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JP2004328205A - Optical transmission device, optical transmission method, and optical communication system - Google Patents

Optical transmission device, optical transmission method, and optical communication system Download PDF

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JP2004328205A
JP2004328205A JP2003118229A JP2003118229A JP2004328205A JP 2004328205 A JP2004328205 A JP 2004328205A JP 2003118229 A JP2003118229 A JP 2003118229A JP 2003118229 A JP2003118229 A JP 2003118229A JP 2004328205 A JP2004328205 A JP 2004328205A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
light
optical
communication
receiving
linearly polarized
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
JP2003118229A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Makoto Akiba
誠 秋葉
Kazuhiko Wakamori
和彦 若森
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.)
Hamamatsu Photonics KK
National Institute of Information and Communications Technology
Original Assignee
Hamamatsu Photonics KK
National Institute of Information and Communications Technology
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 Hamamatsu Photonics KK, National Institute of Information and Communications Technology filed Critical Hamamatsu Photonics KK
Priority to JP2003118229A priority Critical patent/JP2004328205A/en
Publication of JP2004328205A publication Critical patent/JP2004328205A/en
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Abstract

【課題】光空間通信において、降雨時の光の減衰を防止することによって通信エラーを低減する。
【解決手段】レーザ2aから発生した直線偏光の偏光状態が偏光回転装置3によって制御される。偏光回転装置3によって所定の偏光状態とされた光が光送信部4aに入力され、送信光が空間データ通信路5を介して光受信部6aによって受信される。光受信部6aでは、光受信強度が検出され、検出された光受信強度を示すデータが送信側に伝送され、光受信部6bによって受信される。光受信部6bの受信出力が偏光制御装置8に入力され、光受信強度がより大きくなるように、偏光回転装置3が制御される。
【選択図】 図2
In optical space communication, a communication error is reduced by preventing light attenuation during rainfall.
The polarization state of linearly polarized light generated from a laser is controlled by a polarization rotation device. Light having a predetermined polarization state by the polarization rotation device 3 is input to the optical transmitter 4a, and the transmitted light is received by the optical receiver 6a via the spatial data communication path 5. The optical receiving unit 6a detects the optical receiving intensity, transmits data indicating the detected optical receiving intensity to the transmitting side, and receives the data by the optical receiving unit 6b. The reception output of the light receiving unit 6b is input to the polarization control device 8, and the polarization rotation device 3 is controlled so that the light reception intensity becomes higher.
[Selection] Figure 2

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
この発明は、光空間通信システムに適用される光送信装置、光送信方法、光通信システムおよび光通信方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
高度情報通信社会では、多様なマルチメディア情報通信機器とそれらを結ぶネットワークが社会の隅々に浸透するものと予想され、より高速・大容量の通信が必要となる。しかしながら、携帯電話等の急増によって無線通信に用いる電波資源が少なくなってきている。このような状況を緩和するために、光空間通信技術が提案されている。光空間通信機器は、室内の端末間通信あるいは屋外のビル間通信に使用することが既になされている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
光空間通信では、伝搬路である屋外での降雨による伝送エラーが発生する。この信頼性の劣化の問題を解決することが望まれている。
【0004】
したがって、この発明の目的は、降雨中の光の大気伝搬特性には強い偏光依存性があることを利用して降雨時の通信エラーの発生を低減することを可能とする光送信装置、光送信方法、光通信システムおよび光通信方法を提供することにある。
【0005】
【課題を解決するための手段】
上述した課題を解決するために、請求項1の発明は、空間を介してデータを送信する光送信装置において、直線偏光をレーザ光源で発生し、直線偏光の偏光状態を光学手段で制御可能とし、光学手段からの光を通信光として空間通信路に送出し、受信側で光受信強度を検出し、光受信強度がより大きくなるように、光学手段をフィードバック制御するものである。
【0006】
請求項6の発明は、空間を介してデータを送受信する光送信システムにおいて、複数の偏光状態を有する検出光と直線偏光の通信光とを合成して空間通信路に送出し、検出光および通信光を受信して受信された検出光から最適偏光状態を検出し、偏光制御信号によって偏光状態が最適に制御された通信光を空間通信路に送出するものである。
【0007】
この発明では、降雨時の光受信強度が偏光状態に依存していることに着目して、光受信強度がより大きくなるように、通信光の偏光状態をフィードバック制御し、またはフィードホワード制御する。それによって通信エラーを低減させることができる。
【0008】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の一実施形態について図面を参照して説明する。図1は、強い降雨時における平均受信強度の時間変動の測定例を示し、正規化された平均受信強度を縦軸にとり、時間を横軸にとったものである。一般的に平均受信強度とビット誤り率BER(Bit Error Rate)の関係は、指数関数の関係にあり、平均受信強度が低下すると、BERが急激に大きくなる。図1は、1.55μm帯の波長を使用し、622Mbpsのレートを有するパルス信号を使用し、一定時間間隔で測定したものである。
【0009】
図1において、黒四角のマークは、光Nの測定値を示し、白い丸のマークは、偏光Pの測定値を示し、×のマークは、偏光Sの測定値を示す。ここで、Pは、地面に垂直な直線偏光の平均受信強度を示し、Sは、地面に平行な直線偏光の平均受信強度を示し、Nは、偏光状態が規定されてなく、偏光状態が分からないものの平均受信強度を示す。偏光PとSは、同一の光伝搬路を通るように制御される。
【0010】
平均受信強度は、光の透過率が高いほど大きな値となる。図1から分かるように、P、SおよびNの各偏光に関するグラフは、互いに相違しており、特に強い降雨時には、偏光によって光の透過率が大きく異なることが分かる。そのなかで、特定の偏光状態で透過率が非常に増大することがあることが見いだされた。
【0011】
この発明は、このような測定結果に基づいて、透過率の高い偏光状態を常に維持して光を送信することによって、降雨時における光の減衰を低減しようとするものである。以下、この発明の一実施形態による光空間通信システムについて図2を参照して説明する。
【0012】
図2において、参照符号1は、送信データの入力端子である。図示しないが、送信データは、エラー訂正符号化、変調等の処理で発生したものである。半導体レーザ等のレーザ2aに対して送信データが加えられ、レーザ2aからデータに応じて強度が変調された直線偏光が発生する。データに応じてレーザ光の強度を変調するために、レーザによって発生したレーザ光を電気光学変調器、音響光学変調器等の光変調器によって変調しても良い。
【0013】
レーザ2aから発生した直線偏光が偏光回転装置3に入射される。偏光回転装置3は、偏光を180°回転させることができる。偏光制御装置8からの電気的な制御信号に応答して、例えば図1の測定結果を生じさせるP偏光とS偏光の間の任意の偏光状態を有する直線偏光を出力することができる。偏光回転装置3によって所定の偏光状態とされた光が光送信部4aに入力される。光送信部4aは、送信望遠鏡等からなる光学的な構成のもので、光送信部4aによって通信光が空間データ通信路5に対して送出される。
【0014】
空間データ通信路5を通った通信光が光受信部6aによって受信される。光受信部6aは、受信望遠鏡、フォトダイオード(光検出器)等で構成されている。光受信部6aによって受信光が電気信号(受信データ)に変換されて出力端子7に取り出される。図示しないが、受信データは、エラー訂正符号によるエラー訂正、復号等の処理を受ける。
【0015】
双方向通信を行うために、入力端子1bから入力された送信データが信号処理部9に入力され、送信データがエラー訂正符号による符号化、送信データのフォーマットへの変換等の処理を受ける。信号処理部9からの送信データがレーザ2bに供給され、送信データに応じてレーザ光の強度が変調される。レーザ2bで発生した直線偏光が光送信部4bに供給される。光送信部4bは、光送信部4aと同様に、送信望遠鏡等からなる光学的な構成に加えて偏光回転装置および偏光制御装置が設けられている。光送信部4bによって通信光が空間データ通信路5に対して送出される。
【0016】
光受信部6aでは、光受信強度が検出される。例えば所定時間間隔毎に光受信強度が検出される。検出された光受信強度を示すデータが信号処理部9に供給される。信号処理部9において、送信データ中に光受信強度を示すデータが挿入される。なお、光受信強度を示すデータから生成された偏光回転装置に対する制御データを信号処理部9に対して供給するようにしても良い。
【0017】
空間データ通信路5を通った通信光が送信側に設けられている光受信部6bによって受信される。光受信部6bは、光受信部6aと同様に、受信望遠鏡、フォトダイオード(光検出器)等で構成されている。光受信部6bによって受信光が電気的信号に変換されて受信データが出力端子7bに取り出される。また、光受信部6bで受信データから分離された光受信強度を示すデータが偏光制御装置8に供給される。
【0018】
偏光制御装置8は、光受信強度を示すデータに基づいて偏光回転装置3を制御する。例えば光受信部6bからのデータに基づいて光受信強度を監視しており、光受信強度が予め設定した所定量、減少した段階で、送信側は、降雨があると判断して、偏光を90°/秒程度の速度を回転させ始める。光受信強度が所定量、減少しない晴天時では、偏光回転装置3が固定されている。
【0019】
偏光回転装置3が回転している時に、最も光受信強度が大きい偏光状態で偏光回転装置3が固定される。これ以降では、偏光角度を0°〜±45°の範囲で常に連続的または段階的に変化させながら、その範囲で光受信強度が最大となるピークを見つけるように偏光回転装置3が偏光制御装置8によって制御される。
【0020】
双方向通信の場合では、光受信部6bによって光受信強度を検出し、検出した光受信強度のデータ、または制御用のデータを信号処理部において送信データに挿入し、この光受信強度のデータ、または制御用のデータを光受信部6aにおいて分離し、光送信部4b内の偏光制御装置に供給する構成が可能である。実際には、双方向通信の場合、各方向の通信光の通る空間がほぼ同じであるので、光受信部6aでのみ光受信強度を検出した結果に基づいて、光送信部4b内の偏光回転装置を制御するようになされる。上述した偏光回転装置3を偏光制御装置8が制御するのと同様に、光送信部4b内の偏光制御装置が偏光回転装置を制御する。このフィードバック制御により光送信部4bから光受信部6bに送信される送信レーザ光の偏光状態が制御され、降雨時の通信エラーが低減される。
【0021】
次に、図3を参照してこの発明の他の実施形態について説明する。他の実施形態は、上述した一実施形態がフィードバック制御を行うのに対して、フィードホワード制御を行うものである。また、双方向通信における各方向の光が通り空間がほぼ同じことを考慮し、偏光依存性の測定を光受信部17bの出力のみから行うようにしたものである。
【0022】
図3において、参照符号11aは、送信データの入力端子であり、半導体レーザ等のレーザ12aに対して送信データが加えられ、レーザ12aからデータに応じて強度が変調された直線偏光の通信用送信レーザ光が発生する。データに応じてレーザ光の強度を変調するために、電気光学変調器、音響光学変調器等の光変調器を使用しても良い。
【0023】
レーザ12aからの通信用送信レーザ光が光合成部13に入射される。光合成部13において、検出光発生部14で生成された多くの偏光状態を持つ光が合成される。検出光発生部14は、発光ダイオード、白色光、または送信レーザ光の一部を1ミリ秒程度以内の時間で種々の偏光状態に切り替えたレーザ光である。光合成部13からは、種々の偏光状態を持つ検出光が合成された通信光が発生する。光送信部15aによって通信光が空間データ通信路16に対して送出される。
【0024】
空間データ通信路16を通った通信光が光受信部17bによって受信される。光受信部17aによって受信光が電気信号(受信データ)に変換されて出力端子18bに取り出される。光受信部17bで受光された通信用光が偏光依存性測定部19に入射される。偏光依存性測定部19は、受信光強度の偏光依存性を測定し、最も透過率が高い(受信強度が最も強い)偏光状態を検出する。
【0025】
受信光の偏光依存性を測定する方法の一例を説明する。受信した光の一部をビームスプリッタで分離して偏光板に入射し、この偏光板を回転させ、偏光状態と受信光の強度の関係を測定する。この場合、受信光は、信号に応じて強度変調されているので、信号光を除外する処理がなされる。例えば信号光がレーザ12aによって生成されるので、信号光の偏光状態が予め分かっていることと、鋭い一番大きなピークを持つ等という特性から信号光を識別し、除外することが可能である。
【0026】
偏光依存性測定部19が各偏光状態と光受信強度の関係を測定し、最適偏光状態を示す偏光制御信号を発生する。この偏光制御信号が光送信部15bおよび信号処理部20に供給される。光送信部15bは、レーザ12bからの直線偏光が入射される。光送信部15bに設けられた偏光回転装置に対して偏光依存測定部19からの偏光制御信号が供給され、偏光回転装置によって偏光状態が最適に制御される。偏光状態が最適に制御された通信光が空間データ通信路16に送出される。
【0027】
信号処理部20には、入力端子11bからの送信データが供給され、送信データに対して偏光依存測定部19からの偏光制御信号が挿入される。偏光制御信号が挿入された送信データによってレーザ12bが発生するレーザ光の強度が変調される。光送信部15bにおいて、上述したように偏光状態が制御された通信光が空間データ通信路16に送出される。光受信部17aでは、受信データを出力端子18aに取り出すと共に、偏光制御信号を分離する。分離された偏光制御信号が光送信部15a内の偏光回転装置に供給され、偏光状態が最適なものに制御される。この発明の他の実施形態では、偏光依存性測定部19の測定結果を使用してオープンループでもって偏光状態を最適に制御している。
【0028】
この発明は、上述したこの発明の一実施形態等に限定されるものでは無く、この発明の要旨を逸脱しない範囲内で様々な変形や応用が可能である。例えばこの発明は、上述した光通信システムに限らず、測定システムに対して適用することができる。
【0029】
【発明の効果】
この発明においては、屋外の空間を伝送路とする光通信または測定システムにおいて、降雨時に光受信強度が大きくなるように、空間伝送路を通る光の偏光状態を制御するものである。この発明は、透過率の高い偏光状態を維持して光を送信することができる。通信エラーは、光受信強度の減少に対して指数関数的に増大するので、光受信強度が低くなることを避けることによって、通信エラーを低減させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】降雨時の平均受信強度が偏光に依存して変化することを示す測定例のグラフである。
【図2】この発明の一実施形態による通信システムのブロック図である。
【図3】この発明の他の実施形態による通信システムのブロック図である。
【符号の説明】
2・・・レーザ、3・・・偏光回転装置、4a,4b・・・光送信部、5・・・空間データ通信路、6a,6b・・・光受信部、8・・・偏光制御装置
[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an optical transmission device, an optical transmission method, an optical communication system, and an optical communication method applied to an optical free space communication system.
[0002]
[Prior art]
In the advanced information and communication society, it is expected that various multimedia information and communication devices and networks connecting them will penetrate into every corner of the society, and higher speed and larger capacity communication will be required. However, radio resources used for wireless communication are decreasing due to the rapid increase of mobile phones and the like. To alleviate such a situation, an optical space communication technology has been proposed. Optical space communication devices have already been used for indoor terminal communication or outdoor building communication.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
In the optical space communication, a transmission error occurs due to rain outside the propagation path. It is desired to solve the problem of deterioration of reliability.
[0004]
Therefore, an object of the present invention is to provide an optical transmission device and an optical transmission device capable of reducing the occurrence of communication errors at the time of rain by utilizing the fact that the atmospheric propagation characteristics of light during rain have strong polarization dependence. A method, an optical communication system and an optical communication method are provided.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above-mentioned problem, an invention according to claim 1 is an optical transmission device for transmitting data through space, wherein linearly polarized light is generated by a laser light source, and the polarization state of the linearly polarized light can be controlled by optical means. And transmitting the light from the optical means to the spatial communication path as communication light, detecting the light receiving intensity on the receiving side, and performing feedback control on the optical means so as to increase the light receiving intensity.
[0006]
According to a sixth aspect of the present invention, in an optical transmission system for transmitting and receiving data through space, detection light having a plurality of polarization states and communication light of linear polarization are combined and transmitted to a spatial communication path, and the detection light and communication The light is received, the optimum polarization state is detected from the received detection light, and the communication light whose polarization state is optimally controlled by the polarization control signal is transmitted to the spatial communication path.
[0007]
In the present invention, focusing on the fact that the light reception intensity at the time of rain depends on the polarization state, feedback control or feedforward control of the polarization state of the communication light is performed so that the light reception intensity increases. Thereby, communication errors can be reduced.
[0008]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 shows a measurement example of the time variation of the average reception intensity during heavy rainfall, in which the normalized average reception intensity is plotted on the vertical axis and the time is plotted on the horizontal axis. Generally, the relationship between the average reception intensity and the bit error rate (BER) is an exponential function, and when the average reception intensity decreases, the BER rapidly increases. FIG. 1 shows a measurement at a fixed time interval using a pulse signal having a rate of 622 Mbps using a wavelength in the 1.55 μm band.
[0009]
In FIG. 1, black square marks indicate measured values of light N, white circle marks indicate measured values of polarized light P, and x marks indicate measured values of polarized light S. Here, P indicates the average reception intensity of linearly polarized light perpendicular to the ground, S indicates the average reception intensity of linearly polarized light parallel to the ground, and N indicates that the polarization state is not defined and the polarization state is not known. Shows the average reception strength of none. The polarizations P and S are controlled to pass through the same light propagation path.
[0010]
The average reception intensity increases as the light transmittance increases. As can be seen from FIG. 1, the graphs for the respective polarizations of P, S, and N are different from each other, and it can be seen that the light transmittance greatly differs depending on the polarization, particularly during heavy rainfall. Among them, it has been found that the transmission can be very increased at certain polarization states.
[0011]
The present invention intends to reduce the attenuation of light during rainfall by transmitting light while always maintaining a polarization state with a high transmittance based on such measurement results. Hereinafter, an optical spatial communication system according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
[0012]
In FIG. 2, reference numeral 1 is an input terminal for transmission data. Although not shown, the transmission data is generated by processing such as error correction coding and modulation. Transmission data is added to a laser 2a such as a semiconductor laser, and linearly polarized light whose intensity is modulated according to the data is generated from the laser 2a. In order to modulate the intensity of the laser light according to the data, the laser light generated by the laser may be modulated by an optical modulator such as an electro-optic modulator or an acousto-optic modulator.
[0013]
The linearly polarized light generated from the laser 2a is incident on the polarization rotation device 3. The polarization rotation device 3 can rotate the polarized light by 180 °. In response to an electrical control signal from the polarization controller 8, it is possible to output linearly polarized light having any polarization state between P-polarized light and S-polarized light, for example, which produces the measurement results of FIG. Light having a predetermined polarization state by the polarization rotation device 3 is input to the optical transmission unit 4a. The optical transmission unit 4a has an optical configuration including a transmission telescope and the like, and communication light is transmitted to the spatial data communication path 5 by the optical transmission unit 4a.
[0014]
The communication light passing through the spatial data communication path 5 is received by the light receiving unit 6a. The light receiving unit 6a includes a receiving telescope, a photodiode (photodetector), and the like. Receiving light by the light receiving section 6a is taken to the converted output terminal 7 a into an electric signal (received data). Although not shown, the received data undergoes processing such as error correction and decoding using an error correction code.
[0015]
In order to perform bidirectional communication, transmission data input from the input terminal 1b is input to the signal processing unit 9, and the transmission data undergoes processing such as encoding using an error correction code and conversion of the transmission data into a format. Transmission data from the signal processing unit 9 is supplied to the laser 2b, and the intensity of the laser light is modulated according to the transmission data. The linearly polarized light generated by the laser 2b is supplied to the optical transmission unit 4b. Like the optical transmission unit 4a, the optical transmission unit 4b includes a polarization rotation device and a polarization control device in addition to an optical configuration including a transmission telescope and the like. The communication light is transmitted to the spatial data communication path 5 by the optical transmitter 4b.
[0016]
The light receiving unit 6a detects the light receiving intensity. For example, the optical reception intensity is detected at predetermined time intervals. Data indicating the detected light reception intensity is supplied to the signal processing unit 9. In the signal processing unit 9, data indicating the optical reception intensity is inserted into the transmission data. Note that control data for the polarization rotation device generated from the data indicating the light reception intensity may be supplied to the signal processing unit 9.
[0017]
Communication light passing through the spatial data communication path 5 is received by an optical receiver 6b provided on the transmission side. The light receiving unit 6b includes a receiving telescope, a photodiode (photodetector), and the like, like the light receiving unit 6a. The received light is converted into an electrical signal by the optical receiver 6b, and the received data is extracted to the output terminal 7b. Further, data indicating the light reception intensity separated from the reception data by the light receiving unit 6b is supplied to the polarization control device 8.
[0018]
The polarization control device 8 controls the polarization rotation device 3 based on data indicating the light reception intensity. For example, the optical receiving intensity is monitored based on the data from the optical receiving unit 6b. When the optical receiving intensity decreases by a predetermined amount, the transmitting side determines that there is rainfall and changes the polarization to 90. Start rotating at a speed of about ° / sec. In fine weather where the light reception intensity does not decrease by a predetermined amount, the polarization rotation device 3 is fixed.
[0019]
When the polarization rotation device 3 is rotating, the polarization rotation device 3 is fixed in a polarization state where the light reception intensity is the highest. After that, the polarization rotation device 3 changes the polarization angle continuously and stepwise within the range of 0 ° to ± 45 °, and finds the polarization control device 3 so as to find a peak at which the light reception intensity is maximum in that range. 8.
[0020]
In the case of two-way communication, the optical receiving unit 6b detects the optical receiving intensity, and inserts the detected optical receiving intensity data or control data into the transmission data in the signal processing unit. Alternatively, a configuration is possible in which control data is separated in the optical receiving unit 6a and supplied to the polarization controller in the optical transmitting unit 4b. Actually, in the case of two-way communication, since the space through which communication light in each direction passes is substantially the same, the polarization rotation in the light transmission unit 4b is performed based on the result of detecting the light reception intensity only in the light reception unit 6a. It is adapted to control the device. The polarization control device in the light transmission unit 4b controls the polarization rotation device in the same manner as the polarization control device 8 controls the polarization rotation device 3 described above. By this feedback control, the polarization state of the transmission laser light transmitted from the optical transmitter 4b to the optical receiver 6b is controlled, and the communication error at the time of rainfall is reduced.
[0021]
Next, another embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. In another embodiment, feed-forward control is performed in contrast to the above-described embodiment in which feedback control is performed. Also, in consideration of the fact that the light passes in each direction in the two-way communication and the space is almost the same, the polarization dependence is measured only from the output of the light receiving unit 17b.
[0022]
In FIG. 3, reference numeral 11a denotes an input terminal for transmission data. Transmission data is applied to a laser 12a such as a semiconductor laser, and the transmission for linearly polarized light whose intensity is modulated according to the data from the laser 12a. Laser light is generated. In order to modulate the intensity of the laser light according to the data, an optical modulator such as an electro-optic modulator or an acousto-optic modulator may be used.
[0023]
The transmission laser beam for communication from the laser 12a is incident on the light combining unit 13. The light combining section 13 combines the lights having many polarization states generated by the detection light generating section 14. The detection light generating unit 14 is a light emitting diode, white light, or laser light in which a part of the transmission laser light is switched to various polarization states within about 1 millisecond or less. The light combining unit 13 generates communication light in which detection lights having various polarization states are combined. The communication light is transmitted to the spatial data communication path 16 by the optical transmission unit 15a.
[0024]
The communication light passing through the spatial data communication path 16 is received by the light receiving unit 17b. The received light is converted into an electric signal (received data) by the light receiving unit 17a and extracted to the output terminal 18b. The communication light received by the light receiving unit 17b is incident on the polarization dependency measuring unit 19. The polarization dependence measuring unit 19 measures the polarization dependence of the received light intensity, and detects the polarization state with the highest transmittance (the strongest reception intensity).
[0025]
An example of a method for measuring the polarization dependence of received light will be described. A part of the received light is separated by a beam splitter and is incident on a polarizing plate. The polarizing plate is rotated, and the relationship between the polarization state and the intensity of the received light is measured. In this case, since the received light is intensity-modulated according to the signal, a process for excluding the signal light is performed. For example, since the signal light is generated by the laser 12a, the signal light can be identified and excluded from the characteristics that the polarization state of the signal light is known in advance and that the signal light has the sharpest largest peak.
[0026]
The polarization dependence measuring unit 19 measures the relationship between each polarization state and the light reception intensity, and generates a polarization control signal indicating the optimal polarization state. This polarization control signal is supplied to the optical transmission unit 15b and the signal processing unit 20. The optical transmitter 15b receives linearly polarized light from the laser 12b. The polarization control signal from the polarization dependent measurement unit 19 is supplied to the polarization rotation device provided in the light transmission unit 15b, and the polarization state is optimally controlled by the polarization rotation device. Communication light whose polarization state is optimally controlled is transmitted to the spatial data communication path 16.
[0027]
The transmission data from the input terminal 11b is supplied to the signal processing unit 20, and the polarization control signal from the polarization dependence measurement unit 19 is inserted into the transmission data. The intensity of the laser beam generated by the laser 12b is modulated by the transmission data into which the polarization control signal has been inserted. In the optical transmission unit 15b, the communication light whose polarization state is controlled as described above is transmitted to the spatial data communication path 16. The optical receiver 17a extracts the received data to the output terminal 18a and separates the polarization control signal. The separated polarization control signal is supplied to a polarization rotation device in the optical transmission unit 15a, and the polarization state is controlled to an optimum one. In another embodiment of the present invention, the polarization state is optimally controlled by an open loop using the measurement result of the polarization dependence measurement unit 19.
[0028]
The present invention is not limited to the above-described embodiment of the present invention, and various modifications and applications are possible without departing from the gist of the present invention. For example, the present invention is not limited to the optical communication system described above, and can be applied to a measurement system.
[0029]
【The invention's effect】
According to the present invention, in an optical communication or measurement system using an outdoor space as a transmission path, the polarization state of light passing through the spatial transmission path is controlled so that the light reception intensity increases during rainfall. According to the present invention, light can be transmitted while maintaining a polarization state with a high transmittance. Since the communication error increases exponentially with the decrease in the optical reception intensity, the communication error can be reduced by avoiding the decrease in the optical reception intensity.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a graph of a measurement example showing that the average reception intensity at the time of rain varies depending on polarization.
FIG. 2 is a block diagram of a communication system according to an embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a block diagram of a communication system according to another embodiment of the present invention.
[Explanation of symbols]
2 ... Laser, 3 ... Polarization rotating device, 4a, 4b ... Optical transmitter, 5 ... Spatial data communication path, 6a, 6b ... Optical receiver, 8 ... Polarization controller

Claims (7)

空間を介してデータを送信する光送信装置において、
直線偏光を発生するレーザ光源と、
上記レーザ光源からの直線偏光が入射され、上記直線偏光の偏光状態を制御する光学手段と、
上記光学手段からの光を通信光として空間通信路に送出する送信手段と、
光受信強度の信号を受信側から受信する受信手段と、
上記光受信強度がより大きくなるように、上記光学手段を制御する制御手段とからなる光送信装置。
In an optical transmission device that transmits data through space,
A laser light source that generates linearly polarized light,
Optical means for receiving linearly polarized light from the laser light source and controlling the polarization state of the linearly polarized light,
Transmitting means for transmitting light from the optical means to the spatial communication path as communication light,
Receiving means for receiving a signal of optical reception intensity from the receiving side,
An optical transmission device comprising: a control unit that controls the optical unit so that the optical reception intensity is higher.
請求項1において、
上記光学手段は、上記光受信強度が所定量低下する時に、上記制御動作を開始する光送信装置。
In claim 1,
The optical transmission device, wherein the optical means starts the control operation when the optical reception intensity decreases by a predetermined amount.
空間を介してデータを送信する光送信方法において、
直線偏光を発生し、
上記直線偏光の偏光状態を制御した光を通信光として空間通信路に送出し、
光受信強度の信号を受信側から受信し、
上記光受信強度がより大きくなるように、上記偏光状態を制御する光送信方法。
In an optical transmission method for transmitting data through space,
Generates linearly polarized light,
Transmitting the light whose polarization state of the linearly polarized light is controlled to the spatial communication path as communication light,
Receiving the signal of the optical reception intensity from the receiving side,
An optical transmission method for controlling the polarization state so that the optical reception intensity is higher.
空間を介してデータを送受信する光通信システムにおいて、
送信装置は、
直線偏光を発生するレーザ光源と、
上記レーザ光源からの直線偏光が入射され、上記直線偏光の偏光状態を制御する光学手段と、
上記光学手段からの光を通信光として空間通信路に送出する送信手段と、
光受信強度の信号を受信側から受信する受信手段と、
上記光受信強度がより大きくなるように、上記光学手段を制御する制御手段とからなり、
受信装置は、
上記通信光を受信する受信手段と、
光受信強度を検出し、上記送信装置に上記光受信強度の信号を送信する送信手段とからなる光通信システム。
In an optical communication system for transmitting and receiving data through space,
The transmitting device is
A laser light source that generates linearly polarized light,
Optical means for receiving linearly polarized light from the laser light source and controlling the polarization state of the linearly polarized light,
Transmitting means for transmitting light from the optical means to the spatial communication path as communication light,
Receiving means for receiving a signal of optical reception intensity from the receiving side,
As the light receiving intensity is higher, the control means for controlling the optical means,
The receiving device
Receiving means for receiving the communication light,
An optical communication system comprising: a transmission unit that detects an optical reception intensity and transmits a signal of the optical reception intensity to the transmission device.
空間を介してデータを送受信する光通信方法において、
直線偏光を発生し、
上記直線偏光の偏光状態を制御した光を通信光として空間通信路に送出し、
上記通信光を受信し、
受信された光の光受信強度を検出し、上記光受信強度の信号を送信し、
光受信強度の信号を受信側から受信し、
上記光受信強度がより大きくなるように、上記偏光状態を制御する光通信方法。
In an optical communication method for transmitting and receiving data through space,
Generates linearly polarized light,
Transmitting the light whose polarization state of the linearly polarized light is controlled to the spatial communication path as communication light,
Receiving the communication light,
Detecting the light reception intensity of the received light, transmitting a signal of the light reception intensity,
Receiving the signal of the optical reception intensity from the receiving side,
An optical communication method for controlling the polarization state so that the optical reception intensity is higher.
空間を介してデータを送受信する光送信システムにおいて、
直線偏光を発生するレーザ光源と、
複数の偏光状態を有する検出光を上記直線偏光と合成する光合成部と、
上記光合成部からの光を通信光として空間通信路に送出する第1の送信手段と、
上記検出光および通信光を受信する第1の受信手段と、
上記第1の受信手段で受信された検出光から最適偏光状態を検出する偏光依存性測定手段と、
上記偏光依存性測定手段からの偏光制御信号によって偏光状態が最適に制御された通信光を上記空間通信路に送出する第2の送信手段と、
上記通信光を受信する第2の受信手段とからなる光通信システム。
In an optical transmission system that transmits and receives data through space,
A laser light source that generates linearly polarized light,
A light combining unit that combines detection light having a plurality of polarization states with the linearly polarized light,
First transmitting means for transmitting the light from the light combining section as communication light to a spatial communication path;
First receiving means for receiving the detection light and the communication light;
Polarization dependency measuring means for detecting an optimum polarization state from the detection light received by the first receiving means,
A second transmission unit that transmits communication light whose polarization state is optimally controlled by the polarization control signal from the polarization dependence measurement unit to the spatial communication path;
An optical communication system comprising: a second receiving unit that receives the communication light.
空間を介してデータを送受信する光通信方法において、
直線偏光を発生し、
複数の偏光状態を有する検出光を上記直線偏光と合成し、
上記合成された光を通信光として空間通信路に送出し、
上記通信光を受信し、
上記受信された通信光から最適偏光状態を検出し、
上記最適偏光状態を指示する偏光制御信号によって偏光状態が最適に制御された通信光を上記空間通信路に送出し、
上記通信光を受信する光通信方法。
In an optical communication method for transmitting and receiving data through space,
Generates linearly polarized light,
Combining the detection light having a plurality of polarization states with the linearly polarized light,
Sending out the combined light as a communication light to a spatial communication path,
Receiving the communication light,
Detecting the optimum polarization state from the received communication light,
The communication light whose polarization state is optimally controlled by the polarization control signal indicating the optimal polarization state is transmitted to the spatial communication path,
An optical communication method for receiving the communication light.
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