Polarisationsmultiplex (Polarisation Division Multiplex, PolDM) kann zur Erhöhung der Kapazität eines optischen Uber- tragungssystems verwendet werden.

Im Tagungsband der European Conference on Optical Communica- tions 1993, Montreux, Schweiz, S. 401-404, Beitrag WeP9.3 (F.

Heismann et al.,"Automatic Polarisation Demultiplexer for Polarization-Multiplexed Transmission Systems") ist ein opti- sches PolDM-Ubertragungsystem beschrieben. Ein empfänger- seitiger Polarisationstransformator wird derart eingeregelt, daß die beiden PolDM-Kanäle auf die beiden Ausgänge eines nachgeschalteten Polarisationsstrahlteilers aufgeteilt werden.

Bei hohen Übertragungsbitraten treten jedoch Verzerrungen durch Polarisationsmodendispersion (PMD) auf. Durch PMD werden optische Signale mehr oder weniger depolarisiert. Im Fall von PolDM bedeutet dies, daß die beiden PolDM-Kanäle nicht nebensprechfrei auf die beiden Ausgänge eines Polarisa- tionsstrahlteilers aufgeteilt werden können.

Zur Erhöhung der Kapazität eines optischen Ubertragungssys- tems kann auch Polarisationsumtastung (Polarisation Shift Keying, PolSK) verwendet werden.

Im Tagungsband der European Conference on Optical Communica- tions 1994, S. 67-71 ist ein PolSK-Übertragungsystem be- schrieben. Zum Empfang von PolSK gibt es auch im Tagungsband

der European Conference on Optical Communications 1992, Bei- trag TuA5.7 einen Beitrag über zweistufige Polarisationsum- tastung. Zum Empfang von PolSK mittels Überlagerungsempfang wird z. B. im Tagungsband der European Conference on Optical Communications 1994, S. 67-71 herausgestrichen, daß eine rein elektronische Polarisationsregelung dann möglich ist, wenn die drei Stokes-Parameter S1, S2, S3 detektiert werden. Im Regelfall sind Linearkombinationen dieser Stokes-Parameter zu bilden, welche als Zeilen einer Rotationsmatrix aufgefaßt werden können. Bei Datenraten von z. B. 40 Gb/s ist die Bil- dung regelbarer Linearkombinationen von Signalen höchst prob- lematisch, weil die begrenzte Bandbreite der dazu verwendeten Multiplizierer etc. Intersymbolinterferenz verursacht. Außer- dem bedeutet die Bereitstellung eines Empfängers auch für einen dritten Stokes-Parameter in dem Fall, daß man nur 4stufiges PolSK durch Variation zweier Stokes-Parameter durchführt, einen unerwünschten Aufwand.

Eine optische Polarisationsregelung kann zwar zur richtigen Extraktion der modulierten Stokes-Parameter benutzt werden, doch für den Fall von Depolarisation des empfangenen Signals durch PMD wurde noch keine Lösung angegeben.

PMD-Kompensation bei der optischen Übertragung ist z. B. in Electronics Letters, Band 35,1999, Heft 8, Seiten 652-654 oder in den Proc. 9th European Conference on Integrated Op- tics (ECIO'99), April 14-16,1999, Turin, Italien, postdead- line-paper-Band, S. 17-19 und den dort genannten Literatur- stellen angegeben. Über den Empfang von PolDM oder PolSK ist jedoch nichts angegeben.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, Empfänger für die opti- sche Informationsübertragung mittels Polarisationsmulti- plex/Polarisationsumtastung bei Anwesenheit von Polarisati- onsmodendispersion anzugeben.

Diese Aufgabe wird durch ein in Anspruch 1 angegebenes Ver- fahren gelöst. Im unabhängigen Patentanspruch 4 wird ein ge- eigneter Empfänger angegeben.

Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen an- gegeben.

Die Lösung des Problems liegt in der Hintereinanderschaltung eines Kompensators von Polarisationsmodendispersion und min- destens einem Polarisationsstrahlteiler oder Polarisator.

Ersterer kompensiert PMD, letztere nehmen die gewünschte Po- larisationsseparation vor. Zwischen PMD-Kompensator und Pola- risationsstrahlteiler kann ein Polarisationstransformator vorgesehen sein, falls diese Funktion nicht schon vom PMD- Kompensator mit übernommen wird.

In einem Ausführungsbeispiel der Erfindung besteht der PolDM- Empfänger aus einem PMD-Kompensator, einer darauf folgenden eingangsseitigen Polarisationsregelung und einem Separa- tor/Detektor für PolDM-Signale, bestehend aus einem Polarisa- tionsstrahlteiler und an dessen beiden Ausgängen je einer Photodiode, und schließlich den Photodioden nachgeschalteten elektrischen Datensignalregeneratoren.

In einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung wird ein Empfänger zum Empfang von 8stufigem PolSK mit Umtastung dreier Stokes-Parameter verwendet. Auch hier werden eine oder mehrere eingangsseitige Polarisationsregelungen so angesteu- ert, daß die gewünschte empfängerseitige Trennung der Signale ausgeführt wird. Vorgeschaltet ist ein Kompensator von Pola- risationsmodendispersion, der die zunächst vorhandene, PMD- bedingte Depolarisation aufhebt.

Weitere Ausführungsbeispiele der Erfindung betreffen vierstu- fige PolSK.

Die Erfindung wird anhand von Ausführungsbeispielen näher er- läutert.

Es zeigen Figur 1 den prinzipiellen Aufbau eines Übertragungssystems mit Polarisationsmultiplex, Figur 2 einen Empfänger, Figur 3 einen erfindungsgemäßen Separator/Detektor für PolSK- Signale, Figur 4 ein Vektordiagramm linearer Polarisationszustände, Figur 5 eine Ausführungsvariante eines Teils des Separa- tors/Detektors, Figur, 6 einen Separator/Detektor für PolSK-Signale, Figur 7 einen weiteren Separator/Detektor für PolSK-Signale und Figur 8 einen weiteren Separator/Detektor.

Figur 1 zeigt den prinzipiellen Aufbau eines Ubertragungssys- tems mit Polarisationsmultiplex (PolDM).

Sendeseitig sind zwei optische Sender TX1, TX2 vorhanden, welche orthogonal polarisierte optische Signale OS1, OS2 aus- senden. Diese werden in einem sendeseitigen Polarisations- strahlteiler PBSS kombiniert und können anschließend über einen Lichtwellenleiter LWL zu einem Empfänger RX mit einem Eingang EI übertragen werden. Da der Lichtwellenleiter i. a. nicht polarisationserhaltend ist und außerdem PMD aufweist, ergibt sich die Schwierigkeit, die beiden Signale OS1, OS2 wieder zu trennen. Die optischen Sender werden mit Datensig- nalen SDD11 und ggf. SDD12 für den Sender TX1, und SDD21, SDD22 für den Sender TX2 moduliert.

Gemäß Figur 2 besteht der Empfänger RX hier aus einem Separa- tor/Detektor SD und nachgeschalteter Empfängerelektronik. Wie jeder Empfänger für Signale mit Polariationsmultiplex oder Polarisationsumtastung besteht der Empfänger RX seinerseits aus mehreren Empfängern RX1, RX2, RX3, die jedoch erfindungs- gemäß durch weitere Baugruppen ergänzt werden. Die Komponen- ten mit einer 3"im Bezeichner und die dazugehörigen Leitun-

gen und Signale werden hier nicht, sondern erst in einem spa- teren Ausführungsbeispiel benötigt.

Der Separator/Detektor SD für Polarisationsmultiplex ist in Figur 3 gezeichnet. Das empfangene optische Signal wird vom Eingang EI über einen PMD-Kompensator PMDC einem endlosen Po- larisationstransformator PT zugeleitet, welcher Steuersignale ST1, ST2 empfängt. An seinem Ausgang ist ein Polarisations- strahlteiler PBS angebracht, welcher orthogonal polarisierte Signalanteile an seinen Ausgängen OUT1, OUT2 zur Verfügung stellt. Die Ausgangssignale OUT1, OUT2 sollen im Idealfall die orthogonal polarisierten Signale OS1 bzw. OS2 sein ; sie tun dies bei Anwesenheit von PMD jedoch nur bei geeigneter Einstellung von PT und des vorgeschalteten Kompensators von Polarisationsmodendispersion PMDC. Die Signale OUT1, OUT2 werden in Photodioden PD11, PD21 detektiert, welche elektri- sche detektierte Signale ED1, ED2 erzeugen. Da PolDM ein mehrstufiges Modulationsverfahren ist, reagiert es empfind- lich auf Einflüsse wie Polarisationsmodendispersion (PMD).

Der PMD-Kompensator PMDC vor dem Polarisationstransformator PT wirkt auch in diesem Fall.

In Figur 3 ist mit dem Eingang EI der Empfangseinrichtung RX ein stilisierter Lithiumniobatchip SUB verbunden, welcher PMD-Kompensator PMDC, Polarisationstransformator PT und Pola- risationsstrahlteiler PBS integriert. Statt des integrierten Aufbaus könnten beispielsweise auch der PMD-Kompensator PMDC separat und Polarisationstransformator PT und Polarisations- strahlteiler PBS wie im Tagungsband der European Conference on Optical Communications 1993, Montreux, Schweiz, S. 401- 404, Beitrag WeP9.3 beschrieben aufgebaut werden.

Für 40Gb/s-Betrieb werden elektrische detektierte Signale ED1, ED2 1 : 2-Demultiplexer-Entscheidern DDM1, DDM2 zugelei- tet, welche eine Entscheiderfunktion besitzen, gleichzeitig aber auf die halbe Datenrate heruntermultiplexen. Solche Schaltungen sind aus dem International J. of High Speed

Electronics and Systems, Band 9,1998, No. 2 (H.-M. Rein,"Si and SiGe bipolar ICs for 10 to 40 Gb/s optical-fiber TDM links") bekannt.

Die Signale ED1, ED2 werden auch analogen 1 : 2-Demultiplexern DM1, DM2 ohne Entscheiderfunktion zugeleitet. Es ist zweckmä- ßig, die erforderlichen Taktsignale CL1, CL2 für den Betrieb der Demultiplexer DM1, DM2 jeweils einer gemeinsamen Quelle zu entnehmen.

Analogsignal D11 an einem Ausgang des Demultiplexers DM1 wird mit Signal DD21 am entsprechenden Ausgang von Demultiplexer- Entscheider DDM2 in einem Korrelator K12 korreliert. Das Kor- relationsprodukt KP12 wird in einem Tiefpaßfilter L12 tief- paßgefiltert und einem Regler RG1 zugeleitet, welcher ein oder mehrere Stellsignale ST1 erzeugt.

Analogsignal D21 an einem Ausgang des Demultiplexers DM2 wird mit Signal DD11 am entsprechenden Ausgang von Demultiplexer- Entscheider DDM1 in einem Korrelator K21 korreliert. Das Kor- relationsprodukt KP21 wird in einem Tiefpaßfilter L21 tief- paßgefiltert und einem Regler RG2 zugeleitet, welcher ein oder mehrere Stellsignale ST2 erzeugt.

Die Korrelatoren K12, K21 können als Exklusiv-Oder-Gatter oder als Multiplizierer ausgeführt sein. Zusätzlich zu oder anstelle der Korrelatoren K12, K21 können weitere Korrelato- ren die Korrelationsprodukte zwischen den Signalen DD12 und D22 sowie zwischen den Signalen DD22 und D12 bilden.

Die Regler RG1, RG2 können auch zu einem gemeinsamen Regler RG zusammengefaßt werden. Die Stellsignale ST1, ST2 werden zum Separator/Detektor SD geleitet, wo sie den Polarisations- transformator PT steuern.

Die Regler RG1, RG2, RG besitzen vorzugsweise Proportional- oder Proportional-Integral-Regelglieder und sorgen daher da- für, daß die zeitlichen Mittelwerte ihrer Eingangssignale zu-

mindest näherungsweise verschwinden. Dies bedeutet, daß zwi- schen den analogen, noch keiner Entscheidung zugeführten Sig- nalen D11, D21 und den digitalen, aus einer Entscheidung her- rührenden Signalen DD21, DD11 des jeweils anderen Empfänger- teils keine Korrelation besteht. Fehlende Korrelation bedeu- tet Abwesenheit von Nebensprechen. In vorteilhafter Weise wird deshalb der Polarisationstransformator PT so einge- stellt, daß an den Ausgängen des Empfängers RX1 Signale DD11, DD21 optimaler Qualität und niedrigster Bitfehlerquoten zur Verfügung stehen. Dies gilt auch für die Signale DD12, DD22 der Ausgänge des Empfängers RX2. Diese Signale entsprechen den durch ein vorangestelltes"S"gekennzeichneten sendesei- tigen Modulationssignalen SDD11, SDD12, SDD21, SDD22.

Eine Vereinfachung ist dann möglich, wenn bei verbesserter Halbleitertechnologie oder niedrigerer Bitrate Entscheidungen mit der vollen Bittaktfrequenz vorgenommen werden können. In diesem Fall besitzen die Baugruppen DDM1, DDM2 keinen zweiten Ausgang und sind lediglich Entscheider. Die Baugruppen DM1, DM2 können fortgelassen werden, so daß die Analogsignale D11, D21 den Signalen ED1, ED2 entsprechen.

Gütesignalgewinner und Regler RP1, RP2, RP3, welche auch zu einer gemeinsamen Baugruppe RP zusammengefaßt werden können und welche mindestens ein Stellsignal SP1, SP2, SP3 erzeugen, werden wie in den Proc. 9th European Conference on Integrated Optics (ECIO'99), April 14-16,1999, Turin, Italien, postdeadline-paper-Band, S. 17-19 (D. Sandel et al.,"In- tegrated-optical polarization mode dispersion compensation for 6-ps, 40-Gb/s pulses") beschrieben zur Regelung des PMD- Kompensators PMDC eingesetzt.

Der Polarisationstransformator PT ist prinzipiell ebenso auf- gebaut wie der PMD-Kompensator PMDC, welcher in der gerade genannten Literaturstelle näher beschrieben ist und einfach die Kaskade mehrerer Modenwandler als Polarisationstransfor- matoren darstellt. Die Steuersignale des Reglers RG werden

dem Polarisationstransformator PT zugeführt, während die Steuersignale des Reglers RP dem PMD-Kompensator PMDC zuge- führt werden. Aus dem gerade genannten Grund kann jedoch der Polarisationstransformator PT auch ein Teil, insbesondere ein ausgangsseitig gelegener Teil, des PMD-Kompensators PMDC sein.

Durch senderseitiges nichtideales Multiplex im sendeseitigen Polarisationsstrahlteiler PBSS kann es zu reduzierter Ortho- gonalität der empfangenen optischen Signale OS1, OS2 kommen.

Gemäß Figur 4 und Figur 5 ist es in solchen Fällen günstig, nach Durchlaufen eines Leistungsteilers TE je einen Polarisa- tionstransformator PT1, PT2 mit vorgeschaltetem PMD-Kompensa- tor PMDC1, PMDC2 und nachgeschaltetem Polarisationsstrahltei- ler oder Polarisator PBS1, PBS2 einzusetzen. Für den Fall li- nearer Polarisationen sind die durch das Ausführungsbeispiel der Figur 5 erreichten Polarisationsanpassungen in Figur 4 skizziert. Die empfangenen Signale OS1, OS2 sind nicht ortho- gonal zueinander polarisiert. Das Signal OUT1, welches durch PBS1 transmittiert wird, ist jedoch orthogonal zu OS2, und OUT2, welches durch PBS2 transmittiert wird, ist orthogonal zu OS1. Daß OS1 nicht identisch mit OUT1 polarisiert ist und OS2 nicht identisch mit OUT2 polarisiert ist, führt zwar zu einem gewissen Signalverlust, der jedoch leichter zu ertragen ist als ein starkes Nebensprechen, welches sich gemäß dem Stand der Technik (durch Maximierung eines Korrelationspro- dukts) dann ergäbe, wenn man OS1 identisch mit OUT1 und OS2 identisch mit OUT2 machte.

Weitere Ausführungsbeispiele sind auch durch Korrelation zwischen zwei Analogsignalen Dll, D21 möglich.

Schließlich können durch Messung der Leistungen der Signale ED1, ED2 Signale gewonnen werden, welche zur Überprüfung und ggf. (langsamen) Nachregelung oder gezielten Vorverzerrung der sendeseitigen Polarisationsorthogonalität verwendet werden. Dies ermöglicht die Optimierung des Übertragungssys-

tems derart, daß beispielsweise polarisationsabhängige Dämp- fung des Lichtwellenleiters nicht nur nicht zu Nebensprechen führt, sondern auch zu keiner Benachteiligung eines der opti- schen Signale OS1, OS2 gegenüber dem anderen.

Während bisher Ausführungsbeispiele der Erfindung für PolDM- Signale beschrieben wurden, sollen jetzt Ausführungsbeispiele für PolSK-Signale beschrieben werden. Der Empfänger der Figur 2, diesmal inklusive Baugruppen und Signalen, welche den In- dex 3"tragen, ist auch zum Empfang von 8stufigem PolSK mit Umtastung dreier Stokes-Parameter geeignet, wenn der Separa- tor/Detektor SD beispielsweise gemäß Figur 6 ausgeführt wird.

Gemäß Stand der Technik seien die Modulationszustände die Ecken eines der Poincare-Kugel einbeschriebenen Würfels. Zu detektierende Teilsignale des gesamten optischen Signals seien die Signale OS1, OS2, OS3, die am Eingang EI des Bau- steins auftreten. Auf einen gemeinsamen optionalen PMD-Kom- pensator PMDC folgt ein endloser Polarisationstransformator PT1, gleichzeitig Teile der Funktionen der Polarisations- transformatoren PT2, PT3 beinhaltet. Ein Leistungsteiler TE teilt das Signal auf drei Kanäle auf, die jeweils Polarisati- onsstrahlteiler PBS1, PBS2, PBS3 enthalten. In zweien dieser Kanäle sind jedoch weitere Polarisationstransformatoren PT2, PT3 erforderlich, welche Teile der Polarisationstransforma- toren PT2, PT3 sind. An den Ausgängen OUT11, OUT12, OUT21, OUT22, OUT31, OUT32 der Polarisationsstrahlteiler sind Photo- dioden PD11, PD12, PD21, PD22, PD31, PD32 angeschlossen, de- ren Ausgangssignale mittels Subtrahierern SU1, SU2, SU3 zu elektrischen detektierten Signalen ED1, ED2, ED3 weiterverar- beitet werden.

Die Einregelung der Polarisationstransformatoren PT1, PT2, PT3 erfolgt durch Betragsminimierung der mit Hilfe von Tief- paßfiltern L11, L12, L21, L22, L31, L32 gebildeten zeitlichen Mittelwerte der durch Korrelatoren K12, K23, K31, K21, K32 und K13 gebildeten Korrelationsprodukte K12, K23, K31, K21, K32 und K13.

Solange die Polarisationstransformatoren PT1, PT2, PT3 noch nicht eingeregelt sind, ergeben sich als elektrische detek- tierte Signale ED1, ED2, ED3 jeweils elektrische Detektions- signale, welche Linearkombinationen der Stokes-Parameter S1, S2, S3 des empfangenen optischen Signals am Eingang EI sind.

Durch Einstellung der Polarisationstransformatoren können diese Linearkombination gerade so gestaltet werden, daß je- weils das gewünschte Teilsignal, z. B. OS1 mit horizonta- ler/vertikaler Polarisation für ED1 durch Einstellung von PT1, OS2 mit linearer Polarisation mit 45'Erhebungswinkel für ED2 durch Einstellung von PT2 und OS3 mit rechts- /linkszirkularer Polarisation für ED3 durch Einstellung von PT3, detektiert wird. Perfekte Polarisationsorthogonalität vorausgesetzt, können die Baugruppen PT2 und PT3 feste Po- larisationstransformatoren sein. Im gerade genannten Beispiel muß Polarisationstransformator PT2 ein linear mit 45° oder -45° Erhebungswinkel polarisiertes Signal am dem Leistungs- teiler TE zugewendeten Ausgang des Polarisationstransforma- tors PT1 in ein horizontal oder vertikal polarisiertes Signal am dem Polarisationsstrahlteiler PBS2 zugewandten Ausgang dieses Polarisationstransformators PT2 umwandeln. Ebenso muß Polarisationstransformator PT3 ein rechts-oder linkszirku- lar polarisiertes Signal am dem Leistungsteiler TE zugewende- ten Ausgang des Polarisationstransformators PT1 in ein hori- zontal oder vertikal polarisiertes Signal am dem Polarisati- onsstrahlteiler PBS3 zugewandten Ausgang dieses Polarisati- onstransformators PT3 umwandeln. Die Polarisationsstrahltei- ler PBS1, PBS2, PBS3 separieren nämlich diese horizontal oder vertikal polarisierten Signale.

In diesem Fall reicht es auch aus, zwei Korrelatoren einzu- setzen. Mit Bezug auf Figur 2 dürfen dies aber nicht solche Korrelatoren sein, die bei Vertauschung der Indizes identisch sind. Beispielsweise dürfen in diesem Fall die Korrelatoren K12 und K13 ausgewählt werden. Sinnvoller ist es aber auch in einem solchen Spezialfall, mindestens drei Korrelatoren, z. B.

K12, K23 und K31 oder besser noch die gezeichneten 6 Korrela- toren K12, K23, K31, K21, K32 und K13 einzusetzen.

Eine platzsparende Integration der optischen Komponenten auf einem Lithiumniobatsubstrat SUB mit X-Schnitt und Y-Ausbrei- tung läßt sich ebenfalls anhand Figur 6 erläutern : Gemäß Electronics Letters, Band 35,1999, Heft 8, Seiten 652-654 oder in den Proc. 9th European Conference on Integrated Op- tics (ECIO'99), April 14-16,1999, Turin, Italien, postdead- line-paper-Band, S. 17-19 besteht der PMD-Kompensator PMDC aus Modenwandlern P1... Pn-1. Polarisationstransformator PT1 besteht aus einem letzten Modenwandler Pn. Polarisations- transformatoren PT2 und PT3 sind ebenfalls jeweils Moden- wandler. Alle diese Modenwandler sind gemäß IEEE Journal of Quantum Electronics, Vol. QE-18, Nr. 4, April 1982, Seite 767 bis 771 ausgeführt. Polarisationstransformatoren PT2 und PT3 sind entweder um ein ungeradzahliges Viertel einer Schwebungswellenlänge als optische Weglänge versetzt ange- bracht (d. h., die optischen Weglängen und, bei gleichartiger Beschaffung der Wellenleiter auch die Abstände der Eingänge der Polarisationstransformatoren PT2 und PT3 vom Signalver- zweigungspunkt innerhalb des Leistungsteilers TE unterschei- den sich um ein Viertel einer Schwebungswellenlänge), oder die Signale in PT2 und PT3 werden so ausgebildet, daß PT2, PT3 so wirken, als ob dies der Fall wäre. Bei eingeschränk- ter Modulationssignalsorthogonalität im Stokes-Raum können optischer Weglängenunterschied oder diese Signale u. U. etwas anders gewählt werden. Die beiden Polarisationstransformato- ren PT2 und PT3 fuhren (im Idealfall vollständiger Modula- tionssignalsorthogonalität im Stokes-Raum) jeweils hälftige Modenkonversion (oder-rückkonversion) durch, bei einge- schränkter Modulationssignalsorthogonalität u. U. etwas grö- ßere oder kleinere. Wenn Polarisationstransformator PT2 45°- Polarisation in TE-Polarisation umwandelt, dann tut dies Po- larisationstransformator PT3 für zirkulare, so daß die TE- TM-Polarisationsstrahlteiler PBS1, PBS2, PBS3 die gewünschten Signale erhalten.

Beim im Ausnahmefall auftretenden Ausfall eines oder mehrerer der drei Empfangsteilsignale OS1, OS2, OS3 oder Teile RX1, RX2, RX3 des Empfängers können die Informationen der von diesem Ausfall betroffenen Korrelatoren fortgelassen werden und es kann auf eine Polarisationsregelung übergegangen werden, welche das Korrelationsprodukt zwischen den Signalen DDij und Dij (i = 1... 3, j 1... 2) maximiert. Analoges gilt auch für Signale mit PolDM.

Läßt man in Figur 2 und 6 die Komponenten mit einer bestimm- ten Zahl zwischen 1 und 3 im Bezeichner, z. B."2"oder"1" weg, allerdings ohne Berücksichtigung eventuell vorhandener Modenwandler PI... Pn, und bei den Photodioden PD11... PD32 und Polarisationsstrahlteilerausgängen OUT11... OUT32 nur diejenigen, welche diese Zahl als erste der Zahlen im Be- zeichner tragen, und läßt auch die dazugehörigen Leitungen und Signale weg, so erhält man einen Empfänger für 4stufiges PolSK mit Modulation zweier Stokes-Parameter. Die Modulati- onszustände sind beispielsweise die Ecken eines einem Groß- kreis der Poincare-Kugel einbeschriebenen Quadrats.

In diesem Fall ergibt sich die Besonderheit, daß Nebensprech- freiheit der beiden Kanäle noch nicht automatisch maximale Nutzsignale in diesen zwei Kanälen bewirken. Dieses Manko läßt sich einfach dadurch beheben, daß zusätzlich zu der be- schriebenen Minimierung von Korrelationsprodukten auch eine Maximierung der Leistungen der Nutzsignale durchgeführt wird.

Eine solche Maximierung eines Nutzsignals zum Zweck der Pola- risationsregelung ist schon aus Electron. Lett. 22 (1986) 15, S. 772-773 bekannt. Es müssen also die Leistungen der zwei vorhandenen der drei Signale ED1, ED2, ED3 maximiert werden.

Dies ist in Figur 2 dadurch berücksichtigt, daß Leistungsde- tektoren LD1, LD2, LD3 vorhanden sind, welche die Leistungen der aus den Signalen ED1, ED2, ED3 gewonnenen oder mit diesen Signalen ED1, ED2, ED3 identischen Signale D11, D21, D31 de- tektieren. Nach Filterung durch Tiefpaßfilter LDL1, LDL2, LDL3 werden die Ausgangssignale der Leistungsdetektoren LD1,

LD2, LD3 den Reglern RG1, RG2, RG3, welche Teil des Reglers RG sind, zugeführt und beeinflussen dort die Steuersignale ST1, ST2, ST3 im Sinne einer Maximierung der Signale D11, D21, D31, ED1, ED2, ED3. Wie im vorhergehenden Absatz be- schrieben, fallen in Figur 2 und deshalb auch in diesem Ab- satz die Komponenten mit einer bestimmten Zahl zwischen 1 und 3 im Bezeichner weg, da das Ausführungsbeispiel einen Empfän- ger für 4stufiges PolSK mit Modulation zweier Stokes-Parame- ter betrifft.

Zur Vermeidung polarisationsabhängiger Verluste im Leistungs- teiler TE im Falle seiner Ausführung als Teil eines integ- riert-optischen Bauteils kann es zweckmäßig sein, diesen schon vor den Polarisationstransformatoren PT1, PT2, PT3 und PMD-Kompensatoren PMDC1, PMDC2, PMDC3 anzuordnen und bei- spielsweise als faseroptischen Koppler mit gleichmäßiger Auf- teilung des Eingangssignals auf drei Ausgangsarme auszufüh- ren. Dies ist in Figur 7 gezeigt. Diese Anordnung ähnelt der in Figur 5 dargestellten, besitzt jedoch drei Kanäle für Aus- gangssignale und verwendet jeweils beide Ausgänge OUT11, OUT12, OUT21, OUT22, OUT31, OUT32 der Polarisationsstrahltei- ler PBS1, PBS2, PBS3.

Auch die Polarisationsstrahlteiler lassen sich optisch auf demselben Chip integrieren. Ein entsprechendes Ausführungs- beispiel der Erfindung zeigt Figur 8.

Es ist für PolDM-Empfang oder Empfang nur eines Kanals von PolSK vorgesehen. Ein Lithiumniobatchip mit X-Schnitt und Y- Ausbreitungsrichtung trägt einen doppelbrechenden Wellenlei- ter WG, der durch Titaneindiffusion realisiert ist. Am Ein- gang EI werden optische Signale eingespeist. Aufgedampfte kammförmige Elektroden Eln, E2n erzeugen ein periodisches elektrisches Feld, so daB Modenwandlung bewirkt wird. Die Elektrodenperiode ist etwa gleich einer Schwebungswellenlänge L gewählt. Benachbarte Kammelektroden sind um jeweils etwa 1/4 einer Schwebungswellenlänge gegeneinander verschoben, da- mit Modenwandlung in Phase und/oder in Quadratur bei Anlegen

von Spannungen an die entsprechenden Elektroden durchgeführt werden kann.

Im Ausgangsbereich des Chip ist ein TE-TM-Polarisations- strahlteiler PBS vorgesehen. Der Polarisationsstrahlteiler besitzt die Form eines optischen Richtkopplers mit zwei Ein- gängen E1, E2 und zwei Ausgängen OUT1, OUT2. Die Richtkopp- lerstruktur ist durch Wellenleiter WG definiert. Einer der Eingänge E1 ist an den eigentlichen Polarisationstransforma- tor und PMD-Kompensator angekoppelt. Im Kopplungsbereich KB des Polarisationsstrahlteilers werden die Lichtwellen überge- koppelt, wobei wegen der unterschiedlichen Modenfelder und der Doppelbrechung des Kristalls TE-und TM-Wellen unter- schiedlich gekoppelt werden. Bei geeigneter Dimensionierung erhält man an einem Ausgang OUT1 eine Polarisation, bei- spielsweise TE, während am anderen Ausgang OUT2 die dazu or- thogonale, in diesem Fall TM, erscheint.

Jeder PMD-Kompensator ist gleichzeitig auch ein Polarisati- onstransformator. Damit einerseits die gewünschte PMD-Kompen- sation eintritt und andererseits die gewünschte Polarisati- onstransformation bis zum Eingang E1 des Polarisationsstrahl- teilers PBS auftritt, ist es zweckmäßig, in der Nähe dieses Polarisationsstrahlteilers PBS gelegene Teile des PMD-Kompen- sators bevorzugt zum Zwecke der Polarisationstransformation, weiter entfernte, also in Richtung Eingang IN gelegene Teile des PMD-Kompensators bevorzugt zum Zwecke der PMD-Kompensa- tion anzusteuern.

Durch individuelle Ansteuerung der Elektroden mit Spannungen läßt sich sowohl PMD kompensieren (Depolarisation aufheben) als auch hinter den letzten Elektroden eine bestimmte Polari- sationskonfiguration erreichen (Polarisationstransformation durchführen).

Ausführungsbeispiele von Polarisationsstrahlteilern PBS sind in Figur 7 des Beitrags H. Herrmann et al., D. A. Smith, W.

Sohler,"Integrated optical, acoustically tunable wavelength filters and switches and their network applications", Proc.

ECIO 1993, Neufchâtel, Switzerland, S. 10-1 bis 10-3 sowie den dort angegebenen Literaturstellen zu entnehmen. Insbesondere können statt des Kopplungsbereichs KB protonenausgetauschte Wellenleiter eingesetzt werden.

Erfindungsgemäß kann jeder beliebige optische PMD-Kompensa- tor, ggf. ergänzt durch anschließenden Polarisationstransfor- mator PT, und gefolgt durch mindestens einen Polarisations- strahlteiler oder Polarisator, also einem polarisierenden Element, die gewünschte Funktion übernehmen.

Dazu zählen neben der optischen Integration von Modenwandlern in Lithiumniobat eine ebensolche in optischen Halbleitern wie GaAs und InP, wie im Tagungsband zur European Conference on Integrated Optics ECIO 1987, Glasgow, 11.-13. Mai 1987, S.

115-118 und im Tagungsband zur European Conference on Optical Communications 1990, S. 309-312 beschrieben ist, eine Integ- ration mit Flüssigkristallen, elektrooptischen Polymeren oder anderen in ihren Polarisationsübertragungseigenschaften beeinflußbaren optischen Substanzen, wobei als Substratmate- rial auch isotrope Substanzen wie ungepolte Polymere, Si02, Si verwendet werden können, und eine Ausführung mit tordieren oder anderweitig mechanisch beeinflußten Lichtwellenleitern, was z. B. in Electronics Letters Band 34,1998, No. 25, auf den Seiten 2421-2422 beschrieben ist. Neben einem Einsatz in doppelbrechenden Wellenleitern, die auch Modenkonverter ent- halten, können Flüssigkristalle auch in konzentrierten Pola- risationstransformatoren verwendet werden, wie z. B. im Ta- gungsband zur European Conference on Optical Communications (ECOC'98), Beitrag WdC24,1998, Madrid, Spanien, auf den Seiten 555-556 beschrieben ist. Solche werden, soweit sie den PMD-Kompensator darstellen, i. d. Regel von einem doppelbre- chenden Element mit differentieller Gruppenlaufzeit gefolgt ; dazu kann ein polarisationserhaltender Lichtwellenleiter (z. B. PANDA-Faser der Firma Fujikura, Japan), mit deutlich weniger Wirkung auch ein tordierter Standardlichtwellenlei-

ter, mit deutlich mehr Wirkung aber naturgemäß begrenzter Baulänge auch ein doppelbrechender Kristall Verwendung fin- den. Als konzentrierte Polarisationstransformator eignen sich neben Flüssigkristallen auch andere, z. B. elektrooptische Po- larisationstransformatoren aller Arten. Derzeit bevorzugte Bauformen von elektrooptischen Polarisationstransformatoren in LiNb03 sind z. B. in Optics Lett. Band 13,1988, Nr. 6, auf den Seiten 527-529, in IEEE J. Lightwave Techn. 8 (1990), S.

438-458, IEEE Photon. Techn. Lett. 4 (1992), S. 503-505 und Tagungsband der European Conference on Optical Communications 1993, Montreux, Schweiz, S. 401-404, Beitrag WeP9.3 beschrie- ben. Es ist lediglich erforderlich, daß, wie im Tagungsband zur Optical Fiber Communications Conference and International Conference on Integrated Optics and Optical Fiber Communia- tions (OFC/IOOC'99), postdeadline paper volume, PD29, San Diego, 21-26 Feb. 1999 berichtet wurde, PMD-Kompensatoren aus einer Reihe von differentiellen Verzögerungssektionen-d. h. also mindestens einer-aufgebaut werden können, daß die da- zwischenliegenden Polarisationstransformatoren jede beliebige Polarisation in eine Hauptpolarisation (principal state-of- polarization) der darauffolgenden differentiellen Verzöge- rungssektion überführen können muß.

Ebenfalls geeignete PMD-Kompensatoren mit mechanischen Stell- gliedern sind in Electronics Letters, Band 34,1998, Heft 23, auf den Seiten 2258-2259 beschrieben.