はスクランブル信号源、5は光変調
器、6は光ファイバである。コヒーレント光源1は、時
間的コヒーレンスを有する光を出力する光源であり、ス
クランブル信号源3はスクランブル信号を発生するため
のものであり、偏波スクランブラ2はスクランブル信号
源3から入力されるスクランブル信号を用いて、偏波の
時間平均が無偏光になるように入力光の偏波をスクラン
ブルするものである。
FIG. 1 is a diagram showing an embodiment of the first invention of the present application. In the figure, 1 is a coherent light source, 2 is a polarization scrambler, 3 is a scramble signal source, 5 is an optical modulator, and 6 is an optical fiber. The coherent light source 1 is a light source that outputs light having temporal coherence, a scramble signal source 3 is for generating a scramble signal, and a polarization scrambler 2 is a scramble signal input from the scramble signal source 3. Is used to scramble the polarization of the input light so that the time average of the polarization becomes non-polarized.

【0104】光変調器5は、偏波スクランブルされた光
に対し、データ入力7から入力されたデータ信号に対応
して強度変調して光ファイバ6に出力するものであっ
て、当該光変調器5は、入射した光の偏波によって変調
効率、損失が異なるなどの偏波依存性を有している。
The optical modulator 5 modulates the intensity of the polarization-scrambled light in accordance with the data signal input from the data input 7 and outputs the modulated light to the optical fiber 6. Reference numeral 5 has polarization dependency such that the modulation efficiency and the loss are different depending on the polarization of the incident light.

【0105】このような構成の本装置は、コヒーレント
光源1により時間的コヒーレンスを有する光を発生し、
当該コヒーレント光源1の出力光を、偏波スクランブラ
2に入力する。偏波スクランブラ2はスクランブル信号
源3から入力されるスクランブル信号を用いて、偏波の
時間平均が無偏光になるように入力光の偏波をスクラン
ブルする。
The present apparatus having such a configuration generates light having temporal coherence by the coherent light source 1,
The output light of the coherent light source 1 is input to the polarization scrambler 2. The polarization scrambler 2 uses the scramble signal input from the scramble signal source 3 to scramble the polarization of the input light so that the time average of the polarization becomes non-polarized.

【0106】偏波スクランブルされた光は、光変調器5
において、データ入力7から入力されたデータ信号に対
応して強度変調を受ける。光変調器5は、入射した光の
偏波によって変調効率、損失が異なるなどの偏波依存性
を有している。強度変調を受けた光は光ファイバ6に出
力され、光受信器に向けて伝送される。
The polarization-scrambled light is supplied to the optical modulator 5.
, Undergoes intensity modulation corresponding to the data signal input from the data input 7. The optical modulator 5 has polarization dependency such that the modulation efficiency and the loss are different depending on the polarization of the incident light. The light having undergone the intensity modulation is output to the optical fiber 6 and transmitted to the optical receiver.

【0107】このような構成にすることによって、光変
調器として偏波依存性のあるデバイスを使用し、光変調
器に光が入射する前に予測できない偏波変動が与えられ
たとしても、常に安定した変調効率、損失での変調が可
能となる。また、光源の波長安定性が要求されることも
なく、比較的低コストに安定した伝送品質が確保でき
る。
With such a configuration, even if a polarization-dependent device is used as the optical modulator and an unpredictable polarization fluctuation is given before the light is incident on the optical modulator, the polarization modulator is always used. Modulation with stable modulation efficiency and loss becomes possible. In addition, stable transmission quality can be ensured at relatively low cost without requiring wavelength stability of the light source.

【0108】<偏波スクランブラの構成例>ここで用い
る偏波スクランブラ2としての構成例を説明する。偏波
スクランブラとしては、これまでに種々提案されてい
る。例えば、電気光学効果を有する導波路によって、入
射した光の直交する2偏波のうち、一方にのみ位相変調
をかけるデバイスや、ファラデーローテータを使用し
て、直交する2つの円偏波間の位相差を変調するデバイ
スなどである。
<Configuration Example of Polarization Scrambler> A configuration example of the polarization scrambler 2 used here will be described. Various types of polarization scramblers have been proposed so far. For example, a device that applies phase modulation to only one of two orthogonal polarizations of incident light using a waveguide having an electro-optic effect, or a phase difference between two orthogonal circular polarizations using a Faraday rotator And the like that modulates

【0109】高速の光通信に一般的に使用される光源は
時間的コヒーレンスを有しており、必ず特定の偏波を持
っている。光源から偏波変動が無いようにして光変調器
に入力できれば良いが、そうできないシステムもある。
Light sources generally used for high-speed optical communication have temporal coherence and always have a specific polarization. It suffices if the optical modulator can be input to the optical modulator without polarization fluctuation from the light source, but there are some systems that cannot.

【0110】そこで、本発明では、光源と光変調器の間
に偏波を時間的にスクランブルする偏波スクランブラ2
を挿入する。偏波スクランブラ2では、入力された光の
偏波を変調し、その出力光の偏波の時間平均をほぼ無偏
光にする。
Therefore, according to the present invention, a polarization scrambler 2 for scrambling the polarization temporally between the light source and the optical modulator is provided.
Insert The polarization scrambler 2 modulates the polarization of the input light and makes the time average of the polarization of the output light substantially non-polarized.

【0111】その動作を説明するために、偏波状態を図
式化するポアンカレ球を導入する。
In order to explain the operation, a Poincare sphere for graphically illustrating the polarization state is introduced.

【0112】ポアンカレ球は図19のような球であり、
球上に偏波をマッピングするものである。完全にコヒー
レントな光は完全な偏波を持っており、その偏波は球の
表面のいずれかにマッピングされる。球の半径は偏波の
度合いを示している。一部コヒーレントでない光(部分
偏光)は完全に偏波を規定することができず、曖昧さが
残り、球の内部にマッピングされる。球の中心は完全に
インコヒーレントな光であり、全く偏波を規定すること
ができない。球の中心にマッピングされている状態を無
偏光と呼ぶ。
The Poincare sphere is a sphere as shown in FIG.
It maps polarization on a sphere. Fully coherent light has perfect polarization, which is mapped onto any of the surfaces of the sphere. The radius of the sphere indicates the degree of polarization. Partially non-coherent light (partially polarized light) cannot completely define the polarization, remains ambiguous, and is mapped inside the sphere. The center of the sphere is completely incoherent light and cannot specify any polarization. The state mapped to the center of the sphere is called unpolarized light.

【0113】前述のように、高速光通信用の光源はコヒ
ーレント光であるため、球の表面にマッピングされる。
これを完全なインコヒーレント光にして無偏光にするこ
とはほぼ不可能である。しかし、偏波を高速に変調し
て、その時間平均が球の中心に来るようにすることは可
能である。例えば、図20におけるA点とB点の間をそ
れぞれの点にとどまっている時間が等しくなるように、
高速にスイッチさせれば、平均は球の中心に来る。
As described above, since the light source for high-speed optical communication is coherent light, it is mapped on the surface of the sphere.
It is almost impossible to make this completely incoherent light and non-polarized light. However, it is possible to modulate the polarization at high speed so that its time average is at the center of the sphere. For example, the time between points A and B in FIG.
If you switch fast, the mean will be at the center of the sphere.

【0114】このような状態は、時間平均的には無偏光
であると云える。
Such a state can be said to be non-polarized on a time average.

【0115】偏波スクランブラは以上のように、時問平
均的にほぼ無偏光状態を実現するコンポーネン卜であ
る。
As described above, the polarization scrambler is a component that realizes a substantially non-polarized state on a time average.

【0116】偏波依存性のある光変調器で変調を施すこ
とは、入射した光を光変調器の直交する2つの偏波軸に
対応して分離し、各々異なる効率、損失で変調を行った
後、合波することと同等である。ある特定の直線偏波成
分を切り出す素子として偏光子があり、本発明の構成に
偏光子は必ずしも含まれないが、2つの直交する偏波に
分離する過程を説明するために、偏光子を模式的に使用
する。
To perform modulation with an optical modulator having polarization dependence, incident light is separated corresponding to two orthogonal polarization axes of the optical modulator, and modulation is performed with different efficiencies and losses. After that, it is equivalent to multiplexing. There is a polarizer as an element that cuts out a specific linearly polarized component, and a polarizer is not necessarily included in the configuration of the present invention, but in order to explain a process of separating into two orthogonal polarizations, a polarizer is schematically illustrated. Use

【0117】ここで、ポアンカレ球での偏光子の振る舞
いについて説明しておく。
Here, the behavior of the polarizer on the Poincare sphere will be described.

【0118】ある偏波が偏光子に入射すると、その軸に
射影される成分のみが出力される。従って、偏光子に任
意の偏波を入射したとき、その出力の大きさはポアンカ
レ球を用いて以下のように算出できる。
When a certain polarization enters the polarizer, only the component projected on the axis is output. Therefore, when an arbitrary polarized wave is incident on the polarizer, the magnitude of the output can be calculated as follows using the Poincare sphere.

【0119】任意の偏波に対応するポアンカレ球上の点
をマッピングする。例えば、図21のA点であるとす
る。
A point on the Poincare sphere corresponding to an arbitrary polarization is mapped. For example, suppose that it is point A in FIG.

【0120】ポアンカレ球の赤道は直線偏波に対応して
おり、直線偏波の傾きによって赤道上の位置が異なる。
偏光子の軸の方向と同じ方向に傾いている直線偏波に対
応するポアンカレ球上の点Pを規定する。点Pを含む球
の直径は、必ず球の中心を通過する。これを直線Lと
し、この直線Lが(P点でない)球の反対側の表面と交
差する点をQとする。
The equator of the Poincare sphere corresponds to linear polarization, and the position on the equator differs depending on the inclination of the linear polarization.
A point P on the Poincare sphere corresponding to the linearly polarized light inclined in the same direction as the direction of the axis of the polarizer is defined. The diameter of the sphere including the point P always passes through the center of the sphere. Let this be a straight line L, and let Q be the point at which this straight line L intersects the opposite surface of the sphere (not point P).

【0121】このようにすると、A点を含み、直線Lに
垂直な平面が一意に決まる。この平面と直線Lの交点を
Cとする。偏光子に入射した光のトータルパワーに対す
る偏光子の出力光パワーの割合は、PQ/CQに等しく
なる。また、損失のない偏波分離素子で任意の偏波をQ
及びPを軸とする直交する2偏波に分離した場合、その
比はPC:CQに等しくなる。
In this way, a plane including the point A and perpendicular to the straight line L is uniquely determined. The intersection of this plane and the straight line L is denoted by C. The ratio of the output light power of the polarizer to the total power of the light incident on the polarizer is equal to PQ / CQ. In addition, the arbitrary polarization is Q
, And P, the ratio becomes equal to PC: CQ.

【0122】光が偏波変動を起こす媒体、例えば、偏波
保持しない普通の光ファイバなどを通過すると、その出
力偏波のポアンカレ球上での位置が変化する。しかし、
偏波変動を起こす媒体に偏波依存性の損失がなければ、
球の表面を上滑りするように偏波が変動するのみで、複
数の点の相対的な位置関係は変化しない。従って、時問
平均が無偏光、すなわち、球の中心にくるように偏波ス
クランブルされた光は偏波保持型でない光ファイバを通
過してもその時間平均はやはり球の中心であり、時間平
均での無偏光状態は保たれている。
When light passes through a medium that causes polarization fluctuation, for example, an ordinary optical fiber that does not maintain polarization, the position of the output polarization on the Poincare sphere changes. But,
If the polarization-causing medium has no polarization-dependent loss,
Only the polarization changes so as to slide up the surface of the sphere, but the relative positional relationship of the plurality of points does not change. Therefore, the time average is unpolarized, that is, light that is polarization-scrambled so as to be at the center of the sphere passes through an optical fiber that is not polarization-maintaining. The non-polarized state at is maintained.

【0123】このような光が偏波依存性のある光変調器
によって変調される場合を考える。前述のように、光変
調器の直交する2つの偏波の軸に従って、偏波スクラン
ブルされた光を分離すると考える。偏波スクランブルさ
れた光の時間平均は球の中心にあるため、光変調器の軸
がどのような向きであったとしても、分離された光は時
間平均的に必ず1:1のパワーに分割される。光変調器
のそれぞれの偏波軸での変調効率や損失が異なっていた
としても、分離されるパワーの比率が一定であるため、
変調された後に合波された光も一定の決まった割合の損
失と変調を受けている。光が光変調器に入射する前に光
ファイバなどで変動を受けたとしても、変動の度合いに
よらず常に一定である。
Consider a case where such light is modulated by a polarization-dependent optical modulator. As described above, it is assumed that the polarization scrambled light is separated according to two orthogonal polarization axes of the optical modulator. Since the time average of the polarization-scrambled light is at the center of the sphere, the separated light is always time-averaged to 1: 1 power, regardless of the direction of the axis of the optical modulator. Is done. Even if the modulation efficiency and loss in each polarization axis of the optical modulator are different, the ratio of the separated power is constant,
The light that is combined after being modulated also undergoes a certain fixed rate of loss and modulation. Even if the light is changed by an optical fiber or the like before entering the optical modulator, it is always constant regardless of the degree of the change.

【0124】偏波スクランブラ2は、一般に位相変調器
を使用して容易に構築することが可能である。そして、
位相変調器はバイアス制御など複雑な構成が不要であ
り、比較的低コストに構築できるデバイスである。 <入射偏波が揺らぐ系でのMZ型変調器の使用例>光変
調器に偏波依存性が無ければ、わざわざ偏波スクランブ
ラ2を用いてコヒーレント光を偏波スクランブルする必
要もなく、簡易な構成にできる。しかし、光変調器は一
般に、大なり小なりの偏波依存性を有している。電界吸
収型(EA)変調器には比較的偏波依存性が小さいもの
があるが、当該EA変調器は、一般に歪特性、損失特
性、チャーピング特性がマッハ・ツェンダー型(MZ
型)変調器と比較して悪い。
In general, the polarization scrambler 2 can be easily constructed using a phase modulator. And
The phase modulator does not require a complicated configuration such as bias control, and is a device that can be constructed at a relatively low cost. <Example of use of MZ modulator in system where incident polarization fluctuates> If the optical modulator has no polarization dependency, there is no need to separately use polarization scrambler 2 to polarization scramble coherent light, which is simple. Configuration. However, optical modulators generally have a greater or lesser polarization dependence. Some electroabsorption (EA) modulators have relatively small polarization dependence, but the EA modulator generally has a Mach-Zehnder (MZ-Zehnder) distortion characteristic, loss characteristic, and chirping characteristic.
Type) worse than modulator.

【0125】一方、MZ型変調器は一般に偏波依存性が
大きく、入射偏波が揺らぐ系では、安定した変調ができ
ない。しかし、本発明の適用によって、入射偏波が揺ら
ぐ系でもMZ型変調器が使用できるようになる。図2は
その実施の形態を示すブロック図である。
On the other hand, the MZ modulator generally has a large polarization dependency, and stable modulation cannot be performed in a system in which the incident polarization fluctuates. However, by applying the present invention, the MZ modulator can be used even in a system where the incident polarization fluctuates. FIG. 2 is a block diagram showing the embodiment.

【0126】図2は本発明の適用によって、入射偏波が
揺らぐ系でもマッハ・ツェンダー型(MZ型)変調器が
使用できるようにした実施形態を示すブロック図であ
る。図2に示すように、偏波スクランブラ2で偏波の時
間平均が無偏光になるように入力光をスクランブルして
得た偏波をMZ型変調器8にて、データ入力7から入力
したデータ信号に対応して強度変調し、光ファイバ6に
出力するようにしたものである。
FIG. 2 is a block diagram showing an embodiment in which a Mach-Zehnder (MZ) modulator can be used even in a system in which the incident polarization fluctuates by applying the present invention. As shown in FIG. 2, the polarization obtained by scrambling the input light by the polarization scrambler 2 so that the time average of the polarization becomes non-polarized is input from the data input 7 by the MZ modulator 8. The intensity is modulated according to the data signal and output to the optical fiber 6.

【0127】このような構成の本システムは、時間的コ
ヒーレンスを有する光を出力するコヒーレント光源1の
出力光を、偏波スクランブラ2に入力する。偏波スクラ
ンブラ2はスクランブル信号源3から入力されるスクラ
ンブル信号を用いて、偏波の時間平均が無偏光になるよ
うに入力光の偏波をスクランブルする。
In this system having such a configuration, the output light of the coherent light source 1 that outputs light having temporal coherence is input to the polarization scrambler 2. The polarization scrambler 2 uses the scramble signal input from the scramble signal source 3 to scramble the polarization of the input light so that the time average of the polarization becomes non-polarized.

【0128】偏波スクランブルされた光はマッハ・ツェ
ンダー型(MZ型)変調器8によって、データ入力7か
ら入力したデータ信号対応に強度変調を受ける。MZ型
変調器8は入射偏波によって変調効率、損失が異なるな
どの偏波依存性を有している。強度変調を受けた光は光
ファイバ6に出力され、光受信器に向けて伝送される。
The polarization-scrambled light is subjected to intensity modulation by a Mach-Zehnder (MZ) modulator 8 corresponding to the data signal input from the data input 7. The MZ modulator 8 has polarization dependence such that the modulation efficiency and the loss are different depending on the incident polarization. The light having undergone the intensity modulation is output to the optical fiber 6 and transmitted to the optical receiver.

【0129】MZ型変調器8は、EA型変調器と比較し
て、歪特性、損失特性、チャーピング特性などにおいて
優れている。
The MZ modulator 8 is superior to the EA modulator in distortion characteristics, loss characteristics, chirping characteristics and the like.

【0130】従って、本発明のように偏波スクランブラ
2を使用することによって、偏波の時間平均が無偏光に
なるように入力光の偏波をスクランブルし、この偏波光
をMZ型変調器8に与えるようにしたことで、入力偏波
が変動する系でも、MZ型変調器を使用して、より良い
伝送特性を得ることができるようになる。
Therefore, by using the polarization scrambler 2 as in the present invention, the polarization of the input light is scrambled so that the time average of the polarization becomes non-polarized, and this polarized light is converted into an MZ modulator. By using the MZ modulator, even in a system where the input polarization fluctuates, better transmission characteristics can be obtained using the MZ modulator.

【0131】このように、本発明によれば、偏波スクラ
ンブラ2を使用することによって、偏波の時間平均が無
偏光になるように入力光の偏波をスクランブルし、この
偏波光を変調器に与えてデータ信号対応に変調して光通
信路に送出するようにしたことで、光ファイバなど偏波
変動のあるブロックを通過してきた光に対して、MZ型
変調器など本来ならば入力偏波の変動を許容しない光変
調器が利用可能になる。
As described above, according to the present invention, the polarization of the input light is scrambled by using the polarization scrambler 2 so that the time average of the polarization becomes non-polarized, and the polarized light is modulated. The optical signal is transmitted to an optical communication path after being modulated by a data signal, so that light that has passed through a block with polarization fluctuations, such as an optical fiber, can be input to an MZ-type modulator. An optical modulator that does not tolerate fluctuations in polarization becomes available.

【0132】このことは、コヒーレント光源1を環境の
影響の少ない屋内に設置し、変調器は外部に設置する光
通信システムの構成に問題なく適用できることを意味す
る。
This means that the coherent light source 1 is installed indoors with little influence on the environment, and the modulator can be applied to the configuration of an optical communication system installed outside without any problem.

【0133】従って、次に、屋内のコヒーレント光源1
から偏波変動のある系である光ファイバ伝送路11を介
して電柱などに設置した設備10内に光を導き、ここで
MZ型変調器にてデータ信号対応に光変調してデータ信
号を光伝送するシステム構成例を次に説明する。 <入射偏波が揺らぐ系での適用例>屋内のコヒーレント
光源1から偏波変動のある系である光ファイバ伝送路1
1を介して電柱などに設置した設備10内に光を導き、
ここでMZ型変調器にてデータ信号対応に光変調してデ
ータ信号を光伝送するシステム構成例を図3に示す。
Therefore, next, the indoor coherent light source 1
Is guided through a fiber optic transmission line 11, which is a system with polarization fluctuation, into equipment 10 installed on a telephone pole or the like, where the data signal is optically modulated by a MZ modulator to correspond to the data signal, and the data signal is converted to light. An example of a system configuration for transmission will be described below. <Example of application in a system in which incident polarization fluctuates> An optical fiber transmission line 1 having a polarization fluctuation from an indoor coherent light source 1
1 guides light into the equipment 10 installed on a utility pole, etc.
Here, FIG. 3 shows an example of a system configuration in which the MZ modulator optically modulates the data signal corresponding to the data signal and optically transmits the data signal.

【0134】図3は、コヒーレント光源1を環境の影響
の少ない屋内に設置し、このコヒーレント光源1から偏
波変動のある系である光ファイバ伝送路11を介して電
柱などに設置した設備10内の光変調器5にてデータ信
号対応に変調して光通信路6に送出するようにした光通
信システムの具体例である。図において、9は光源を有
する装置であり、屋内に設置されている。また、10は
光変調器を有する装置であって、電柱上など環境変化の
大きいところに設置されている。また、11は光ファイ
バ伝送路であって、装置9と装置10とを繋ぐ光伝送路
である。1は装置9内に設けられたコヒーレント光源、
2は装置9内に設けられた偏波スクランブラ、3は装置
9内に設けられたスクランブル信号源、5は光変調器、
6は光ファイバである。
FIG. 3 shows a case where the coherent light source 1 is installed indoors where the influence of the environment is small, and the coherent light source 1 is installed on an electric pole or the like via an optical fiber transmission line 11 having a polarization fluctuation from the coherent light source 1. 1 is a specific example of an optical communication system in which a data signal is modulated by an optical modulator 5 and transmitted to an optical communication path 6. In the figure, reference numeral 9 denotes a device having a light source, which is installed indoors. Reference numeral 10 denotes a device having an optical modulator, which is installed in a place where the environmental change is large, such as on a utility pole. Reference numeral 11 denotes an optical fiber transmission line, which is an optical transmission line connecting the device 9 and the device 10. 1 is a coherent light source provided in the device 9,
2 is a polarization scrambler provided in the device 9, 3 is a scramble signal source provided in the device 9, 5 is an optical modulator,
6 is an optical fiber.

【0135】コヒーレント光源1は、時間的コヒーレン
スを有する光を出力する光源であり、スクランブル信号
源3はスクランブル信号を発生するためのものであり、
偏波スクランブラ2はスクランブル信号源3から入力さ
れるスクランブル信号を用いて、偏波の時間平均が無偏
光になるように入力光の偏波をスクランブルして光ファ
イバ伝送路11に出力するものである。
The coherent light source 1 is a light source for outputting light having temporal coherence, and the scramble signal source 3 is for generating a scramble signal.
The polarization scrambler 2 scrambles the polarization of the input light using the scramble signal input from the scramble signal source 3 so that the time average of the polarization is non-polarized, and outputs it to the optical fiber transmission line 11. It is.

【0136】光変調器5は、MZ型光変調器であって、
偏波スクランブルされ、光ファイバ伝送路11にて送ら
れてきた光に対し、データ入力7として入力されたデー
タ信号に対応して強度変調して光ファイバ6に出力する
ものであって、当該光変調器5は、入射した光の偏波に
よって変調効率、損失が異なるなどの偏波依存性を有し
ている。
The optical modulator 5 is an MZ type optical modulator,
The polarization-scrambled light transmitted through the optical fiber transmission line 11 is intensity-modulated in accordance with the data signal input as the data input 7 and is output to the optical fiber 6. The modulator 5 has polarization dependency such that the modulation efficiency and the loss are different depending on the polarization of the incident light.

【0137】本システムは、光源を有する装置9内に、
時間的コヒーレンスを有する光を出力する光源1と偏波
スクランブラ2が設置されている。光源1から出力され
た光は偏波スクランブラ2に入力され、スクランブル信
号源3から入力された信号によって、時間平均が無偏光
になるように偏波スクランブルされる。
The present system includes a device 9 having a light source,
A light source 1 for outputting light having temporal coherence and a polarization scrambler 2 are provided. The light output from the light source 1 is input to the polarization scrambler 2, and is subjected to polarization scrambling by the signal input from the scramble signal source 3 so that the time average becomes non-polarized.

【0138】偏波スクランブラ2から出力された光は光
ファイバ伝送路11を伝搬する。光ファイバ伝送路11
は偏波保持などしない、普通のシングルモードファイバ
で構成されており、入射時の偏波が一定であったとして
も、温度、張力、圧力等の変化により、出射偏波が変動
する。
The light output from the polarization scrambler 2 propagates through the optical fiber transmission line 11. Optical fiber transmission line 11
Is made of a normal single mode fiber that does not maintain polarization. Even if the polarization at the time of incidence is constant, the output polarization fluctuates due to changes in temperature, tension, pressure, and the like.

【0139】したがって、光ファイバ伝送路11が光変
調器5の前にあると、偏波スクランブラ2が挿入されて
いない場合、光変調器5に入射する偏波が安定せず、光
変調器5の偏波依存性によって、変調効率や出力光パワ
ーが変動する。しかし、偏波スクランブラ2が挿入され
ていることによって、常に安定した量の変調、安定した
出力光パワーが得られる。
Therefore, when the optical fiber transmission line 11 is in front of the optical modulator 5, when the polarization scrambler 2 is not inserted, the polarization incident on the optical modulator 5 is not stabilized, and Due to the polarization dependence of 5, the modulation efficiency and the output light power fluctuate. However, since the polarization scrambler 2 is inserted, a stable amount of modulation and stable output light power can always be obtained.

【0140】なお、偏波スクランブラ2のスクランブル
特性が入射偏波に依存する場合、コヒーレント光源1と
偏波スクランブラ2の間で偏波が揺らがないようにする
必要がある。例えば、偏波保持ファイバで接続する、あ
るいは、光源1と偏波スクランブラ2の間は空間結合と
するなどである。
When the scramble characteristic of the polarization scrambler 2 depends on the incident polarization, it is necessary that the polarization does not fluctuate between the coherent light source 1 and the polarization scrambler 2. For example, they are connected by a polarization maintaining fiber, or are spatially coupled between the light source 1 and the polarization scrambler 2.

【0141】偏波スクランブラ2の挿入位置は、当該偏
波スクランブラ2に入射偏波依存性が無ければ光源の直
後ではなく、光変調器の直前でも良い。すなわち、光フ
ァイバ伝送路が光源と偏波スクランブラの間にあるよう
な構成である。しかし、入射偏波に依存せず時間平均を
無偏光にできる偏波スクランブラは構成が複雑でコスト
が高い。したがって、偏波スクランブラを光源の直後に
挿入し、偏波スクランブラと光変調器の間に光ファイバ
伝送路がある構成が、比較的低コストな偏波スクランブ
ラを使用することができて望ましい。
The insertion position of the polarization scrambler 2 may be not immediately after the light source but immediately before the optical modulator as long as the polarization scrambler 2 has no incident polarization dependency. That is, the configuration is such that the optical fiber transmission line is between the light source and the polarization scrambler. However, a polarization scrambler that can make the time average nonpolarized without depending on the incident polarization has a complicated configuration and is expensive. Therefore, the configuration in which the polarization scrambler is inserted immediately after the light source and there is an optical fiber transmission line between the polarization scrambler and the optical modulator can use a relatively low-cost polarization scrambler. desirable.

【0142】このような、光源と光変調器が離れている
形態は、信号源が電柱上の無線基地局のアンテナである
など温度環境の悪い場所となっている形態に適してい
る。それは、光通信の光源となるレーザ素子は温度変化
に対して安定した動作が難しいからである。
Such a form in which the light source and the optical modulator are separated is suitable for a form in which the signal source is an antenna of a radio base station on a telephone pole, which is a place where the temperature environment is poor. This is because it is difficult for a laser element serving as a light source for optical communication to operate stably with respect to a temperature change.

【0143】<無線のアンテナ局への適用例>光源と光
変調器が離れている形態として、図4に本発明を用いて
無線のアンテナ局を接続する実施形態を示す。図におい
て、14はセンター局、15はアンテナ局であり、セン
ター局14はコヒーレント光源1、偏波スクランブラ
2、スクランブル信号源3および光受信器12とを備
え、また、アンテナ局15は光変調器5、ドライバアン
プ4、アンテナ16とを備える。センター局14とアン
テナ局15とは光ファイバ伝送路11,13で接続され
る。
<Example of Application to Wireless Antenna Station> FIG. 4 shows an embodiment in which a wireless antenna station is connected using the present invention as a form in which the light source and the optical modulator are separated. In the figure, reference numeral 14 denotes a center station, 15 denotes an antenna station, and the center station 14 includes a coherent light source 1, a polarization scrambler 2, a scramble signal source 3, and an optical receiver 12. A device 5, a driver amplifier 4, and an antenna 16 are provided. The center station 14 and the antenna station 15 are connected by optical fiber transmission lines 11 and 13.

【0144】すなわち、センター局14は無線信号の変
復調、公衆網との接続などを行うための局であり、当該
センター局14に、コヒーレント光源1と偏波スクラン
ブラ2が設置されている。センター局14は建物であ
り、内部の温度条件が穏やかで、レーザ素子のようなデ
リケートな部品を設置するのに適している。
That is, the center station 14 is a station for modulating and demodulating a radio signal, connecting to a public network, and the like. The center station 14 is provided with the coherent light source 1 and the polarization scrambler 2. The center station 14 is a building, which has a mild internal temperature condition and is suitable for installing delicate components such as laser elements.

【0145】時間的コヒーレンスを有する光源1から出
力された光は、スクランブル信号源3からの信号に対応
して偏波スクランブラ2によって偏波スクランブルされ
る。偏波スクランブルされた光は光ファイバ伝送路11
を伝搬して、アンテナ局15に送られる。アンテナ局1
5はアンテナ16と光変調器5を有している。
The light output from the light source 1 having temporal coherence is polarization-scrambled by the polarization scrambler 2 in accordance with the signal from the scramble signal source 3. The polarization scrambled light is transmitted through the optical fiber transmission line 11.
And transmitted to the antenna station 15. Antenna station 1
5 has an antenna 16 and an optical modulator 5.

【0146】アンテナ16で受信された無線信号はアン
テナ直後の増幅器であるLNAで増幅された後、ドライ
バアンプ4で増幅されて、光変調器5に印加される。光
変調器5はMZ型変調器など偏波依存性はあるが、歪や
損失、チャーピングなど他の点で優れた光変調器であ
る。
The radio signal received by the antenna 16 is amplified by the LNA, which is an amplifier immediately after the antenna, and then amplified by the driver amplifier 4 and applied to the optical modulator 5. The optical modulator 5 is an optical modulator that has polarization dependency such as an MZ modulator, but is excellent in other points such as distortion, loss, and chirping.

【0147】本システムにおいては、センター局14に
偏波スクランブラ2があり、当該センター局14から光
ファイバ伝送路11を介してアンテナ局15の光変調器
5に入力される光は時間平均が無偏光となるように偏波
スクランブルされている。
In this system, the center station 14 has the polarization scrambler 2, and the light input from the center station 14 to the optical modulator 5 of the antenna station 15 via the optical fiber transmission line 11 has a time average. It is polarization scrambled so as to be non-polarized.

【0148】そのため、光ファイバ伝送路11で受ける
偏波変動に関わらず、安定な変調が可能である。光変調
器5で無線信号によって変調を受けた光は、光ファイバ
伝送路13に入射され光受信器12に向かって伝搬す
る。
Therefore, stable modulation is possible irrespective of the polarization fluctuation received by the optical fiber transmission line 11. The light modulated by the wireless signal in the optical modulator 5 enters the optical fiber transmission line 13 and propagates toward the optical receiver 12.

【0149】光受信器12は、図4の構成ではセンタ局
14に設置されているが、図示されていない他の局に設
置されていても良い。光受信器12では、光電変換した
後、アンテナ16で受信された無線信号近辺のの周波数
をフィルタなどで切り出し、受信する。受信した無線信
号は、その後の用途によって、復調されたり、もとの無
線信号の形態のまま中継されたりする。
Although the optical receiver 12 is installed in the center station 14 in the configuration shown in FIG. 4, it may be installed in another station not shown. After the photoelectric conversion, the optical receiver 12 cuts out the frequency near the wireless signal received by the antenna 16 by using a filter or the like, and receives it. The received wireless signal is demodulated or relayed in the form of the original wireless signal depending on the subsequent use.

【0150】このようにすることによって、外部環境に
さらされるアンテナ局15にレーザ素子のようなデリケ
ートな部品を置かずに済み、かつ、偏波依存性という要
因を無視して、その他の特性の善し悪しで光変調器を選
択することが可能となり、より安定な伝送が可能とな
る。
By doing so, it is not necessary to dispose a delicate component such as a laser element in the antenna station 15 exposed to the external environment, and to ignore other factors such as polarization dependence and obtain other characteristics. It is possible to select an optical modulator for better or worse, and more stable transmission is possible.

【0151】また、無線信号のような帯域信号は、図5
に示すように、周波数多重されていることが多く、さら
に、上りの無線信号に関してはダイナミックレンジが大
きい場合が多い。パワーの小さい信号が、パワーの大き
い信号やそれらの混変調に埋もれてしまわないように、
光変調器5には良い歪特性が要求される。
A band signal such as a radio signal is transmitted as shown in FIG.
As shown in (1), frequency multiplexing is often performed, and the dynamic range of an uplink radio signal is often large. To ensure that low-power signals are not buried in high-power signals or their intermodulation,
The optical modulator 5 is required to have good distortion characteristics.

【0152】本発明を無線信号のような帯域信号に適用
することによって、偏波依存性に関係なく歪特性中心に
光変調器を選択することが可能となり、帯域信号を品質
良く伝送することが可能となる。
By applying the present invention to a band signal such as a radio signal, it becomes possible to select an optical modulator centering on distortion characteristics irrespective of polarization dependence, and to transmit a band signal with good quality. It becomes possible.

【0153】また、本発明では、光変調器として外部変
調器を使用するサブキャリア周波数が高いシステムを想
定している。サブキャリア周波数は例えば、数[GH
z]から数10[GHz]といったものであり、扱いが
少々面倒であるような高い周波数である。そのような高
い周波数はシステム内でも極力使用する部分を狭めた
い。無線信号のような帯域信号の場合、信号の情報量を
制限する帯域はキャリア周波数でなく、帯域幅である。
In the present invention, a system using an external modulator as an optical modulator and having a high subcarrier frequency is assumed. The subcarrier frequency is, for example, several [GH
z] to several tens [GHz], which is a high frequency that is a little cumbersome to handle. It is desirable to use such a high frequency as much as possible in the system. In the case of a band signal such as a radio signal, the band that limits the information amount of the signal is not the carrier frequency but the bandwidth.

【0154】したがって、帯域幅よりも速い速度で偏波
スクランブルすれば、情報を損失することなくスクラン
ブルが可能であり、これまで考えられていたように、サ
ブキャリア周波数の倍の速度でスクランブルすると云っ
た必要は全くない。
Therefore, if polarization scrambling is performed at a speed higher than the bandwidth, scrambling can be performed without losing information, and as previously considered, scrambling is performed at twice the speed of the subcarrier frequency. You don't have to.

【0155】そこで、このことを利用して本発明では図
6のようにスクランブル周波数を帯域信号の下限の周波
数より低くする。
Therefore, taking advantage of this fact, the present invention sets the scramble frequency lower than the lower limit frequency of the band signal as shown in FIG.

【0156】<スクランブル周波数を低周波数化した実
施例>スクランブル周波数を帯域信号の下限の周波数よ
り低くした実施例を説明する。図6に示すように、帯域
信号の中心周波数をfs、帯域信号の帯域幅をΔFとす
る。ΔFは、帯域信号を復調する時に、ΔFの外になに
がしかの信号成分があっても復調に影響を受けない幅で
ある。
<Embodiment in which Scrambling Frequency is Lowered> An embodiment in which the scrambling frequency is lower than the lower limit frequency of the band signal will be described. As shown in FIG. 6, the center frequency of the band signal is fs, and the bandwidth of the band signal is ΔF. ΔF is a width which is not affected by the demodulation even if there is any signal component outside ΔF when demodulating the band signal.

【0157】本発明では、偏波スクランブルの周波数f
scを、 fsc < fs− ΔF/2 とする。
In the present invention, the polarization scrambling frequency f
Let sc be fsc <fs-ΔF / 2.

【0158】スクランブル周波数fscが帯域信号の帯
域内に重なると、これを光受信器で受信したとき、スク
ランブル信号成分が残留し、受信感度が劣化する可能性
があるためである。また、スクランブル周波数は帯域信
号の帯域幅ΔFに相当する周波数よりも大きく設定す
る。それは、スクランブル周波数がΔFよりも小さい
と、中心周波数fs+fscに発生するスクランブル周
波数と帯域信号の畳み込み成分が、受信するべき帯域信
号と一部重なってしまうからである。
This is because if the scramble frequency fsc overlaps the band of the band signal, the scrambled signal component remains when the signal is received by the optical receiver, and the reception sensitivity may be degraded. The scramble frequency is set to be higher than the frequency corresponding to the bandwidth ΔF of the band signal. This is because if the scramble frequency is smaller than ΔF, the convolution component of the band signal and the scramble frequency generated at the center frequency fs + fsc partially overlaps with the band signal to be received.

【0159】このようにスクランブル周波数fscを低
く抑えることによって、偏波スクランブラおよびその駆
動系が低コストなデバイスで構成でき、システムが低コ
スト化できる。
By keeping the scramble frequency fsc low as described above, the polarization scrambler and its driving system can be constituted by low-cost devices, and the system cost can be reduced.

【0160】また、図7に示すように、周波数fscで
偏波スクランブルされた信号が偏光子または偏波依存性
損失のあるコンポーネントを通過すると、スクランブル
信号が正弦波であったとしても、光電変換後の電気信号
には、周波数fscの成分の他にfscの高調波成分が
発生する。これらの成分の大きさは、コンポーネントの
偏波依存性損失の大きさや、コンポーネントに入射する
前に受けた偏波変動によって異なるが、傾向としては高
調波の次数が高いほど小さい。したがって、これら高調
波が受信されるべき信号と重なっても受信信号に影響を
与えない程度に小さければよい。そのため、スクランブ
ル周波数fscを十分小さくする。
As shown in FIG. 7, when the signal scrambled at the frequency fsc passes through a polarizer or a component having polarization-dependent loss, even if the scrambled signal is a sine wave, the photoelectric conversion is performed. In the subsequent electric signal, a harmonic component of fsc is generated in addition to the component of frequency fsc. The magnitudes of these components vary depending on the magnitude of the polarization-dependent loss of the component and the polarization fluctuations received before entering the component, but tend to be smaller as the order of the harmonic is higher. Therefore, it is sufficient that these harmonics are small enough to not affect the received signal even if they overlap with the signal to be received. Therefore, the scramble frequency fsc is made sufficiently small.

【0161】すなわち、偏波スクランブルされた信号が
偏波依存性のあるコンポーネントを通過すると、図7の
ようにスクランブル周波数fscの高調波2fsc,3
fsc,…が発生する。
That is, when the polarization-scrambled signal passes through the polarization-dependent component, the harmonics 2fsc, 3f of the scramble frequency fsc as shown in FIG.
fsc,... occur.

【0162】高調波の大きさは、偏波スクランブル信号
の波形(正弦波、矩形波、三角波、…)および、偏波依
存性のあるコンポーネントに入射するまでに受けた偏波
変動、また、偏波依存性の大きさに依存する。
The magnitude of the harmonic depends on the waveform of the polarization scrambled signal (sine wave, rectangular wave, triangular wave,...), The polarization fluctuation received before the polarization-dependent component is incident, and the polarization. It depends on the magnitude of the wave dependence.

【0163】このようにして発生する高調波は、原理的
に非常に大きく、高次の高調波までなかなか減衰しない
が、これまでの経験から、それはおよそ7次程度で十分
に減衰することがわかっている。
The harmonics generated in this manner are very large in principle, and do not easily attenuate to higher harmonics. From experience, it has been found that they are sufficiently attenuated at about the seventh order. ing.

【0164】そこで本発明では、6次以下の高調波が帯
域信号の帯域内に重ならないように、図8の如くスクラ
ンブル周波数fscを帯域信号の下限周波数の1/6よ
り小さくする。かつ、前述と同様の理由で帯域信号の帯
域幅ΔFより大きくする。
Therefore, in the present invention, the scramble frequency fsc is set to be smaller than 1/6 of the lower limit frequency of the band signal as shown in FIG. 8 so that harmonics of the sixth order or less do not overlap within the band of the band signal. In addition, for the same reason as described above, the bandwidth is made larger than the bandwidth ΔF of the band signal.

【0165】その結果、発生した高調波が受信するべき
帯域信号と重なっても、重なった高調波のパワーが小さ
いため、大きな受信感度劣化が起こらない。また、スク
ランブル周波数が十分小さいため、偏波スクランブラま
わりの構成が低コスト化できる。
As a result, even if the generated harmonic wave overlaps with the band signal to be received, the power of the overlapped harmonic wave is small, so that the reception sensitivity does not largely deteriorate. Further, since the scramble frequency is sufficiently small, the configuration around the polarization scrambler can be reduced in cost.

【0166】何らかの理由で、偏波スクランブル周波数
を十分に下げられない場合、あるいは、どんなに小さな
高調波でも帯域信号に重なると所望の受信感度が得られ
ない場合などもある。そのような場合、高調波が信号帯
域内に重ならないようにスクランブル周波数fscを設
定すれば良い。 <スクランブル周波数fscの設定法>図9を用いてス
クランブル周波数fscの設定の仕方を説明する。
For some reason, the polarization scrambling frequency may not be sufficiently reduced, or the desired reception sensitivity may not be obtained if any small harmonics overlap the band signal. In such a case, the scrambling frequency fsc may be set so that harmonics do not overlap in the signal band. <Setting method of scramble frequency fsc> A method of setting the scramble frequency fsc will be described with reference to FIG.

【0167】帯域信号17はその下限周波数がfs−Δ
F/2、上限周波数がfs+ΔF/2である。この帯域
内に2次高調波が来ないスクランブル周波数は (fs−ΔF/2)/2 よりも小さい周波数と、 (fs+ΔF/2)/2 よりも大きい周波数である。従って、2次高調波が帯域
信号と重なって来ないようにするには、スクランブル周
波数fscが、“(fs−ΔF/2)/2”から“(f
s+ΔF/2)/2”の範囲外であればよい。
The lower limit frequency of the band signal 17 is fs-Δ
F / 2, and the upper limit frequency is fs + ΔF / 2. The scramble frequencies at which the second harmonic does not come within this band are a frequency smaller than (fs−ΔF / 2) / 2 and a frequency larger than (fs + ΔF / 2) / 2. Therefore, in order to prevent the second harmonic from overlapping with the band signal, the scramble frequency fsc is changed from “(fs−ΔF / 2) / 2” to “(f
s + ΔF / 2) / 2 ”.

【0168】次に、信号帯域内に3次高調波が重ならな
いスクランブル周波数fscは (fs−ΔF/2)/3 よりも小さい周波数と、 (fs+ΔF/2)/3 よりも大きい周波数である。従って、3次高調波が帯域
信号と重なってこないようにするには、スクランブル周
波数fscが、“(fs−ΔF/2)/3”から“(f
s+ΔF/2)/3”の範囲外であればよい。
Next, the scramble frequency fsc at which the third harmonic does not overlap within the signal band is a frequency smaller than (fs−ΔF / 2) / 3 and a frequency larger than (fs + ΔF / 2) / 3. Therefore, in order to prevent the third harmonic from overlapping the band signal, the scramble frequency fsc is changed from “(fs−ΔF / 2) / 3” to “(f
s + ΔF / 2) / 3 ”.

【0169】同様にして4次高調波、5次高調波、…
…に関してもスクランブル周波数fscを設定してはな
らない周波数帯が規定できる。
Similarly, the fourth harmonic, the fifth harmonic,...
Can also define a frequency band in which the scramble frequency fsc must not be set.

【0170】このように規定された各周波数帯のいずれ
にも入らないように、スクランブル周波数fscを決定
する。例えば、図9に示すスクランブル周波数fscの
如きである。
The scramble frequency fsc is determined so as not to fall into any of the frequency bands defined as above. For example, it is like the scramble frequency fsc shown in FIG.

【0171】その結果、スクランブル周波数fscの高
調波が、受信する帯域信号の帯域内に重なることが無
く、良好な伝送が可能となる。
As a result, the harmonics of the scramble frequency fsc do not overlap within the band of the band signal to be received, and good transmission is possible.

【0172】スクランブル周波数fscを十分に下げる
ことができない場合には、さらに、図10(b)に示す
如く、周波数“0”を中心に折り返してきた成分が問題
になることがある。これらの成分はスクランブル周波数
の高次高調波と帯域信号の畳み込み成分であり、fsを
中心に存在する受信するべき帯域信号に重なるような周
波数で、十分に減衰せずに存在すると受信感度劣化を起
こす。従って、折り返してきた信号が重ならないように
スクランブル周波数を決定する必要がある。
If the scramble frequency fsc cannot be reduced sufficiently, there may be a problem with the component turned back around the frequency "0" as shown in FIG. 10B. These components are high-order harmonics of the scramble frequency and convolutional components of the band signal. The frequency overlaps with the band signal to be received, which is centered on fs, and if present without sufficient attenuation, the reception sensitivity deteriorates. Wake up. Therefore, it is necessary to determine the scramble frequency so that the folded signals do not overlap.

【0173】図10(a)のスペクトルをfsだけ高周
波側にシフトし、帯域信号の帯域幅を持たせて、周波数
“0”で折り返し、さらに図10(a)のスペクトルの
パワーを減らしたものを足し合わせると、光受信器12
で受信される電気スペクトルになるが、説明のために、
図11に折り返す前のスペクトルを示す。
The spectrum shown in FIG. 10A is shifted to the high frequency side by fs, the bandwidth of the band signal is given, the signal is looped back at the frequency “0”, and the power of the spectrum shown in FIG. 10A is further reduced. Are added, the optical receiver 12
Will be the electrical spectrum received at
FIG. 11 shows the spectrum before folding.

【0174】図11を説明する。−fsの近辺に帯域信
号の小さなレプリカがあり、これが折り返したときにそ
の折り返した信号は中心周波数fsの近辺に生じ、場合
によっては重なってくる。
Referring to FIG. There is a small replica of the band signal near −fs, and when this folds back, the folded signal occurs near the center frequency fs and may overlap.

【0175】この信号はスクランブル周波数の4次の高
調波によって発生した成分であるが、これが所望の帯域
信号と重ならないようにするためには、次のいずれかの
条件を満足していればよい。
This signal is a component generated by the fourth harmonic of the scramble frequency. To prevent the signal from overlapping with a desired band signal, any one of the following conditions should be satisfied. .

【0176】すなわち、レプリカが中心周波数fsより
高周波側に来る場合は、 2*fs+ΔF<4*fsc そして、中心周波数fsより低周波側に来る場合は、 2*fs−ΔF>4*fsc となるようにする。
That is, when the replica comes on the higher frequency side than the center frequency fs, 2 * fs + ΔF <4 * fsc, and when the replica comes on the lower frequency side than the center frequency fs, 2 * fs−ΔF> 4 * fsc. To do.

【0177】これを4次のみでなく、すべての高調波に
拡張する場合、高調波の次数をnと表して、 2(fs+ΔF/2)/n<fsc と 2(fs−ΔF/2)/n>fsc を満たすようにスクランブル周波数fscを決定すれば
よい。
When this is extended not only to the fourth order but to all harmonics, the order of the harmonic is expressed as n, and 2 (fs + ΔF / 2) / n <fsc and 2 (fs−ΔF / 2) / The scrambling frequency fsc may be determined so as to satisfy n> fsc.

【0178】図12にこのような条件によって決定され
るスクランブル周波数fscの範囲、正確にはスクラン
ブル周波数fscが設定されてはいけない範囲を斜線で
図示する。このような範囲と、図9の範囲を共に避ける
ようにスクランブル周波数fscを設定すればよい。
FIG. 12 shows the range of the scramble frequency fsc determined by such conditions, more precisely, the range in which the scramble frequency fsc must not be set. The scramble frequency fsc may be set so as to avoid both such a range and the range shown in FIG.

【0179】このようにすることによって、スクランブ
ル周波数が十分に下げられない場合でも良好な伝送が可
能となる。
By doing so, good transmission is possible even when the scramble frequency cannot be lowered sufficiently.

【0180】偏波スクランブルされた光が偏波依存性の
あるコンポーネントを通過することによって発生する高
調波が全くないようにするスクランブル信号波形も、理
論的には存在する。例えば、無限位相変調器などを利用
し、ポアンカレ球上の球の中心を含む断面円の外周を偏
波が一方向に等速度で進み続けるように、偏波を変調す
ればよい。
There is also a theoretical scrambled signal waveform that eliminates any harmonics generated by the polarization scrambled light passing through polarization dependent components. For example, the polarization may be modulated using an infinite phase modulator or the like so that the polarization continues to travel in one direction at a constant speed on the outer circumference of the cross-section circle including the center of the sphere on the Poincare sphere.

【0181】現在のところは無限位相変調器は実用化の
段階ではないが、将来手頃な価格で適切な能力の無限位
相変調器が実用化されたときには、そのような物を利用
して偏波スクランブルを行えば、上述のような高調波発
生による問題は解決できる。
At present, the infinite phase modulator is not at the stage of practical use, but when an infinite phase modulator with an appropriate capacity at a reasonable price is put to practical use in the future, such an infinite phase modulator will be used to make use of the polarization. By performing scrambling, the problem caused by the generation of harmonics as described above can be solved.

【0182】また、本発明は、これまでにも述べてきた
ように、アンテナで受けた無線信号を復調せずに光ファ
イバで送るためのシステムに適用すると効果的である。
それは、以下のような理由による。
As described above, the present invention is effective when applied to a system for transmitting a radio signal received by an antenna through an optical fiber without demodulation.
This is for the following reasons.

【0183】本発明は本質的に有効な信号成分を持つ光
パワーを損失させる可能性がある。光伝送系で発生する
雑音によってSNR(信号/雑音比)が制限されるシス
テムでは、光パワーの損失はそのまま受信感度の劣化に
つながる。しかし、アンテナで受けた無線信号、特に移
動体通信の無線信号は、アンテナの利得とアンテナ直後
の増幅器であるLNAの雑音でSNRが決定される。そ
の段階で含んでいる雑音の量は光リンクで付加される雑
音量より遙かに多い。
The present invention has the potential to lose optical power that has essentially useful signal components. In a system in which SNR (signal / noise ratio) is limited by noise generated in an optical transmission system, loss of optical power directly leads to deterioration of reception sensitivity. However, the SNR of a radio signal received by an antenna, particularly a radio signal of mobile communication, is determined by the gain of the antenna and the noise of the LNA which is an amplifier immediately after the antenna. The amount of noise included at that stage is much greater than the amount of noise added on the optical link.

【0184】偏波スクランブルを導入することによって
光パワーが減少することは、相対的に光リンクで付加さ
れる雑音量が増加することと等価であるが、もともとの
信号が含んでいる雑音量が光リンクで付加される雑音量
より遙かに多いため、少々光リンクでの付加雑音が増加
しても、信号のSNRはほとんど変化しない。
[0184] Decreasing the optical power by introducing polarization scrambling is equivalent to relatively increasing the amount of noise added in the optical link, but the amount of noise contained in the original signal is reduced. Since it is much larger than the amount of noise added in the optical link, the SNR of the signal hardly changes even if the additional noise in the optical link slightly increases.

【0185】このことを、図4に示したシステムを例
に、数値例をあげて説明をする。
This will be described with reference to a numerical example using the system shown in FIG. 4 as an example.

【0186】説明を簡素化するため、各素子の過剰損失
は考慮しない。図4に示したシステムにおいて、アンテ
ナ16で受信され、LNAで増幅された信号のパワーが
0[dBm]であり、信号に付随する雑音のパワーが−
10[dBm]であるとする。この時SNRは10[d
B]である。
For simplification of the description, the excess loss of each element is not considered. In the system shown in FIG. 4, the power of the signal received by the antenna 16 and amplified by the LNA is 0 [dBm], and the power of noise accompanying the signal is −
It is assumed that it is 10 [dBm]. At this time, the SNR is 10 [d
B].

【0187】一方、光ファイバ伝送路11を伝送されて
きた光パワーが5[dBm]であり、この光は偏波スク
ランブルされており、光変調器5の偏波依存性によって
3[dB]の損失を受けるとする。
On the other hand, the optical power transmitted through the optical fiber transmission line 11 is 5 [dBm], and this light is polarization-scrambled and 3 [dB] due to the polarization dependence of the optical modulator 5. Suppose you suffer a loss.

【0188】その結果、実効的に変調を受ける光は2
[dBm]である。光変調器5のバイアス点がパワー
“1/2”の点であるとすると、その分の損失が3[d
B]ある。
As a result, the light that is effectively modulated is 2
[DBm]. Assuming that the bias point of the optical modulator 5 is a point of power "1/2", the loss corresponding to that point is 3 [d
B] Yes.

【0189】光変調器5では、入力光パワー“I”に対
して、駆動信号パワーをP[dBm]とした場合、出力
光が含む駆動信号のパワーが“2I+P−20[d
B]”となるとすると、光変調器5を出射した−1[d
Bm]の光には−22[dBm]分の信号パワーと−3
2[dBm]分の雑音パワーが含まれている。
In the optical modulator 5, when the driving signal power is P [dBm] with respect to the input light power “I”, the power of the driving signal included in the output light is “2I + P−20 [d
B] ″, the light emitted from the optical modulator 5 is −1 [d
Bm] light has a signal power of -22 [dBm] and -3 [dBm].
Noise power for 2 [dBm] is included.

【0190】また、光ファイバ伝送路13の損失が4
[dB]であるすると、光受信器12は光パワーの増減
に対して20xlogの感度を持っているため、光受信
器を出力する信号パワーは−30[dBm]、そして、
雑音パワーは−40[dBm]である。
The loss of the optical fiber transmission line 13 is 4
[DB], the optical receiver 12 has a sensitivity of 20 × log with respect to the increase or decrease of the optical power, so that the signal power output from the optical receiver is −30 [dBm], and
The noise power is -40 [dBm].

【0191】一方、光ファイバ伝送路13を伝送してき
た光を光受信器12で受信した時の光リンクの付加雑音
は受信光パワーに依存せず、−60[dBm]であると
する。−40[dBm]に−60[dBm]の雑音を付
加してもトータルで、−39.957[dBm]の雑音
となり、雑音量はほとんど変化しない。受信された信号
のSNRは9.957[dB]である。
On the other hand, it is assumed that the additional noise of the optical link when the light transmitted through the optical fiber transmission line 13 is received by the optical receiver 12 is -60 [dBm] without depending on the received optical power. Even if noise of -60 [dBm] is added to -40 [dBm], the noise becomes -39.957 [dBm] in total, and the noise amount hardly changes. The SNR of the received signal is 9.957 [dB].

【0192】仮に偏波スクランブルされた光を偏波依存
性のある光変調器5を通過させたことによる3[dB]
の損失が無かったとすると、光受信器12で受信後の信
号パワーは−24[dBm]、雑音パワーは−34[d
Bm]である。
[0192] If the polarization-scrambled light is passed through the polarization-dependent optical modulator 5, 3 [dB] is obtained.
, The signal power after reception by the optical receiver 12 is −24 [dBm], and the noise power is −34 [d
Bm].

【0193】光リンクによる付加雑音については変わら
ず、−60[dBm]であり、トータルの雑音は−3
3.989[dBm]となって、受信された信号のSN
Rは9.989[dB]である。
The additional noise due to the optical link remains unchanged, -60 [dBm], and the total noise is -3 [dBm].
3.989 [dBm], the SN of the received signal
R is 9.989 [dB].

【0194】このことから、偏波スクランブラ2がある
場合と比較して、これが無い場合であってもSNRはほ
とんど変化していないことがわかる。
From this, it can be seen that the SNR hardly changes even without the polarization scrambler 2 as compared with the case with the polarization scrambler 2.

【0195】また、光リンクでは光パワーが少々減少し
ても、よほど光パワーが小さくならない限り、図13の
構成のように光増幅器で増幅することによって、元の光
SNに近い光SNまで回復させることができる。なお、
図13の構成においては光増幅器20がアンテナ局15
内に設けてあるが、光ファイバ伝送路13で受ける損失
が小さい場合は、センター局14内で光受信器12の直
前に置く構成が採用でき、このようにすると、アンテナ
局15の構成が簡素化できて良い。
In the optical link, even if the optical power slightly decreases, unless the optical power is reduced significantly, the optical link is amplified by the optical amplifier as shown in FIG. 13 to recover the optical SN close to the original optical SN. Can be done. In addition,
In the configuration of FIG.
However, when the loss received by the optical fiber transmission line 13 is small, a configuration in which the antenna station 15 is disposed immediately before the optical receiver 12 in the center station 14 can be adopted. You can make it.

【0196】このように、伝送される信号の信号対雑音
比が良くない系に本発明を適用することによって、光損
失が見えなくなり、偏波依存性のある光変調器を利用で
きて、しかも、良好な性能を確保できるという本発明の
利点のみを享受可能となる。
As described above, by applying the present invention to a system in which the signal-to-noise ratio of a signal to be transmitted is not good, an optical loss becomes invisible and an optical modulator having polarization dependence can be used. Only the advantages of the present invention that good performance can be ensured can be enjoyed.

【0197】(第2の実施形態)次に、偏波スクランブ
ラと偏波依存性のある光変調器とを利用した、帯域信号
の周波数変換について、図面を用いて実施の形態を説明
する。
(Second Embodiment) Next, an embodiment of frequency conversion of a band signal using a polarization scrambler and a polarization-dependent optical modulator will be described with reference to the drawings.

【0198】図14はその実施の形態の一つを示すブロ
ック図である。図14において、1はコヒーレント光
源、2は偏波スクランブラ、3はスクランブル信号源、
21は偏光子、22は光変調器、6は光ファイバ、25
は光受信器である。
FIG. 14 is a block diagram showing one of the embodiments. In FIG. 14, 1 is a coherent light source, 2 is a polarization scrambler, 3 is a scramble signal source,
21 is a polarizer, 22 is an optical modulator, 6 is an optical fiber, 25
Is an optical receiver.

【0199】コヒーレント光源1は、時間的コヒーレン
スを有する光を出力する光源であり、スクランブル信号
源3はスクランブル信号を発生するためのものであり、
偏波スクランブラ2はスクランブル信号源3から入力さ
れるスクランブル信号を用いて入力光の偏波をスクラン
ブルするものであるが、ここでは単にスクランブルすれ
ば良く、今までの例のように偏波の時間平均が無偏光に
なるように偏波をスクランブルすると云った必要はな
い。
The coherent light source 1 is a light source for outputting light having temporal coherence, and the scramble signal source 3 is for generating a scramble signal.
The polarization scrambler 2 scrambles the polarization of the input light using the scramble signal input from the scramble signal source 3. Here, the polarization scrambler 2 simply scrambles the polarization of the input light. It is not necessary to scramble the polarization so that the time average is unpolarized.

【0200】また、偏光子21は、偏波スクランブルさ
れた光を受けてこれよりスクランブル周波数の高調波を
発生させるものであって、この偏光子21の偏波軸は所
望の次数の高調波が所望の大きさで発生するような方向
に向いている。また、光変調器22は、この偏光子21
を介して得られた光をデータ入力対応に光変調して光フ
ァイバ6に出力するものである。
The polarizer 21 receives the polarization-scrambled light and generates a scramble frequency harmonic therefrom. The polarization axis of the polarizer 21 is such that a harmonic of a desired order is generated. It is oriented in such a way that it occurs at the desired size. Further, the optical modulator 22 includes the polarizer 21.
The light obtained through the above is light-modulated in response to data input and output to the optical fiber 6.

【0201】このような構成において、時間的コヒーレ
ンスを有する光を出力する光源1から出力された光は、
偏波スクランブラ2によって偏波スクランブルされる。
但し、このとき、第1の実施形態での発明と異なる点
は、『偏波スクランブラ2による偏波の時間平均が無偏
光になる必要はない』と云うことである。
In such a configuration, the light output from the light source 1 that outputs light having temporal coherence is:
The polarization scrambler 2 scrambles the polarization.
However, at this time, the point different from the invention in the first embodiment is that "the time average of the polarization by the polarization scrambler 2 does not need to be non-polarized".

【0202】偏波スクランブルされた光は、偏波軸が適
切な方向を向いている偏光子21を通過し、スクランブ
ル周波数の高調波が発生させられる。偏光子21の偏波
軸は所望の次数の高調波が所望の大きさで発生するよう
な方向に向いている。偏光子21を通過した光は光変調
器22によって強度変調を受ける。
[0202] The polarization scrambled light passes through the polarizer 21 whose polarization axis is oriented in an appropriate direction, and a harmonic of a scramble frequency is generated. The polarization axis of the polarizer 21 is oriented such that a desired order of harmonics is generated with a desired magnitude. The light that has passed through the polarizer 21 undergoes intensity modulation by the light modulator 22.

【0203】光変調器22には、データ入力7として帯
域信号が入力され、当該帯域信号に応じた電圧によって
駆動される。光変調器22の出力は光ファイバ6に入射
し、光受信器25に伝送される。
The optical modulator 22 receives a band signal as the data input 7 and is driven by a voltage corresponding to the band signal. The output of the optical modulator 22 enters the optical fiber 6 and is transmitted to the optical receiver 25.

【0204】光受信器25では光電変換を行った後、適
切な周波数特性を有するフィルタなどによって、帯域信
号の情報を有する多数の成分のうち所望の周波数成分を
抽出する。この時、コヒーレント光源1と偏波スクラン
ブラ2の間、また、偏波スクランブラ2と偏光子21の
間は、その偏波が予測できない変動を受けないように、
偏波保持ファイバで接続されているか、空間結合され
る。
After performing the photoelectric conversion, the optical receiver 25 extracts a desired frequency component from a large number of components having band signal information using a filter having appropriate frequency characteristics. At this time, between the coherent light source 1 and the polarization scrambler 2 and between the polarization scrambler 2 and the polarizer 21, the polarization is not subject to unpredictable fluctuation.
They are connected by a polarization maintaining fiber or are spatially coupled.

【0205】この場合、光変調器22は偏波依存性を持
っていても持っていなくても良い。偏波依存性がない場
合は、偏光子21を通過した光がすべて変調の対象とな
る。偏波依存性がある場合は、偏光子22の偏波軸と光
変調器22の偏波軸のずれによって、光が損失を受け
る。しかし、偏光子22を通過した時点で、偏波スクラ
ンブルされた光は単一偏波に戻り、偏波スクランブルの
効果は強度変調という形に変換されている。そのため、
光変調器を通過するとき、偏波スクランブルによるさら
なる高調波の発生などは起こらない。ただし、偏光子2
1と光変調器22の間の偏波に時間変動などがあると、
光変調器で変調される光パワーや変調効率が変動するた
め、偏光子21と光変調器22の間は偏波が変動しない
ように構成されていることが望ましい。
In this case, the optical modulator 22 may or may not have polarization dependence. If there is no polarization dependence, all light that has passed through the polarizer 21 is to be modulated. If there is polarization dependence, light is lost due to a shift between the polarization axis of the polarizer 22 and the polarization axis of the optical modulator 22. However, upon passing through the polarizer 22, the polarization scrambled light returns to a single polarization, and the effect of the polarization scrambling is converted into a form of intensity modulation. for that reason,
When passing through the optical modulator, the generation of further harmonics due to polarization scrambling does not occur. However, polarizer 2
If there is a time variation in the polarization between the optical modulator 1 and the optical modulator 22,
Since the optical power and the modulation efficiency modulated by the optical modulator fluctuate, it is preferable that the polarization between the polarizer 21 and the optical modulator 22 is configured not to fluctuate.

【0206】図14の構成では偏光子21が偏波スクラ
ンブラ2と光変調器22の間に配置されている。光変調
器22の後ろに配置し、光変調器22と偏光子21の間
の偏波が変動しないように構成しても同等の効果が得ら
れる。その場合、偏光子21の軸の向きは、光変調器2
2に偏波依存性があるならば、光変調器22の偏波軸の
向きに合わせる。
In the configuration shown in FIG. 14, the polarizer 21 is disposed between the polarization scrambler 2 and the optical modulator 22. The same effect can be obtained by disposing the optical modulator 22 behind the optical modulator 22 so that the polarization between the optical modulator 22 and the polarizer 21 does not change. In that case, the direction of the axis of the polarizer 21 is
If 2 has polarization dependence, it is adjusted to the direction of the polarization axis of the optical modulator 22.

【0207】このとき、光変調器22の偏波軸は、偏光
子21を通過した後に所望の周波数の成分が最も良く出
るような向きに設定する。但し、変調器22に偏波依存
性がないならば、偏光子21の偏波軸は所望の周波数の
成分を最も良く発生させられるような向きに設定する。
さらに、光変調器22に偏波依存性が無いならば、偏光
子21は光受信器25の直前にあっても良い。その場
合、光ファイバ6で偏波が変動するため、光受信器25
で受信された時に、所望の周波数成分が所望の大きさ以
上で得られるように、偏光子21の軸の向きを制御する
などの機構が必要となる。
At this time, the polarization axis of the optical modulator 22 is set in such a direction that a component of a desired frequency appears best after passing through the polarizer 21. However, if the modulator 22 does not have polarization dependence, the polarization axis of the polarizer 21 is set in such a direction that a component of a desired frequency can be generated best.
Furthermore, if the optical modulator 22 has no polarization dependence, the polarizer 21 may be located immediately before the optical receiver 25. In that case, since the polarization changes in the optical fiber 6, the optical receiver 25
Therefore, a mechanism such as controlling the direction of the axis of the polarizer 21 is required so that a desired frequency component can be obtained with a desired size or more when received.

【0208】<偏波依存性大の光変調器を用いる場合の
システム例>使用する光変調器が、偏波依存性の非常に
大きいものである場合、また、光変調器の入り口に偏光
子が実装されている場合は、図15に示す構成の如きに
すると良い。
<Example of System Using Optical Modulator with Large Polarization Dependence> When the optical modulator to be used has a very large polarization dependence, and a polarizer is provided at the entrance of the optical modulator. Is implemented, the configuration shown in FIG. 15 may be used.

【0209】すなわち、この場合、図14の構成におけ
る光変調器22の代わりに図15に示す如く、偏波依存
性の大なる光変調器23を用いる場合、光変調器の入り
口に偏光子が実装されている光変調器23を用いる場合
は、当該光変調器23の偏波軸は所望の周波数成分が所
望の大きさ以上で発生するような方向に向けるようにす
る。また、コヒーレント光源1と偏波スクランブラ2の
間、そして、偏波スクランブラ2と光変調器23の間
は、偏波が予測できない変動を受けないように、偏波保
持ファイバで接続されているか、空間結合する構成とす
る。
That is, in this case, when an optical modulator 23 having a large polarization dependence is used as shown in FIG. 15 instead of the optical modulator 22 in the configuration of FIG. 14, a polarizer is provided at the entrance of the optical modulator. When the mounted optical modulator 23 is used, the polarization axis of the optical modulator 23 is directed in a direction such that a desired frequency component is generated with a desired magnitude or more. The polarization maintaining fiber is connected between the coherent light source 1 and the polarization scrambler 2 and between the polarization scrambler 2 and the optical modulator 23 so that the polarization does not undergo unpredictable fluctuation. Or spatially coupled.

【0210】このような構成の光通信システムにおい
て、時間的コヒーレンスを有する光を出力する光源1か
ら出力された光は、偏波スクランブラ2に導かれるが、
両者の間は偏波が予測できない変動を受けることがない
ように、偏波保持ファイバで接続されているか、空間結
合されている。
In the optical communication system having such a configuration, the light output from the light source 1 that outputs light having temporal coherence is guided to the polarization scrambler 2.
The two are connected by a polarization maintaining fiber or are spatially coupled so that the polarization does not undergo unpredictable fluctuation.

【0211】従って、時間的コヒーレンスを有する光
は、偏波が予測できない変動を受けることなく、偏波ス
クランブラ2に与えられ、当該偏波スクランブラ2はこ
れを偏波スクランブルして光変調器23に送ることにな
る。このとき、偏波スクランブラ2によって偏波の時間
平均が無偏光になる必要はない。
Therefore, the light having the temporal coherence is supplied to the polarization scrambler 2 without undergoing unpredictable fluctuations in the polarization, and the polarization scrambler 2 scrambles the polarization and scrambles the polarization. 23. At this time, it is not necessary for the polarization scrambler 2 to make the time average of the polarized light non-polarized.

【0212】偏波スクランブラ2と光変調器23の間
は、偏波が予測できない変動を受けることがないよう
に、偏波保持ファイバで接続されているか、空間結合さ
れている。
The polarization scrambler 2 and the optical modulator 23 are connected by a polarization maintaining fiber or are spatially coupled so that the polarization does not undergo unpredictable fluctuation.

【0213】従って、偏波スクランブラ2から偏波スク
ランブルして光変調器23に送られる光は、偏波が予測
できない変動を受けることなく、光変調器23に送られ
ることになる。このようにして光変調器23に伝達され
た光は当該光変調器23によって強度変調を受けること
になる。
Therefore, the light that is polarization scrambled from the polarization scrambler 2 and sent to the optical modulator 23 is sent to the optical modulator 23 without undergoing unpredictable fluctuations in the polarization. The light transmitted to the optical modulator 23 in this manner is subjected to intensity modulation by the optical modulator 23.

【0214】この光変調器23の偏波軸は所望の周波数
成分が所望の大きさ以上で発生するような方向に向いて
いる。また、光変調器23には、データ入力7として帯
域信号が入力されている。そのため、光変調器23は当
該帯域信号に応じた電圧によって駆動されて入力光は光
強度変調されることになる。そして、光強度変調された
光変調器23の出力は光ファイバ6に入射され、光受信
器25へと伝送されることになる。
The polarization axis of the optical modulator 23 is oriented in a direction such that a desired frequency component is generated with a desired magnitude or more. In addition, a band signal is input to the optical modulator 23 as the data input 7. Therefore, the optical modulator 23 is driven by the voltage corresponding to the band signal, and the input light is light intensity modulated. Then, the output of the optical modulator 23 whose optical intensity has been modulated enters the optical fiber 6 and is transmitted to the optical receiver 25.

【0215】光ファイバ6を介してこれを受信した光受
信器25では光電変換を行った後、適切な周波数特性を
有するフィルタなどによって、帯域信号の情報を持って
いる多数の成分のうち、所望の周波数成分を抽出する。
The optical receiver 25, which has received the signal via the optical fiber 6, performs photoelectric conversion, and then uses a filter or the like having an appropriate frequency characteristic to output a desired signal from among a large number of components having band signal information. Is extracted.

【0216】このように、使用する光変調器が、偏波依
存性の非常に大きいものである場合、また、光変調器の
入り口に偏光子が実装されている場合は、コヒーレント
光源1と偏波スクランブラ2の間、および偏波スクラン
ブラ2と光変調器23の間は、偏波が予測できない変動
を受けないように、偏波保持ファイバで接続するか、空
間結合するようにし、光変調器23の偏波軸は所望の周
波数成分が所望の大きさ以上で発生するような方向に向
けるようにすることで、偏波依存性のある光変調器を利
用できて、しかも、良好な性能を確保できるという本発
明の利点を享受可能となる。
As described above, when the used optical modulator has a very large polarization dependence, and when a polarizer is mounted at the entrance of the optical modulator, the coherent light source 1 and the polarizer are not used. Between the wave scrambler 2 and between the polarization scrambler 2 and the optical modulator 23, a polarization maintaining fiber is connected or spatially coupled so as to prevent the polarization from undergoing unpredictable fluctuation. By setting the polarization axis of the modulator 23 in such a direction that a desired frequency component is generated at a desired size or more, an optical modulator having polarization dependency can be used. The advantage of the present invention that performance can be ensured can be enjoyed.

【0217】以上の図14、図15の構成では偏光子や
光変調器の偏波軸の向きを所望の高調波や所望の周波数
成分が最大(あるいは所望の大きさ以上)になるように
合わせると説明した。
In the configurations shown in FIGS. 14 and 15, the directions of the polarization axes of the polarizer and the optical modulator are adjusted so that a desired harmonic or a desired frequency component becomes maximum (or a desired size or more). It was explained.

【0218】しかし、偏光子は基本的に直線偏波しか切
り出せない。偏波スクランブラの構成や、途中の結合系
の不完全性などによっては、所望の高調波が最大になる
軸が直線偏波ではなく、円偏波や楕円偏波であることも
ある。また、光コネクタの形状などにより、偏波軸の方
向を自由に変えてコンポーネントを接続することができ
ないこともある。そのような場合は、偏波依存性のある
デバイス、すなわち偏光子や偏波依存性のある光変調器
の前に、偏波変換器を挿入し、適切な偏波に変換すると
よい。
However, a polarizer can basically only cut out linearly polarized waves. Depending on the configuration of the polarization scrambler and the imperfection of the coupling system on the way, the axis at which the desired harmonic becomes maximum may be circular polarization or elliptical polarization instead of linear polarization. Further, depending on the shape of the optical connector, it may not be possible to freely change the direction of the polarization axis to connect the components. In such a case, a polarization converter may be inserted in front of a polarization-dependent device, that is, a polarizer or a polarization-dependent optical modulator, to convert the polarization into an appropriate polarization.

【0219】そのような例を次に第3の実施形態として
説明する。
Such an example will be described next as a third embodiment.

【0220】(第3の実施形態)図16に、図15に示
した系に対して偏波変換器24を挿入した構成例を示
す。すなわち、図16に示すように、偏波スクランブラ
2と偏波依存性のある光変調器23との間に偏波変換器
24を介在させた構成である。
(Third Embodiment) FIG. 16 shows a configuration example in which a polarization converter 24 is inserted in the system shown in FIG. That is, as shown in FIG. 16, the polarization converter 24 is interposed between the polarization scrambler 2 and the polarization-dependent optical modulator 23.

【0221】ここで、偏波変換器24とは、偏波スクラ
ンブルされた光が偏波依存性のある光変調器23の偏波
軸で切り出されることによって、所望の高調波あるいは
所望の周波数成分が最大(あるいは所望の大きさ以上)
になるように、偏波依存性のある光変調器23に入射す
る偏波を変換するものであり、当該偏波変換器24は波
長板あるいは波長板と同等の作用を持つデバイスによっ
て構成されている。
Here, the polarization converter 24 is obtained by cutting out the polarization-scrambled light at the polarization axis of the polarization-dependent optical modulator 23 to obtain a desired harmonic or a desired frequency component. Is maximum (or larger than desired)
The polarization converter 24 converts the polarization incident on the optical modulator 23 having polarization dependence, and the polarization converter 24 is constituted by a wave plate or a device having the same function as the wave plate. I have.

【0222】このような構成の本システムは、コヒーレ
ント光源1で発生させた光を偏波スクランブラ2で偏波
スクランブルする。そして、この偏波スクランブルされ
た光は偏波変換器24で偏波変換され、偏波依存性のあ
る光変調器23に入力される。偏波変換器24では、偏
波スクランブルされた光が偏波依存性のある光変調器2
3の偏波軸で切り出されることによって、所望の高調波
あるいは所望の周波数成分が最大(あるいは所望の大き
さ以上)になるように、偏波依存性のある光変調器23
に入射する偏波を変換する。
In this system having such a configuration, the light generated by the coherent light source 1 is polarization-scrambled by the polarization scrambler 2. Then, the polarization-scrambled light is polarization-converted by the polarization converter 24 and input to the optical modulator 23 having polarization dependency. The polarization converter 24 converts the polarization scrambled light into the polarization-dependent optical modulator 2.
3, the polarization-dependent optical modulator 23 is controlled so that a desired harmonic or a desired frequency component becomes maximum (or a desired size or more).
To convert the polarization incident on.

【0223】このように構成することによって、ミリ波
や準ミリ波信号を送受信するために必要な、ミリ波や準
ミリ波帯で動作する電気コンポーネントの数を減らすこ
とができて、低コスト化につながる。さらに、偏波スク
ランブルされた光が偏光子を通過することによって発生
する高調波が大きいため、品質の良い周波数変換が可能
となる。
With this configuration, it is possible to reduce the number of electrical components operating in the millimeter-wave or quasi-millimeter-wave band required for transmitting and receiving millimeter-wave and quasi-millimeter-wave signals, thereby reducing cost. Leads to. Further, since harmonics generated by the polarization scrambled light passing through the polarizer are large, high-quality frequency conversion can be performed.

【0224】光受信器25で受信した後の電気スペクト
ルは図10(b)の如きである。本発明の構成を信号を
ダウンコンバートするために使用するのであれば、例え
ば、中心周波数2fsc−fsの成分をローパスフィル
タなどで切り出して用いる。
The electric spectrum after being received by the optical receiver 25 is as shown in FIG. If the configuration of the present invention is used for down-converting a signal, for example, a component having a center frequency of 2 fsc-fs is cut out using a low-pass filter and used.

【0225】また、周波数をアップコンバートするため
に使用するのであれば、例えば、中心周波数fs+2f
scの成分をバンドパスフイルタで取り出すなどする。
この時、それぞれの成分が所望の周波数となるように偏
波スクランブルの周波数は予め決定されているものとす
る。
If the frequency is used for up-conversion, for example, the center frequency fs + 2f
The component of sc is extracted by a band pass filter.
At this time, it is assumed that the polarization scrambling frequency is determined in advance so that each component has a desired frequency.

【0226】以下に、帯域信号の周波数をダウンコンバ
ートする具体的な応用例を図面を用いて示す。
A specific application example for down-converting the frequency of a band signal will be described below with reference to the drawings.

【0227】<帯域信号周波数のダウンコンバートする
応用例>図17は無線信号をアンテナ局15からセンタ
ー局14に伝送する形態をとる光通信システムの機能ブ
ロック図である。図15の構成を基本とし、それを無線
システムに適用している。従って、図15と同一構成要
素には同一符号を付してその説明は省略してある。
<Application Example of Down-Conversion of Band Signal Frequency> FIG. 17 is a functional block diagram of an optical communication system in which a radio signal is transmitted from the antenna station 15 to the center station 14. Based on the configuration of FIG. 15, it is applied to a wireless system. Therefore, the same components as those in FIG. 15 are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted.

【0228】アンテナ局15は、コヒーレント光源1、
偏波スクランブラ2、スクランブル信号源3、光変調器
23、ドライバアンプ4、アンテナ16を備えて構成し
てある。
The antenna station 15 has the coherent light source 1,
It comprises a polarization scrambler 2, a scramble signal source 3, an optical modulator 23, a driver amplifier 4, and an antenna 16.

【0229】14はセンター局であり、アンテナ局15
とセンター局14との間は、光ファイバ伝送路11にて
接続されている。
Numeral 14 denotes a center station, and an antenna station 15
The optical fiber transmission line 11 connects between the central station 14 and the center station 14.

【0230】センター局14は、光電変換器30、ロー
パスフィルタ26、および復調器27を備えて構成して
ある。光電変換器30は光信号を電気信号に変換するも
のであって、光ファイバ伝送路11を伝送されてきた光
を光電変換してローパスフィルタ26に出力するもので
ある。また、ローパスフィルタ26は光電変換されて電
気信号に変換された信号から、低周波にダウンサンプリ
ングされた信号を切り出すためのものであり、される。
復調器27はこの低周波信号をべースバンドデジタル信
号に復調するものである。
The center station 14 includes a photoelectric converter 30, a low-pass filter 26, and a demodulator 27. The photoelectric converter 30 converts an optical signal into an electric signal. The photoelectric converter 30 photoelectrically converts light transmitted through the optical fiber transmission line 11 and outputs the light to the low-pass filter 26. The low-pass filter 26 is for cutting out a signal down-sampled to a low frequency from a signal that has been photoelectrically converted and converted into an electric signal.
The demodulator 27 demodulates this low frequency signal into a base band digital signal.

【0231】このような構成の本システムは、アンテナ
局15において、光源1から出力された光を、偏波スク
ランブラ2はスクランブル信号源3からの信号に基づい
て偏波スクランブルする。
In this system having such a configuration, in the antenna station 15, the polarization scrambler 2 scrambles the light output from the light source 1 based on the signal from the scramble signal source 3.

【0232】一方、アンテナ16で受信され、LNAで
増幅された無線信号は、ドライバアンプ4で増幅され、
光変調器23に印加される。光変調器23は偏波依存性
を有している。
On the other hand, the radio signal received by the antenna 16 and amplified by the LNA is amplified by the driver amplifier 4 and
The light is applied to the light modulator 23. The optical modulator 23 has polarization dependence.

【0233】光変調器23には偏波スクランブラ2の出
力光が入力され、無線信号によって強度変調を受ける。
光変調器23の出力は光ファイバ伝送路11によってセ
ンター局14に伝送される。
The output light of the polarization scrambler 2 is input to the optical modulator 23 and is subjected to intensity modulation by a radio signal.
The output of the optical modulator 23 is transmitted to the center station 14 via the optical fiber transmission line 11.

【0234】センター局14では、光ファイバ伝送路1
1を伝送されてきた光を、光電変換器30で光電変換す
る。そして、この光電変換されて電気信号に変換された
信号から、ローパスフィルタ26によって、低周波にダ
ウンサンプリングされた信号が切り出される。切り出さ
れた低周波信号は、復調器27によってべースバンドデ
ジタル信号に復調される。そして、この復調された信号
は適宜信号処理された後、ネットワークなどに送り出さ
れる。
In the center station 14, the optical fiber transmission line 1
1 is photoelectrically converted by the photoelectric converter 30. The low-pass filter 26 cuts out a low-frequency down-sampled signal from the photoelectrically converted signal. The cut-out low frequency signal is demodulated by the demodulator 27 into a baseband digital signal. Then, the demodulated signal is subjected to appropriate signal processing and then sent out to a network or the like.

【0235】図17の系の周波数の推移について具体例
を挙げて説明する。
The transition of the frequency of the system shown in FIG. 17 will be described with reference to a specific example.

【0236】アンテナ16に入射した信号は、例えば、
22.5GHzを中心周波数とし、帯域幅0.3[GH
z]の無線信号である。偏波スクランブル信号は、例え
ば、5.5[GHz]の正弦波信号である。5.5[G
Hz]で偏波スクランブルされた光は、偏波依存性のあ
る光変調器23によって22.5GHzの帯域信号で強
度変調される。
A signal incident on the antenna 16 is, for example,
With a center frequency of 22.5 GHz, a bandwidth of 0.3 [GH
z]. The polarization scramble signal is, for example, a 5.5 [GHz] sine wave signal. 5.5 [G
[Hz] is intensity-modulated by a polarization-dependent optical modulator 23 with a band signal of 22.5 GHz.

【0237】その結果、5.5[GHz]の“4次高調
波”と“帯域信号の畳み込み成分”が0.5[GHz]
を中心に現れる。帯域信号の帯域幅は0.3[GHz]
であるから、0.5±0.15[GHz]の帯域に周波
数変換された帯域信号が発生している。
As a result, the "fourth harmonic" of 5.5 [GHz] and the "convolution component of the band signal" are 0.5 [GHz].
Appear in the center. The bandwidth of the band signal is 0.3 [GHz]
Therefore, a band signal frequency-converted to a band of 0.5 ± 0.15 [GHz] is generated.

【0238】これを、例えば、高域カットオフ周波数
0.7[GHz]のローパスフイルタ26で切り出し
て、復調器27で復調する。復調器27が0.5[GH
z]を中心とした帯域信号を復調する機能を持つため、
周波数変換された信号の中心周波数が0.5[GHz]
となるように、あらかじめスクランブル信号を5.5
[GHz]に決定した。
This is cut out by, for example, a low-pass filter 26 having a high cutoff frequency of 0.7 [GHz] and demodulated by a demodulator 27. If the demodulator 27 is 0.5 [GH
z] to demodulate the band signal centered on
The center frequency of the frequency-converted signal is 0.5 [GHz]
5.5 in advance so that
[GHz].

【0239】このような第3の実施形態に示した本発明
によれば、偏波スクランブラと偏波依存性損失のあるデ
バイスの組み合わせによって発生する大きい高調波を利
用して、高効率で品質の良いダウンサンプリングが可能
となる。さらに、例えば22[GHz]帯で動作するA
/Dコンバータのような高周波の電気コンポーネントが
不要となる。また、光電変換器を含む光受信器は、低周
波に変換された信号が受信できればよいため、低周波の
みで動作するような低コストのもので良くなる。そのよ
うな低周波のみで動作する光受信器は一般に、高周波で
動作するものより受信感度が良く、品質の良い受信が可
能となる。
According to the present invention shown in the third embodiment, high efficiency and high quality can be achieved by utilizing a large harmonic generated by a combination of a polarization scrambler and a device having a polarization dependent loss. Good downsampling becomes possible. Further, for example, A operating in the 22 [GHz] band
A high frequency electric component such as a / D converter is not required. Further, the optical receiver including the photoelectric converter only needs to be able to receive a signal converted to a low frequency, so that a low-cost optical receiver that operates only at a low frequency may be used. Such an optical receiver that operates only at a low frequency generally has better reception sensitivity than that that operates at a high frequency, and enables high-quality reception.

【0240】次に、帯域信号の周波数をアップコンバー
トする具体的な応用例を図面を用いて説明する。
Next, a specific application example for up-converting the frequency of a band signal will be described with reference to the drawings.

【0241】<帯域信号周波数のアップコンバートする
応用例>図18は、無線信号をセンター局14からアン
テナ局15に伝送するシステムの機能ブロック図であ
る。図15の構成を基本とし、それを無線システムに適
用した例である。
<Application Example of Up-Conversion of Band Signal Frequency> FIG. 18 is a functional block diagram of a system for transmitting a radio signal from the center station 14 to the antenna station 15. This example is based on the configuration of FIG. 15 and is applied to a wireless system.

【0242】図において、14はセンター局であって、
このセンター局14はコヒーレント光源1、偏波スクラ
ンブラ2、光変調器23を備えて構成してある。また、
15はアンテナ局であって、このアンテナ局15は光電
変換器30、バンドスフィルタ28、パワーアンプ29
およびアンテナ16を備えて構成してある。アンテナ局
15とセンター局14との間は、光ファイバ伝送路11
にて接続されている。
In the figure, reference numeral 14 denotes a center station,
The center station 14 includes a coherent light source 1, a polarization scrambler 2, and an optical modulator 23. Also,
Reference numeral 15 denotes an antenna station. The antenna station 15 includes a photoelectric converter 30, a band-pass filter 28, and a power amplifier 29.
And an antenna 16. An optical fiber transmission line 11 is provided between the antenna station 15 and the center station 14.
Connected at

【0243】アンテナ局15の光電変換器30は、光信
号を電気信号に変換するものであって、光ファイバ伝送
路11を伝送されてきた光を光電変換してバンドパスフ
ィルタ28に出力するものである。また、バンドパスフ
ィルタ28は光電変換されて電気信号に変換された信号
から、所望の周波数にアップコンバートされた帯域信号
を切り出すものである。また、パワーアンプ29はこの
切り出された帯域信号を電波として送信するに必要な電
力に増幅するものであり、アンテナ16はこの電力増幅
された信号を空間に放射するためのものである。
The photoelectric converter 30 of the antenna station 15 converts an optical signal into an electric signal, and photoelectrically converts light transmitted through the optical fiber transmission line 11 and outputs the light to the bandpass filter 28. It is. The band-pass filter 28 cuts out a band signal that is up-converted to a desired frequency from a signal that has been photoelectrically converted and converted into an electric signal. The power amplifier 29 amplifies the cut-out band signal to the power required to transmit it as radio waves, and the antenna 16 emits the power-amplified signal to space.

【0244】このような構成の本システムは、センター
局14において、光源1からの出力光を偏波スクランブ
ラ2に与え、当該偏波スクランブラ2によりスクランブ
ル信号源3からの信号に基づいて偏波スクランブルす
る。そして、これを偏波依存性のある光変調器23に与
える。
In the system having such a configuration, in the center station 14, the output light from the light source 1 is supplied to the polarization scrambler 2, and the polarization scrambler 2 uses the polarization scrambler 2 based on the signal from the scramble signal source 3. Wave scramble. Then, this is given to the optical modulator 23 having polarization dependency.

【0245】当該光変調器23には、データ入力7とし
て低周波の帯域信号が入力され、偏波スクランブラ2の
出力光を、帯域信号に対応して光強度変調する。光変調
器23の出力光は光ファイバ伝送路11によって、アン
テナ局15に伝送される。
A low frequency band signal is input to the optical modulator 23 as the data input 7, and the output light of the polarization scrambler 2 is light intensity modulated according to the band signal. Output light from the optical modulator 23 is transmitted to the antenna station 15 via the optical fiber transmission line 11.

【0246】アンテナ局15では、光電変換器30で光
電変換する。得られた電気信号から、所望の周波数にア
ップコンバートされた帯域信号を、バンドパスフイルタ
28で切り出す。切り出された帯域信号は、パワーアン
プ29で必要な大きさに増幅され、アンテナ16から空
間に放射される。
In the antenna station 15, the photoelectric conversion is performed by the photoelectric converter 30. From the obtained electric signal, a band signal up-converted to a desired frequency is cut out by a band-pass filter 28. The cut-out band signal is amplified to a required size by the power amplifier 29 and radiated from the antenna 16 into space.

【0247】図18の系に関して周波数の変化を、例を
あげて説明する。帯域信号がアンテナ16から放射され
るときの周波数が例えば、22.9[GHz]であると
し、データ入力7として与えられる帯域信号の中心周波
数は0.5[GHz]、また、帯域幅は0.3[GH
z]であるとする。
The change in the frequency of the system shown in FIG. 18 will be described by way of an example. The frequency at which the band signal is radiated from the antenna 16 is, for example, 22.9 [GHz], the center frequency of the band signal provided as the data input 7 is 0.5 [GHz], and the bandwidth is 0. .3 [GH
z].

【0248】この場合、22.9[GHz]と0.5
[GHz]の差は22.4[GHz]であり、この分を
本発明の機構によりアップコンバートする。
In this case, 22.9 [GHz] and 0.5
The difference of [GHz] is 22.4 [GHz], and the difference is up-converted by the mechanism of the present invention.

【0249】偏波スクランブルされた光が偏波依存性の
あるデバイスを通過することによって発生する高調波の
うち、どの次数の高調波を使用するかは、さまざまな要
因よって決定される。例えば、図10(b)のように折
り返し信号や偏波スクランブル周波数の高調波が重なっ
て来る場合、“所望の信号帯域に入ってこないようにす
る”、また、“偏波スクランブラが構成し易いようにス
クランブル周波数が高くなり過ぎないようにする”、な
どの条件を考慮して決定する。
[0249] Of the harmonics generated when the polarization-scrambled light passes through a polarization-dependent device, the order of the harmonic to be used is determined by various factors. For example, as shown in FIG. 10 (b), when the return signal and the harmonic of the polarization scramble frequency overlap, "do not enter the desired signal band", and "the polarization scrambler is The scramble frequency should not be too high to facilitate the determination. "

【0250】ここでは、例えば、“4次”の次数を選択
するとする。この結果、スクランブル周波数は、22.
4÷4=5.6[GHz]となる。
Here, for example, it is assumed that the order of "4th order" is selected. As a result, the scramble frequency becomes 22.
4 ÷ 4 = 5.6 [GHz].

【0251】偏波スクランブラ2で、この5.6[GH
z]のスクランブル信号を用いて偏波スクランブルされ
た光は、偏波依存性のある光変調器23で光強度変調を
受ける。
With the polarization scrambler 2, this 5.6 [GH
The polarization scrambled light using the scramble signal of [z] is subjected to light intensity modulation by the polarization-dependent optical modulator 23.

【0252】その結果、スクランブル信号周波数の高調
波と光変調器を駆動する帯域信号の畳み込み成分が発生
することとなる。光電変換器30で電気信号に変換され
た信号の内、所望の周波数である“中心周波数22.9
[GHz]”の成分をバンドパスフィルタ28によって
切り出す。そして、これを電力増幅して空中に送信す
る。
As a result, a harmonic component of the scrambled signal frequency and a convolution component of the band signal for driving the optical modulator are generated. Of the signals converted into electric signals by the photoelectric converter 30, a desired frequency, "center frequency 22.9"
[GHz] "is cut out by the band-pass filter 28. Then, the power is amplified and transmitted to the air.

【0253】このような第3の実施形態に示した本発明
によれば、偏波スクランブラと偏波依存性損失のあるデ
バイスの組み合わせによって発生する大きい高調波を利
用して、高効率で品質の良いアッブコンバートが可能と
なる。また、例えば、22[GHz]帯で動作するミキ
サや逓倍器のような高周波の電気コンポーネントが不要
となり、さらに、光変調器や光変調器の駆動系が低周波
の信号で動作するような低コストのもので良くなる。
According to the present invention shown in the third embodiment, high efficiency and high quality can be achieved by utilizing a large harmonic generated by a combination of a polarization scrambler and a device having a polarization dependent loss. A good Ab conversion is possible. Further, for example, a high-frequency electric component such as a mixer or a multiplier operating in the 22 [GHz] band is not required, and furthermore, a low-frequency electric component such as an optical modulator or a drive system of the optical modulator operates with a low-frequency signal. The cost is better.

【0254】以上、種々の実施形態を説明したが、本発
明は上述した実施形態に限定されるものではなく、種々
変形して実施可能である。また、以上のすべての実施形
態では、偏波スクランブル信号は基本的に正弦波である
ように記述してきたが、もし、三角波や矩形波、パルス
波などで容易に駆動系が構築できるならば、そのような
波形を用いても良い。
Although various embodiments have been described above, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and can be implemented with various modifications. Further, in all of the above embodiments, the polarization scramble signal is basically described as a sine wave, but if a driving system can be easily constructed with a triangular wave, a rectangular wave, a pulse wave, or the like, Such a waveform may be used.

【0255】[0255]

【発明の効果】以上説明したように、本発明では、偏波
依存性のある光変調器に入射するコヒーレント光を、あ
らかじめ時間平均が無偏光になるように偏波スクランブ
ルしておくようにしたことから、結果として光変調器に
光が入射する前に予測不能な偏波変動を受けても、常に
安定した変調が可能となるものである。そして、このよ
うにすることにより、偏波依存性があっても他の性能で
優れている光変調器を、入射偏波が変動する系でも使用
することが可能となり、より高品質な伝送が可能とな
る。
As described above, in the present invention, the coherent light incident on the polarization-dependent optical modulator is polarization-scrambled in advance so that the time average becomes non-polarization. As a result, even if an unpredictable polarization fluctuation occurs before light enters the optical modulator, stable modulation can always be performed. By doing so, it is possible to use an optical modulator that is excellent in other performances even if it has polarization dependence even in a system where the incident polarization fluctuates, and higher quality transmission is achieved. It becomes possible.

【0256】また、本発明では、偏波スクランブルされ
た光を偏波依存性のある光変調器で帯域信号に対応して
強度変調するようにした。そして、その結果、発生する
偏波スクランブル周波数の高調波と帯域信号の畳み込み
成分を、フィルタ等で切り出すことにより、帯域信号が
周波数変換された信号を得るようにした。偏波スクラン
ブルされた光が偏波依存性損失のあるデバイスを通過す
ることによって発生する高調波の大きさは大きく、高品
質な周波数変換が可能となる。また、光の過程で周波数
変換が行われるため、周波数変換を行うための電気デバ
イスが必要なくなり、低コスト化が可能となる。
In the present invention, the polarization-scrambled light is intensity-modulated by a polarization-dependent optical modulator corresponding to a band signal. As a result, a convolution component of the generated polarization scrambling frequency and the convolution component of the band signal is cut out by a filter or the like, thereby obtaining a signal obtained by frequency-converting the band signal. The magnitude of harmonics generated by the polarization-scrambled light passing through a device having a polarization-dependent loss is large, and high-quality frequency conversion is possible. Further, since the frequency conversion is performed in the process of light, an electric device for performing the frequency conversion is not required, and the cost can be reduced.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明を説明するための図であって、本発明の
第1の実施の形態を説明するブロック図である。
FIG. 1 is a diagram for explaining the present invention, and is a block diagram for explaining a first embodiment of the present invention.

【図2】本発明を説明するための図であって、本発明の
第1の実施の形態を説明するブロック図である。
FIG. 2 is a diagram for explaining the present invention, and is a block diagram for explaining the first embodiment of the present invention.

【図3】本発明を説明するための図であって、本発明の
第1の実施の形態を説明するブロック図である。
FIG. 3 is a diagram for explaining the present invention, and is a block diagram for explaining the first embodiment of the present invention.

【図4】本発明を説明するための図であって、本発明の
第1の実施の形態を説明する図である。
FIG. 4 is a diagram for explaining the present invention, and is a diagram for explaining the first embodiment of the present invention.

【図5】本発明を説明するための図であって、本発明の
第1の実施の形態を説明する図である。
FIG. 5 is a diagram for explaining the present invention, and is a diagram for explaining the first embodiment of the present invention.

【図6】本発明の実施の形態を説明するための図であ
る。
FIG. 6 is a diagram illustrating an embodiment of the present invention.

【図7】本発明の実施の形態を説明するための図であ
る。本発明を説明するための図である。
FIG. 7 is a diagram illustrating an embodiment of the present invention. It is a figure for explaining the present invention.

【図8】本発明の実施の形態を説明するための図であ
る。本発明の実施の形態を示す図である。
FIG. 8 is a diagram illustrating an embodiment of the present invention. It is a figure showing an embodiment of the invention.

【図9】本発明の実施の形態を説明するための図であ
る。
FIG. 9 is a diagram for describing an embodiment of the present invention.

【図10】本発明の実施の形態を説明するための図であ
る。
FIG. 10 is a diagram illustrating an embodiment of the present invention.

【図11】本発明の実施の形態を説明するための図であ
る。
FIG. 11 is a diagram illustrating an embodiment of the present invention.

【図12】本発明の実施の形態を説明するための図であ
る。
FIG. 12 is a diagram illustrating an embodiment of the present invention.

【図13】本発明を説明するための図であって、本発明
の第1の実施の形態を説明する図である。
FIG. 13 is a diagram for explaining the present invention, and is a diagram for explaining the first embodiment of the present invention.

【図14】本発明を説明するための図であって、本発明
の第2の実施の形態を説明する図である。
FIG. 14 is a diagram for explaining the present invention, and is a diagram for explaining a second embodiment of the present invention.

【図15】本発明を説明するための図であって、本発明
の第2の実施の形態を説明する図である。
FIG. 15 is a diagram for explaining the present invention, and is a diagram for explaining a second embodiment of the present invention.

【図16】本発明を説明するための図であって、本発明
の第3の実施の形態を説明する図である。
FIG. 16 is a diagram for explaining the present invention and is a diagram for explaining a third embodiment of the present invention.

【図17】本発明を説明するための図であって、本発明
の第3の実施の形態を説明する図である。
FIG. 17 is a diagram for explaining the present invention, and is a diagram for explaining a third embodiment of the present invention.

【図18】本発明を説明するための図であって、本発明
の第3の実施の形態を説明する図である。
FIG. 18 is a diagram for explaining the present invention, and is a diagram for explaining a third embodiment of the present invention.

【図19】ポアンカレ球での偏光子の振る舞いを説明す
るための図である。
FIG. 19 is a diagram for explaining the behavior of the polarizer on the Poincare sphere.

【図20】ポアンカレ球での偏光子の振る舞いを説明す
るための図である。
FIG. 20 is a diagram for explaining the behavior of the polarizer on the Poincare sphere.

【図21】ポアンカレ球での偏光子の振る舞いを説明す
るための図である。
FIG. 21 is a diagram for explaining the behavior of the polarizer on the Poincare sphere.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…コヒーレント光源二偏波スクランブラ 2…偏波スクランブラ 3…スクランブル信号源 4…ドライバアンプ光変調器づ光ファイバデータ入力 8…マッハ・ツェンダー型変調器 9…光源を有する装置 10…光変調器を有する装置 11…光ファイバ伝送路 12…光受信器 13…光ファイバ伝送路 14…センター局 15…アンテナ局 16…アンテナ 17…帯域信号 18…スクランブル周波数を設定できない領域 19…スクランブル周波数を設定できない領域 20…光増幅器 21…偏光子 22…光変調器 23…偏波依存性のある光変調器 24…偏波変換器 25…光受信器 26…ローパスフイルタ 27…復調器 28…バンドバスフイルタ 29…パワーアンプ 30…光電変換器 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Coherent light source bipolarization scrambler 2 ... Polarization scrambler 3 ... Scramble signal source 4 ... Driver amplifier Optical modulator and optical fiber data input 8 ... Mach-Zehnder modulator 9 ... Device having a light source 10 ... Optical modulation Device having optical device 11 Optical fiber transmission line 12 Optical receiver 13 Optical fiber transmission line 14 Center station 15 Antenna station 16 Antenna 17 Band signal 18 Area where scramble frequency cannot be set 19 Scramble frequency is set Unavailable region 20 ... Optical amplifier 21 ... Polarizer 22 ... Optical modulator 23 ... Polarization-dependent optical modulator 24 ... Polarization converter 25 ... Optical receiver 26 ... Low-pass filter 27 ... Demodulator 28 ... Band bus filter 29: power amplifier 30: photoelectric converter

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Claims (12)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】時間的コヒーレンスを有する出力光を出力
する光源と、 前記光源に接続され、前記出力光の偏波を時間平均がほ
ぼ無偏光となるように時間的にスクランブルする偏波ス
クランブラと、 変調特性が入射偏波に対して依存性のある光変調器であ
って、前記偏波スクランブラで偏波スクランブルされた
前記出力光の一部または全部を、入力されたデータ信号
に対応する電気信号によって変調し、光ファイバに出力
する光変調器と、を備えることを特徴とする光通信シス
テム。
1. A light source for outputting output light having temporal coherence, and a polarization scrambler connected to the light source for scrambling the polarization of the output light temporally so that a time average is substantially non-polarized. And an optical modulator having a modulation characteristic dependent on the incident polarization, wherein a part or all of the output light polarization-scrambled by the polarization scrambler corresponds to an input data signal. An optical communication system comprising: an optical modulator that modulates with an electrical signal and outputs the modulated signal to an optical fiber.
【請求項2】前記光変調器はマッハ・ツェンダー型光変
調器であることを特徴とする請求項1記載の光通信シス
テム。
2. The optical communication system according to claim 1, wherein said optical modulator is a Mach-Zehnder type optical modulator.
【請求項3】前記偏波スクランブラと前記光変調器の間
に偏波を保持しない光ファイバ伝送路が挿入されている
ことを特徴とする請求項1または請求項2いずれか1項
記載の光通信システム。
3. The optical fiber transmission line according to claim 1, wherein an optical fiber transmission line that does not maintain polarization is inserted between the polarization scrambler and the optical modulator. Optical communication system.
【請求項4】前記データ信号は帯域信号であり、前記光
変調器によって前記出力光にサブキャリア信号として変
調されることを特徴とする請求項1乃至請求項3いずれ
か1項記載の光通信システム。
4. The optical communication according to claim 1, wherein said data signal is a band signal, and is modulated as a subcarrier signal on said output light by said optical modulator. system.
【請求項5】前記偏波スクランブラに印加される、偏波
をスクランブルするためのスクランブル信号の基本周波
数は前記帯域信号の下限周波数より小さく、かつ、前記
帯域信号の帯域幅に相当する周波数よりも大きいことを
特徴とする請求項4の光通信システム
5. A fundamental frequency of a scramble signal applied to the polarization scrambler for scrambling polarization is lower than a lower limit frequency of the band signal and higher than a frequency corresponding to a bandwidth of the band signal. 5. The optical communication system according to claim 4, wherein
【請求項6】前記スクランブル信号の基本周波数は前記
帯域信号の下限周波数の1/6より小さいことを特徴と
する請求項5の光通信システム。
6. The optical communication system according to claim 5, wherein a fundamental frequency of said scrambled signal is smaller than 1/6 of a lower limit frequency of said band signal.
【請求項7】前記スクランブル信号の基本周波数は、前
記基本周波数の任意の次数の高調波が前記帯域信号の信
号帯域内に重ならないように決定されていることを特徴
とする請求項5記載の光通信システム。
7. The fundamental frequency of the scramble signal is determined such that harmonics of any order of the fundamental frequency do not overlap within the signal band of the band signal. Optical communication system.
【請求項8】前記データ信号は、アンテナで受信した無
線信号をそのまま、または、中間周波数に変換した復調
されていない信号であることを特徴とする請求項4乃至
請求項7いずれか1項記載の光通信システム。
8. The data signal as claimed in claim 4, wherein the data signal is a radio signal received by an antenna as it is or a signal which has not been demodulated after being converted to an intermediate frequency. Optical communication system.
【請求項9】前記光源は屋内に設置され、前記光変調器
は屋外に設置される機器内に配置されていることを特徴
とする請求項4乃至請求項8の光通信システム
9. The optical communication system according to claim 4, wherein said light source is installed indoors, and said optical modulator is installed in an equipment installed outdoors.
【請求項10】時間的コヒーレンスを有する出力光を出
力する光源と、 偏波依存性のある光変調器であって、帯域信号に対応す
る電気信号により、前記光源の出力光にサブキャリア変
調を施す光変調器、または、偏波依存性損失のあるデバ
イスと前記光源の出力光にサブキャリア変調を施す光変
調器と、 前記光源と前記光変調器の間に挿入され、前記光源の出
力光を特定の周波数で偏波スクランブルする偏波スクラ
ンブラと、 前記光変調器によって変調された光を光電変換し、前記
偏波スクランブラのスクランブル周波数あるいはその高
調波と前記帯域信号の畳み込みによって発生した成分を
受信する光受信器と、を有することを特徴とする光通信
システム。
10. A light source for outputting output light having temporal coherence, and a polarization-dependent optical modulator, wherein sub-carrier modulation is performed on output light of the light source by an electric signal corresponding to a band signal. An optical modulator to be applied, or a device having a polarization dependent loss, an optical modulator for performing subcarrier modulation on output light of the light source, and an output light of the light source inserted between the light source and the optical modulator. A polarization scrambler that performs polarization scrambling at a specific frequency, photoelectrically converts the light modulated by the optical modulator, and is generated by convolution of the scrambling frequency of the polarization scrambler or a harmonic thereof and the band signal. An optical communication system comprising: an optical receiver that receives a component.
【請求項11】前記スクランブル周波数は前記帯域信号
の下限周波数よりも小さい周波数であり、前記光受信器
は、光電変換によって得られる、前記スクランブル周波
数あるいはその高調波と前記帯域信号の畳み込みによっ
て発生した成分のうち、最も周波数の低い成分を抽出す
ることを特徴とする請求項10記載の光通信システム。
11. The scramble frequency is lower than a lower limit frequency of the band signal, and the optical receiver is generated by convolving the band signal with the scramble frequency or a harmonic thereof obtained by photoelectric conversion. The optical communication system according to claim 10, wherein a component having the lowest frequency is extracted from the components.
【請求項12】前記光受信器は、光電変換によって得ら
れる、前記スクランブル周波数あるいはその高調波と前
記帯域信号の畳み込みによって発生した成分のうち、前
記帯域信号の周波数よりも高い周波数の成分を抽出する
ことを特徴とする請求項10記載の光通信システム。
12. The optical receiver extracts a component having a frequency higher than the frequency of the band signal among components generated by convolution of the scramble frequency or a harmonic thereof and the band signal obtained by photoelectric conversion. The optical communication system according to claim 10, wherein:
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