JP2008085612A - Optical transmission system and optical transmission method - Google Patents

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

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To realize polarized wave scramble actually effective for deterioration reduction by PMD. <P>SOLUTION: A polarized wave scrambler executes a first polarized wave modulation step of modulating a polarized wave of signal light so as to draw a circle on a Poincare sphere and a second polarized wave modulation step of modulating a polarized wave of signal light on a Poincare sphere so as to draw a circle inclined by an angle of either Kπ+0.20π or more and Kπ+0.37π or less or Kπ-0.37π or more and Kπ-0.20π or less with respect to the circle drawn on the Poincare sphere by the first polarized wave modulation step. Modulation speeds of the first and second polarized wave modulation steps are different from each other. Alternatively, the modulation speeds of the first and second polarized wave modulation steps are different from each other but are synchronized causing a polarization state to change periodically. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、光通信に関するものであり、より具体的には、光通信システムにおける偏波モード分散(Polarization Mode Dispersion :PMD)により生じる劣化(ペナルティ)を低減する光伝送システムに関する。   The present invention relates to optical communication, and more specifically, to an optical transmission system that reduces degradation (penalty) caused by polarization mode dispersion (PMD) in an optical communication system.

光伝送システムの高速化に伴い、PMDによる信号品質劣化が問題となってきている。PMDは、光伝送信号が、複屈折の生じた光ファイバや、複屈折を持つ光部品中を伝搬するときに生じるものであり、光伝送媒体の2つの主偏波状態(Principle State of Polarization :PSP)に対応する光信号の2つの直交偏波成分が異なる速度で伝搬することにより引き起こされる。その結果、受信器に到達した光信号には、PMDに起因した波形歪みが発生することになる。   As the speed of optical transmission systems increases, signal quality degradation due to PMD has become a problem. PMD is generated when an optical transmission signal propagates through an optical fiber having birefringence or an optical component having birefringence. The two main polarization states (Principle State of Polarization: PSP) is caused by propagation of two orthogonal polarization components of the optical signal at different speeds. As a result, waveform distortion caused by PMD occurs in the optical signal reaching the receiver.

2つの直交偏波成分の遅延時間差をDGD(Differential Group Delay)と言い、通常、その量をpsで表現する。送信器から受信器までの光ファイバ伝送路を一つの伝送媒体と見なしたとき、通常生じる量のPMDは、低速な信号では問題とならないが、10Gbit/sを超えるような高速な信号では、ビット間隔が短くなるため、波形歪の割合が大きくなり、大きなPMDは符号誤りを引き起こす。そのため、大きなPMDを有する伝送路に対しては、PMDを補償するための技術が必要になる。   The delay time difference between two orthogonal polarization components is called DGD (Differential Group Delay), and the amount is usually expressed in ps. When the optical fiber transmission line from the transmitter to the receiver is regarded as one transmission medium, the amount of PMD normally generated is not a problem with a low-speed signal, but with a high-speed signal exceeding 10 Gbit / s, Since the bit interval is shortened, the proportion of waveform distortion increases, and a large PMD causes a code error. Therefore, a technique for compensating for PMD is required for a transmission line having a large PMD.

また、光ファイバ伝送路の偏波状態は統計的な性質を有しており、偏波状態は環境変化により時間的に変化し、その変化は1ミリ秒以下の速い速度のことも、何日も同じ偏波状態が続くこともあり、PMDを補償する実用的な技術は難しい。   In addition, the polarization state of the optical fiber transmission line has a statistical property, and the polarization state changes with time due to environmental changes, and the change can be as fast as 1 millisecond or less. However, since the same polarization state may continue, a practical technique for compensating PMD is difficult.

光伝送媒体の2つの主偏波成分のパワーの和に対する一方の主偏波成分のパワーの割合を偏波分岐比(Splitting Ratio)と言い、記号γで表すが、PMDによる波形劣化はγに依存することが分かっている。2つの直交主偏波成分のパワーが等しい、すなわち、γ=0.5のときに、劣化が激しく、どちらかに偏っているとき、すなわち、γ=0あるいはγ=1のときに、劣化が小さい。   The ratio of the power of one main polarization component to the sum of the powers of the two main polarization components of the optical transmission medium is called the polarization splitting ratio (Splitting Ratio) and is represented by the symbol γ. I know it depends. When the powers of the two orthogonal main polarization components are equal, that is, when γ = 0.5, the deterioration is severe, and when the power is biased to either, that is, when γ = 0 or γ = 1, the deterioration occurs. small.

前述のように、光ファイバ伝送路の偏波状態は統計的な性質を有しており、伝送路に入射される光信号のγを特定の状態に固定することはできないため、γ=0あるいはγ=1の状態が望ましいが、γ=0.5の状態にもなりうるため、γ=0.5の最悪状態が続くことを考慮した伝送システムの設計をする必要がある。   As described above, the polarization state of the optical fiber transmission line has a statistical property, and γ of the optical signal incident on the transmission line cannot be fixed to a specific state. Although the state of γ = 1 is desirable, it can be a state of γ = 0.5. Therefore, it is necessary to design a transmission system considering that the worst state of γ = 0.5 continues.

そこで、偏波方向を変調することによって、γ=0.5の状態が続かないようにし、γの値を一様化することにより、劣化を平均化して最悪値から低減させ、伝送性能を改善することができる。また、前方誤り訂正(Forward Error Correction :FEC)は、システム・マージンを高める有効な手法であるが、FECブロック内で誤りが多いとその効果は減少する。そこで、偏波スクランブルにより、FECブロックの長さにわたって偏波状態を平均化することにより誤りを平均化し、FECの効果を向上させ、FEC符号化された信号の伝送における偏波モード分散の影響を低減する方法が特許文献1に記載されている。   Therefore, by modulating the polarization direction, the state of γ = 0.5 is not continued, and by uniformizing the value of γ, the deterioration is averaged and reduced from the worst value to improve the transmission performance. can do. Forward error correction (FEC) is an effective technique for increasing the system margin, but its effect decreases when there are many errors in the FEC block. Therefore, by polarization scrambling, errors are averaged by averaging the polarization state over the length of the FEC block, the effect of FEC is improved, and the influence of polarization mode dispersion in the transmission of FEC-coded signals is affected. A method of reducing is described in Patent Document 1.

米国特許6437892号U.S. Pat. No. 6,437,892 米国特許5361270号US Pat. No. 5,361,270 米国特許6914707号US Pat. No. 6,914,707 米国特許7046416号US Pat. No. 7,046,416 F.Heismann、“Compact Electro−Optic Polariziation Scramblers for Optically Amplified Lightwave Systems”,Journal of Lightwave Technology、14巻、8号、1801−1814頁、1996年刊F. Heismann, “Compact Electro-Optical Polarization Scramblers for Optically Amplified Lightwave Systems”, Journal of Lightwave Technology, Vol. 18-19, Journal of Light Technology.

特許文献1において偏波変調器としてポッケルスセルが示されているが、ポッケルスセルのような可変移相子(valuable retarder) を通常の使い方、すなわち、直線偏波と円偏波との間を変化させる偏波変調器を偏波スクランブラとして用いたときには、伝送路へ入射される偏波の変化の主軸が伝送媒体の主偏波(PSP)軸すなわちPMDベクトルと一致する場合には、偏波は変化してもスプリッティングレシオはγ=0.5のまま変化せず、PMDによる劣化は改善されない。   Patent Document 1 shows a Pockels cell as a polarization modulator, but a variable retarder like a Pockels cell is used in a normal manner, that is, changes between linear polarization and circular polarization. When the polarization modulator to be used is used as a polarization scrambler, if the principal axis of the change in polarization incident on the transmission line coincides with the principal polarization (PSP) axis of the transmission medium, that is, the PMD vector, the polarization Even if it changes, the splitting ratio remains unchanged at γ = 0.5, and deterioration due to PMD is not improved.

また、最初にスプリッティングレシオが変調されるような偏波状態に設定したとしても、伝送路の主偏波方向は環境変化により時間と共に変化するため、無効な偏波方向になってしまうことがある。さらに、この変調器では、変調器への入力偏波が変調器の主軸に対して45度傾いた直線偏波でなければならないため、変調器への入力偏波を固定あるいは制御する必要があるといった問題点もある。したがって、この種の偏波変調器には実用上の問題があった。   Also, even if the polarization state is set such that the splitting ratio is first modulated, the main polarization direction of the transmission path changes with time due to environmental changes, and may become an invalid polarization direction. . Further, in this modulator, since the input polarization to the modulator must be a linear polarization inclined by 45 degrees with respect to the main axis of the modulator, it is necessary to fix or control the input polarization to the modulator. There is also a problem. Therefore, this type of polarization modulator has a practical problem.

また、偏波依存損失を測定する測定装置として、あらゆる偏波状態を疑似ランダムに発生させる偏波スクランブラが市販されている。光伝送路の偏波依存損失を平均化し、伝送特性を安定化させるためにも偏波状態を疑似ランダムに発生させる偏波スクランブラが使用されることがある。これらの偏波スクランブラは、あらゆる偏波状態を疑似ランダムに発生させるためのものであり、できるだけ多くの偏波が一様に発生するように様々な工夫がなされている。   As a measuring apparatus for measuring polarization dependent loss, a polarization scrambler that generates all polarization states in a pseudo-random manner is commercially available. A polarization scrambler that generates a polarization state in a pseudo-random manner may be used to average the polarization-dependent loss of the optical transmission line and stabilize the transmission characteristics. These polarization scramblers are for generating all polarization states in a pseudo-random manner, and various devices have been made so that as many polarizations as possible can be generated uniformly.

また、偏波状態の変化速度も疑似ランダムであり、一定ではなく広範囲に分布している。こうした偏波スクランブラをPMDによる劣化を低減させる目的で使用すると、平均化が有効になるためには多くの偏波状態を必要とし、数マイクロ秒程度のFECブロック周期の時間では平均化が有効にならない場合があり、FECの効果が減少してしまう。   Moreover, the change rate of the polarization state is also pseudo-random and is not constant but distributed over a wide range. If such a polarization scrambler is used for the purpose of reducing degradation due to PMD, a large number of polarization states are required for the averaging to be effective, and the averaging is effective in the time of the FEC block period of about several microseconds. In some cases, the effect of FEC is reduced.

すなわち、偏波状態が疑似ランダムに発生するため、悪い偏波方向が続くことがあり得る。それを避けるため、FECブロック周期の時間で平均化が十分有効になるように多くの偏波状態を発生させようと偏波の変化速度を高速化すれば、PMDに起因するジッタの速度が高速になり、受信器のクロック抽出回路が追随せず、高速ジッタによる信号劣化を引き起こすという問題点がある。   That is, since the polarization state occurs pseudo-randomly, a bad polarization direction may continue. To avoid this, if the polarization change speed is increased so that many polarization states are generated so that averaging is sufficiently effective in the time of the FEC block period, the speed of the jitter caused by PMD is increased. Therefore, there is a problem that the clock extraction circuit of the receiver does not follow and causes signal degradation due to high-speed jitter.

したがって、FECを用いた伝送システムにおいては、偏波状態を疑似ランダムに発生させる構造の偏波スクランブラを用いると、偏波スクランブルの効果を十分に発揮できないという課題がある。   Therefore, in a transmission system using FEC, if a polarization scrambler having a structure that generates a polarization state in a pseudo-random manner is used, there is a problem that the effect of polarization scramble cannot be exhibited sufficiently.

また、Heismannは、非特許文献1に、エルビウム添加ファイバ増幅器における偏波ホールバーニングを防ぐことを目的として、光信号をDepolarizeする、すなわち、偏光度(Degree of Polarization :DOP)をゼロにする偏波スクランブラ(いわゆるMonochromatic Depolarizer)についてのまとめを報告している。また、特許文献2にも記載されている。   Heismann describes in Non-Patent Document 1 that the polarization of an optical signal is depolarized, that is, the degree of polarization (DOP) is zero, for the purpose of preventing polarization hole burning in an erbium-doped fiber amplifier. A summary of the scrambler (so-called Monochromatic Depolarizer) is reported. It is also described in Patent Document 2.

しかしながら、PMDによる劣化を低減させるためには、DOPがゼロになる必要は無く、また、DOPをゼロにする偏波スクランブル方法が、PMDによる劣化の低減に効果的かどうかは不明である。   However, in order to reduce the deterioration due to PMD, it is not necessary that the DOP becomes zero, and it is unclear whether the polarization scrambling method that makes the DOP zero is effective in reducing the deterioration due to PMD.

また、Noeらは、PMD検出デバイスに用いる偏波スクランブラとして、特許文献3に、また、PMD検出デバイスに用いるポアンカレ球上で3次元図形を描く偏波スクランブラとして、特許文献4に出力偏波の規格化ストークスベクトルに対するコリレーション行列が概ね3×3単位行列の1/3になる偏波スクランブラを記載している。   In addition, Noe et al. In JP-A-2001-228707 output polarization as a polarization scrambler used in a PMD detection device, and as a polarization scrambler that draws a three-dimensional figure on a Poincare sphere used in a PMD detection device. A polarization scrambler is described in which the correlation matrix for the normalized Stokes vector of the wave is approximately 1/3 of the 3 × 3 unit matrix.

しかしながら、PMDによる劣化を低減させるためには、コリレーション行列が3×3単位行列の1/3になる必要は無く、また、コリレーション行列が3×3単位行列の1/3になる偏波スクランブル方法がPMDによる劣化の低減に効果的かどうかは不明である。   However, in order to reduce degradation due to PMD, the correlation matrix does not need to be 1/3 of the 3 × 3 unit matrix, and the polarization is such that the correlation matrix is 1/3 of the 3 × 3 unit matrix. Whether the scrambling method is effective in reducing degradation due to PMD is unknown.

以上のように、特許文献には、PMDによる波形劣化を低減させるために偏波スクランブルが有効であることは示されているものの、PMDによる劣化低減に実用上有効な偏波スクランブラは存在しなかった。   As described above, although the patent document indicates that polarization scrambling is effective for reducing waveform deterioration due to PMD, there is a polarization scrambler that is practically effective for reducing deterioration due to PMD. There wasn't.

本発明は、このような背景の下に行なわれたものであって、PMDによる劣化低減に実用上有効な偏波スクランブルが実現できる光伝送システムおよび方法を提供することを目的とする。   An object of the present invention is to provide an optical transmission system and method capable of realizing polarization scrambling which is practically effective for reducing degradation due to PMD.

上記課題を解決するために、本発明は、伝送路への入力偏波をスクランブルする偏波スクランブラを備えた光伝送システムであって、本発明の特徴とするところは、前記偏波スクランブラは、信号光の偏波をポアンカレ球上で円を描くように変調する第1の偏波変調手段と、この第1の偏波変調手段によってポアンカレ球上に描かれた円に対してKπ+0.20π以上Kπ+0.37π以下またはKπ−0.37π以上Kπ−0.20π以下(ただし、Kは整数)の角度だけ傾いた円を描くようにポアンカレ球上で信号光の偏波を変調する第2の偏波変調手段とを備え、前記第1および第2の偏波変調手段の変調速度は互いに異なるところにある(第一の発明)。   In order to solve the above-described problems, the present invention provides an optical transmission system including a polarization scrambler that scrambles an input polarization to a transmission line. The feature of the present invention is the polarization scrambler. Includes a first polarization modulation means for modulating the polarization of the signal light so as to draw a circle on the Poincare sphere, and Kπ + 0... With respect to the circle drawn on the Poincare sphere by the first polarization modulation means. Second to modulate the polarization of the signal light on the Poincare sphere so as to draw a circle inclined by an angle of 20π to Kπ + 0.37π or Kπ−0.37π to Kπ−0.20π (where K is an integer). The first and second polarization modulation means have different modulation speeds (first invention).

あるいは、本発明は、伝送路への入力偏波をスクランブルする偏波スクランブラを備え、FECブロックの長さにわたって信号を平均化する光伝送システムであって、本発明の特徴とするところは、前記偏波スクランブラは、信号光の偏波をポアンカレ球上で円を描くように変調する第1の偏波変調手段と、この第1の偏波変調手段によってポアンカレ球上に描かれた円に対してKπ+0.20π以上Kπ+0.37π以下またはKπ−0.37π以上Kπ−0.20π以下の角度だけ傾いた円を描くようにポアンカレ球上で信号光の偏波を変調する第2の偏波変調手段とを備え、前記第1および第2の偏波変調手段の変調速度は互いに異なるところにある。または、前記第1および第2の偏波変調手段の変調速度は互いに異なるが同期しており偏波状態の変化が周期的であるところにある(第二の発明)。   Alternatively, the present invention is an optical transmission system that includes a polarization scrambler that scrambles the input polarization to the transmission line, and averages the signal over the length of the FEC block. The polarization scrambler includes first polarization modulation means for modulating the polarization of signal light so as to draw a circle on the Poincare sphere, and a circle drawn on the Poincare sphere by the first polarization modulation means. The second polarization that modulates the polarization of the signal light on the Poincare sphere so as to draw a circle inclined by an angle of Kπ + 0.20π or more and Kπ + 0.37π or less or Kπ−0.37π or more and Kπ−0.20π or less. Wave modulation means, and the modulation speeds of the first and second polarization modulation means are different from each other. Alternatively, the first and second polarization modulation means have different modulation speeds but are synchronized with each other, and the change in polarization state is periodic (second invention).

さらに、これら第一または第二の発明では、前記第2の偏波変調手段によってポアンカレ球上に描かれた円が前記第1の偏波変調手段によってポアンカレ球上に描かれた円に対してKπ+0.20π以上Kπ+0.37π以下またはKπ−0.37π以上Kπ−0.20π以下の角度だけ傾くように、前記第1の偏波変調手段と前記第2の偏波変調手段との間に偏波変換手段を備えることもできる(第三の発明)。   Further, in the first or second invention, the circle drawn on the Poincare sphere by the second polarization modulation means is different from the circle drawn on the Poincare sphere by the first polarization modulation means. There is a deviation between the first polarization modulation means and the second polarization modulation means so as to be inclined by an angle of Kπ + 0.20π or more and Kπ + 0.37π or less or Kπ−0.37π or more and Kπ−0.20π or less. A wave conversion means can also be provided (third invention).

この第三の発明の場合には、前記第1の偏波変調手段のみによってポアンカレ球上に描かれた円を観測してその円を含む平面の法線ベクトルをaとし、前記第2の偏波変調手段のみによってポアンカレ球上に描かれた円を観測してその円を含む平面の法線ベクトルをbとするときに、aとbとがなす角がKπ+0.20π以上Kπ+0.37π以下またはKπ−0.37π以上Kπ−0.20π以下となるように前記偏波変換手段を調整することが望ましい(第四の発明)。   In the case of the third invention, a circle drawn on the Poincare sphere is observed only by the first polarization modulation means, and a normal vector of a plane including the circle is defined as a, and the second polarization When the circle drawn on the Poincare sphere is observed only by the wave modulation means and the normal vector of the plane including the circle is b, the angle formed by a and b is Kπ + 0.20π or more and Kπ + 0.37π or less or It is desirable to adjust the polarization conversion means so that Kπ−0.37π or more and Kπ−0.20π or less (fourth invention).

あるいは、前記第三の発明の場合には、前記第1および第2の偏波変調手段は回転1/2波長板、前記偏波変換手段は移相子であって、2つの前記回転1/2波長板は回転軸の向きが等しく、また、周波数N×f[Hz]、M×f[Hz](N、MはN≠MかつN≠2Mかつ2N≠Mとなる自然数、fは周波数)の周期で回転させ、前記移相子はKπ+0.20π以上Kπ+0.37π以下またはKπ−0.37π以上Kπ−0.20π以下だけ位相を変化させることもできる(第五の発明)。   Alternatively, in the case of the third invention, the first and second polarization modulation means are rotation half-wave plates, the polarization conversion means is a phase shifter, and the two rotation 1 / Two-wave plates have the same rotation axis direction, and frequencies N × f [Hz] and M × f [Hz] (N and M are natural numbers such that N ≠ M and N ≠ 2M and 2N ≠ M, and f is a frequency. ) And the phase of the phase shifter can be changed by Kπ + 0.20π or more and Kπ + 0.37π or less, or Kπ−0.37π or more and Kπ−0.20π or less (fifth invention).

さらに、この第五の発明の場合には、2つの前記回転1/2波長板の回転周波数は、一方が周波数f[Hz]、他方が3f[Hz]であることが望ましい(第六の発明)。   Further, in the case of the fifth invention, it is desirable that one of the two half-wave plates has a frequency f [Hz] and the other 3 f [Hz] (the sixth invention). ).

あるいは、本発明は、伝送路へ入力される偏波をスクランブルし、信号の偏波状態を平均化する、または、FECブロックの長さにわたって信号の偏波状態を平均化する偏波スクランブラを備えた光伝送システムであって、本発明の特徴とするところは、前記偏波スクランブラは、回転1/2波長板と移相子と回転1/4波長板とからなる偏波コントローラにより構成され、前記回転1/2波長板と前記回転1/4波長板とは回転軸の向きが等しく、周波数P×f[Hz]、Q×f[Hz](P、QはP≠QかつP≠2Qとなる自然数、fは周波数)の周期で回転させ、前記移相子はKπ+0.20π以上Kπ+0.37π以下またはKπ−0.37π以上Kπ−0.20π以下だけ位相を変化させるところにある(第七の発明)。   Alternatively, the present invention provides a polarization scrambler that scrambles the polarization input to the transmission line and averages the polarization state of the signal, or averages the polarization state of the signal over the length of the FEC block. An optical transmission system provided with the present invention is characterized in that the polarization scrambler comprises a polarization controller comprising a rotation half-wave plate, a phase shifter, and a rotation quarter-wave plate. The rotation half-wave plate and the rotation quarter-wave plate have the same rotation axis direction, and the frequencies P × f [Hz] and Q × f [Hz] (P and Q are P ≠ Q and P ≠ 2Q is a natural number, f is a frequency) and the phase shifter changes the phase by Kπ + 0.20π to Kπ + 0.37π or Kπ−0.37π to Kπ−0.20π. (Seventh invention).

あるいは、本発明は、伝送路へ入力される偏波をスクランブルし、信号の偏波状態を平均化する、または、FECブロックの長さにわたって信号の偏波状態を平均化する偏波スクランブラを備えた光伝送システムであって、本発明の特徴とするところは、前記偏波スクランブラは、第1および第2の回転1/4波長板とこの第1および第2の回転1/4波長板の間に設けられた回転1/2波長板とからなる偏波コントローラにより構成され、前記第1の回転1/4波長板の初期回転角をk×π/3とし、前記回転1/2波長板の初期回転角を0とし、前記第2の回転1/4波長板の初期回転角を0とする(ただしkは3の倍数を除く整数)、あるいは、前記第1の回転1/4波長板の初期回転角を0とし、前記回転1/2波長板の初期回転角をk×π/6とし、前記第2の回転1/4波長板の初期回転角を0とする、あるいは、前記第1の回転1/4波長板の初期回転角を0とし、前記回転1/2波長板の初期回転角を0とし、前記第2の回転1/4波長板の初期回転角をk×π/3とし、前記第1の回転1/4波長板を周波数n×f[Hz]で回転させ、前記回転1/2波長板を周波数(n+m)/2×f[Hz]で回転させ、前記第2の回転1/4波長板を周波数m×f[Hz]で回転させる(ただしn、mは|n|≠|m|かつ|n|≠|2m|かつ|2n|≠|m|となるゼロでない整数、n、mの符号は回転方向を表し、例えば、正が右回りと定めれば、負は左回りである。fは周波数)ところにある(第八の発明)。   Alternatively, the present invention provides a polarization scrambler that scrambles the polarization input to the transmission line and averages the polarization state of the signal, or averages the polarization state of the signal over the length of the FEC block. An optical transmission system provided with the present invention is characterized in that the polarization scrambler includes first and second rotated quarter-wave plates and the first and second rotated quarter wavelengths. The rotation half-wave plate comprises a polarization controller comprising a rotation half-wave plate provided between the plates, and the initial rotation angle of the first rotation quarter-wave plate is k × π / 3. The initial rotation angle of the second rotation quarter wave plate is 0, and the initial rotation angle of the second rotation quarter wave plate is 0 (where k is an integer other than a multiple of 3), or the first rotation quarter wave plate The initial rotation angle of the rotating half-wave plate is set to 0. k × π / 6, the initial rotation angle of the second rotation quarter-wave plate is 0, or the initial rotation angle of the first rotation quarter-wave plate is 0, and the rotation 1 / The initial rotation angle of the two-wave plate is 0, the initial rotation angle of the second rotation quarter-wave plate is k × π / 3, and the first rotation quarter-wave plate is frequency n × f [Hz]. ], The rotated half-wave plate is rotated at a frequency (n + m) / 2 × f [Hz], and the second rotated quarter-wave plate is rotated at a frequency m × f [Hz] ( Where n and m are non-zero integers such that | n | ≠ | m | and | n | ≠ | 2m | and | 2n | ≠ | m |, and the signs of n and m represent the direction of rotation, for example, positive is right If it is determined to be round, negative is counterclockwise, f is frequency) (eighth invention).

また、前記第三の発明の場合には、前記第1および第2の偏波変調手段は可変移相子、前記偏波変換手段は固定1/2波長板であって、主軸の方向が等しい2つの前記可変移相子のそれぞれ最大偏波位相変位をN×2π、M×2πと設定して周波数f[Hz]の周期で同期して変化させ、前記固定1/2波長板は前記可変移相子の主軸方向に対してKπ/4+0.05π以上Kπ/4+0.093π以下またはKπ/4−0.093π以上Kπ/4−0.05π以下の角度だけ回転させて設置することもできる(第九の発明)。   In the case of the third invention, the first and second polarization modulation means are variable phase shifters, and the polarization conversion means is a fixed half-wave plate, and the directions of the main axes are equal. The maximum polarization phase displacement of each of the two variable phase shifters is set to N × 2π and M × 2π, and is changed synchronously with a period of frequency f [Hz], and the fixed half-wave plate is the variable It can also be installed by being rotated by an angle of Kπ / 4 + 0.05π or more and Kπ / 4 + 0.093π or Kπ / 4-0.093π or more and Kπ / 4-0.05π or less with respect to the principal axis direction of the phase shifter ( Ninth invention).

また、前記第一または第二の発明の場合には、前記第1の偏波変調手段は第1の可変移相子、前記第2の偏波変調手段は前記第1の可変移相子に対して主軸の向きKπ/2+0.10π以上Kπ/2+0.185π以下またはKπ−0.185π以上Kπ−0.10π以下だけ傾けた第2の可変移相子であって、前記第1および第2の可変移相子のそれぞれ最大偏波位相変位をN×2π、M×2πと設定し、周波数f[Hz]の周期で同期して変化させることもできる(第十の発明)。   In the case of the first or second invention, the first polarization modulation means is the first variable phase shifter, and the second polarization modulation means is the first variable phase shifter. A second variable phase shifter tilted by a principal axis direction Kπ / 2 + 0.10 π or more and Kπ / 2 + 0.185π or Kπ−0.185π or more and Kπ−0.10π or less. The maximum polarization phase displacement of each of the variable phase shifters can be set to N × 2π and M × 2π, and can be changed synchronously with a period of frequency f [Hz] (tenth invention).

さらに、前記第九または第十の発明の場合には、前記可変移相子の位相変化の時間波形が周波数f[Hz]の三角波であることが望ましい(第十一の発明)。   Furthermore, in the ninth or tenth invention, it is desirable that the time waveform of the phase change of the variable phase shifter is a triangular wave having a frequency f [Hz] (eleventh invention).

また、前記第二の発明の場合には、前記偏波状態の繰り返し周波数がFECブロックの長さに相当する周波数と一致するか、あるいは、自然数倍であることが望ましい(第十二の発明)。   In the case of the second invention, it is desirable that the repetition frequency of the polarization state coincides with a frequency corresponding to the length of the FEC block or is a natural number multiple (twelfth invention). ).

また、前記第二の発明の場合には、前記偏波状態の繰り返し周波数がFECブロックの長さに相当する周波数の概ね1/2倍より高く、かつ、偏波変動の最大周波数が前記伝送路から出力された信号の受信器のジッタ許容周波数より低くなる周波数であることもできる(第十三の発明)。   In the case of the second aspect of the invention, the repetition frequency of the polarization state is higher than about ½ times the frequency corresponding to the length of the FEC block, and the maximum frequency of polarization fluctuation is the transmission line. It can also be a frequency lower than the allowable jitter frequency of the receiver of the signal output from (13th invention).

あるいは、前記第二の発明の場合には、前記偏波状態の繰り返し周波数がFECブロックの長さに相当する周波数の概ね1/2倍より高く、かつ、前記偏波変動の最大周波数が前記伝送路から出力された信号の受信器のジッタ許容周波数より低くなる周波数であって、この周波数を時間的に変化させることもできる(第十四の発明)。   Alternatively, in the case of the second invention, the repetition frequency of the polarization state is higher than about 1/2 times the frequency corresponding to the length of the FEC block, and the maximum frequency of the polarization fluctuation is the transmission. It is a frequency that is lower than the allowable jitter frequency of the receiver of the signal output from the path, and this frequency can be changed with time (fourteenth invention).

また、前記第一ないし第七または第九ないし第十四のいずれかの発明の場合には、2つの前記偏波変調手段の変調速度は、ほぼ同期しているが、その同期すべき周波数から概ね10%以内の範囲のズレを許容することができる(第十五の発明)。   In the case of any one of the first to seventh or ninth to fourteenth inventions, the modulation speeds of the two polarization modulation means are substantially synchronized, but from the frequency to be synchronized. Deviation within a range of approximately 10% can be allowed (fifteenth invention).

また、前記第一ないし第十五のいずれかの発明の場合には、前記偏波スクランブラは、入力側あるいは伝送路側あるいはその両側にさらに偏波変調器を設け、前記変調周波数に同期していない前記変調周波数よりも低い周波数で偏波変調をさせることができる(第十六の発明)。   In the case of any one of the first to fifteenth inventions, the polarization scrambler is further provided with a polarization modulator on the input side, the transmission line side, or both sides thereof, and is synchronized with the modulation frequency. It is possible to perform polarization modulation at a frequency lower than the modulation frequency (the sixteenth invention).

また、本発明を偏波スクランブラの観点から観ると、本発明は、信号光の偏波をポアンカレ球上で円を描くように変調する第1の偏波変調手段と、この第1の偏波変調手段によってポアンカレ球上に描かれた円に対してKπ+0.20π以上Kπ+0.37π以下またはKπ−0.37π以上Kπ−0.20π以下の角度だけ傾いた円を描くようにポアンカレ球上で信号光の偏波を変調する第2の偏波変調手段とを備え、前記第1および第2の偏波変調手段の変調速度は互いに異なるが同期しており偏波状態の変化が周期的である偏波スクランブラである(第十七の発明)。   When the present invention is viewed from the viewpoint of a polarization scrambler, the present invention includes first polarization modulation means for modulating the polarization of signal light so as to draw a circle on the Poincare sphere, and the first polarization. On the Poincare sphere so as to draw a circle inclined by an angle of Kπ + 0.20π to Kπ + 0.37π or Kπ−0.37π to Kπ−0.20π with respect to the circle drawn on the Poincare sphere by the wave modulation means A second polarization modulation means for modulating the polarization of the signal light, and the modulation speeds of the first and second polarization modulation means are different from each other but synchronized so that the change of the polarization state is periodic. A polarization scrambler (seventeenth invention).

また、本発明を光伝送方法の観点から観ると、本発明は、伝送路への入力偏波をスクランブルする偏波スクランブラを備えた光伝送システムに適用される光伝送方法であって、前記偏波スクランブラは、信号光の偏波をポアンカレ球上で円を描くように変調する第1の偏波変調ステップと、この第1の偏波変調ステップによってポアンカレ球上に描かれた円に対してKπ+0.20π以上Kπ+0.37π以下またはKπ−0.37π以上Kπ−0.20π以下の角度だけ傾いた円を描くようにポアンカレ球上で信号光の偏波を変調する第2の偏波変調ステップとを行い、前記第1および第2の偏波変調ステップの変調速度は互いに異なることを特徴とする(第十八の発明)。   Further, when the present invention is viewed from the viewpoint of an optical transmission method, the present invention is an optical transmission method applied to an optical transmission system including a polarization scrambler that scrambles an input polarization to a transmission path, The polarization scrambler has a first polarization modulation step for modulating the polarization of the signal light so as to draw a circle on the Poincare sphere, and a circle drawn on the Poincare sphere by the first polarization modulation step. A second polarization that modulates the polarization of the signal light on the Poincare sphere so as to draw a circle inclined by an angle of Kπ + 0.20π or more and Kπ + 0.37π or less or Kπ−0.37π or more and Kπ−0.20π or less. The modulation step is performed, and the modulation speeds of the first and second polarization modulation steps are different from each other (eighteenth invention).

あるいは、本発明は、伝送路への入力偏波をスクランブルする偏波スクランブラを備え、FECブロックの長さにわたって信号を平均化する光伝送システムに適用される光伝送方法であって、前記偏波スクランブラは、信号光の偏波をポアンカレ球上で円を描くように変調する第1の偏波変調ステップと、この第1の偏波変調ステップによってポアンカレ球上に描かれた円に対してKπ+0.20π以上Kπ+0.37π以下またはKπ−0.37π以上Kπ−0.20π以下の角度だけ傾いた円を描くようにポアンカレ球上で信号光の偏波を変調する第2の偏波変調ステップとを行い、前記第1および第2の偏波変調ステップの変調速度は互いに異なることを特徴とする。または、前記第1および第2の偏波変調ステップの変調速度は互いに異なるが同期しており偏波状態の変化が周期的であることを特徴とする(第十九の発明)。   Alternatively, the present invention is an optical transmission method that is applied to an optical transmission system that includes a polarization scrambler that scrambles an input polarization to a transmission path and averages a signal over the length of an FEC block. The wave scrambler includes a first polarization modulation step for modulating the polarization of the signal light so as to draw a circle on the Poincare sphere, and a circle drawn on the Poincare sphere by the first polarization modulation step. Second polarization modulation that modulates the polarization of the signal light on the Poincare sphere so as to draw a circle inclined by an angle between Kπ + 0.20π and Kπ + 0.37π or Kπ−0.37π and Kπ−0.20π And the modulation speeds of the first and second polarization modulation steps are different from each other. Alternatively, the first and second polarization modulation steps have different modulation speeds but are synchronized with each other, and the polarization state changes periodically (19th invention).

あるいは、本発明は、伝送路へ入力される偏波をスクランブルし、信号の偏波状態を平均化する、または、FECブロックの長さにわたって信号の偏波状態を平均化する偏波スクランブラを備えた光伝送システムに適用される光伝送方法であって、回転1/2波長板と移相子と回転1/4波長板とからなる偏波コントローラにより構成され、前記回転1/2波長板と前記回転1/4波長板とは回転軸の向きが等しい偏波スクランブラにおける前記回転1/2波長板と前記回転1/4波長板とを周波数P×f[Hz]、Q×f[Hz]の周期で回転させ、前記移相子における位相の変化をKπ+0.20π以上Kπ+0.37π以下またはKπ−0.37π以上Kπ−0.20π以下とすることを特徴とする(第二十の発明)。   Alternatively, the present invention provides a polarization scrambler that scrambles the polarization input to the transmission line and averages the polarization state of the signal, or averages the polarization state of the signal over the length of the FEC block. An optical transmission method applied to an optical transmission system provided with a polarization controller comprising a rotation half-wave plate, a phase shifter, and a rotation quarter-wave plate, and the rotation half-wave plate And the rotation quarter-wave plate, the rotation half-wave plate and the rotation quarter-wave plate in a polarization scrambler having the same direction of the rotation axis are frequency P × f [Hz], Q × f [ Hz], and the phase change in the phase shifter is Kπ + 0.20π or more and Kπ + 0.37π or less, or Kπ−0.37π or more and Kπ−0.20π or less. invention).

あるいは、本発明は、伝送路へ入力される偏波をスクランブルし、信号の偏波状態を平均化する、または、FECブロックの長さにわたって信号の偏波状態を平均化する偏波スクランブラを備えた光伝送システムに適用される光伝送方法であって、第1および第2の回転1/4波長板とこの第1および第2の回転1/4波長板の間に設けられた回転1/2波長板とからなる偏波コントローラにより構成された偏波スクランブラにおける前記第1の回転1/4波長板の初期回転角をk×π/3とし、前記回転1/2波長板の初期回転角を0とし、前記第2の回転1/4波長板の初期回転角を0とする、あるいは、前記第1の回転1/4波長板の初期回転角を0とし、前記回転1/2波長板の初期回転角をk×π/6とし、前記第2の回転1/4波長板の初期回転角を0とする、あるいは、前記第1の回転1/4波長板の初期回転角を0とし、前記回転1/2波長板の初期回転角を0とし、前記第2の回転1/4波長板の初期回転角をk×π/3とし、前記第1の回転1/4波長板を周波数n×f[Hz]で回転させ、前記回転1/2波長板を周波数(n+m)/2×f[Hz]で回転させ、前記第2の回転1/4波長板を周波数m×f[Hz]で回転させることを特徴とする(第二十一の発明)。   Alternatively, the present invention provides a polarization scrambler that scrambles the polarization input to the transmission line and averages the polarization state of the signal, or averages the polarization state of the signal over the length of the FEC block. An optical transmission method applied to an optical transmission system provided with the first and second rotated quarter-wave plates and a rotation 1/2 provided between the first and second rotated quarter-wave plates. In the polarization scrambler configured by a polarization controller including a wave plate, the initial rotation angle of the first rotation quarter wave plate is k × π / 3, and the initial rotation angle of the rotation half wave plate Is set to 0 and the initial rotation angle of the second rotating quarter-wave plate is set to 0, or the initial rotation angle of the first rotating quarter-wave plate is set to 0 and the rotated half-wave plate The initial rotation angle is k × π / 6, and the second rotation 1/4 wave The initial rotation angle of the plate is 0, or the initial rotation angle of the first rotation quarter wave plate is 0, the initial rotation angle of the rotation 1/2 wave plate is 0, and the second rotation The initial rotation angle of the quarter-wave plate is k × π / 3, the first rotated quarter-wave plate is rotated at a frequency n × f [Hz], and the rotated half-wave plate is frequency (n + m). ) / 2 × f [Hz], and the second rotated quarter-wave plate is rotated at a frequency m × f [Hz] (21st invention).

本発明によれば、光ファイバが如何なる条件であっても、光送信信号が偏波スクランブルされ、かつ、光通信に適した速度で偏波がスクランブルされるため、PMDによる劣化低減に実用上有効な偏波スクランブラが実現できる。   According to the present invention, the optical transmission signal is polarization-scrambled regardless of the conditions of the optical fiber, and the polarization is scrambled at a speed suitable for optical communication. A simple polarization scrambler can be realized.

本発明の実施例である偏波スクランブラを用いた光伝送システムを図1に示す。送信側において、FECエンコーダ1によりFECをエンコードされたデータによって変調器2は、光源3から出射された光信号を変調し、この光信号は、波長多重装置5により波長多重され、偏波スクランブラ4により偏波分岐比を一括で変調された後、光ファイバ6や光増幅器7からなる光伝送路8に送出される。   An optical transmission system using a polarization scrambler according to an embodiment of the present invention is shown in FIG. On the transmission side, the modulator 2 modulates the optical signal emitted from the light source 3 by the data encoded with FEC by the FEC encoder 1, and this optical signal is wavelength-multiplexed by the wavelength multiplexing device 5 and is polarized scrambler. 4, the polarization branching ratio is modulated in a lump and then sent to an optical transmission line 8 including an optical fiber 6 and an optical amplifier 7.

伝送された信号は、受信側において、波長分離装置9により波長分離された後、受信器10で受信され、FECデコーダ11によりFECにより誤り訂正がなされ、データが得られる。ここで、偏波スクランブラ4により変調された偏波分岐比の変化周期がいくらであってもPMDペナルティを減少させる効果はあるが、FECブロックの周期と同程度以下のとき、特にPMDペナルティを減少させる効果がある。   The transmitted signal is wavelength-separated by the wavelength demultiplexer 9 on the receiving side, then received by the receiver 10, error-corrected by FEC by the FEC decoder 11, and data is obtained. Here, there is an effect of reducing the PMD penalty regardless of the change period of the polarization branching ratio modulated by the polarization scrambler 4, but the PMD penalty is particularly reduced when it is less than or equal to the period of the FEC block. Has the effect of reducing.

図1の光伝送システムで使用され、本実施形態で用いられる偏波スクランブラの第一の例を図2に示す。図2の偏波スクランブラは、回転1/2波長板20−1、移相子21、回転1/2波長板20−2からなる偏波コントローラで構成され、各回転1/2波長板20−1および20−2は、回転軸の向きが等しく、また、周波数N×f[Hz]、M×f[Hz]で回転させる。また、移相子21は、k×π/3(ただしkは3の倍数を除く整数)だけ主偏波間に位相差を与え、偏波状態をポアンカレ球上でk×π/3だけ変化させる。   FIG. 2 shows a first example of a polarization scrambler used in the optical transmission system of FIG. 1 and used in this embodiment. The polarization scrambler in FIG. 2 includes a polarization controller including a rotation half-wave plate 20-1, a phase shifter 21, and a rotation half-wave plate 20-2. -1 and 20-2 have the same rotation axis direction, and are rotated at frequencies of N × f [Hz] and M × f [Hz]. The phase shifter 21 gives a phase difference between the main polarizations by k × π / 3 (where k is an integer excluding multiples of 3), and changes the polarization state by k × π / 3 on the Poincare sphere. .

ここで、移相子とは、直交する2つの偏波に遅延差(=位相差)を与えるものである。また、本明細書では、位相差という語を直交する2つの偏波の間の位相差の意味で用いる。   Here, the phase shifter gives a delay difference (= phase difference) to two orthogonal polarizations. In this specification, the term phase difference is used to mean a phase difference between two orthogonally polarized waves.

回転1/2波長板20−1および20−2の回転方向は、光の進行方向に対し、右回りでも左回りでもどちらでもよい。   The rotation direction of the rotation half-wave plates 20-1 and 20-2 may be either clockwise or counterclockwise with respect to the light traveling direction.

また、回転1/2波長板20−1および20−2は、実際の波長板でもよいが、電気光学効果を利用することにより波長板と等価な動作をするLiNbO3偏波コントローラを用いることにより、電気的に制御でき、高速な偏波回転動作が可能となる。 The rotating half-wave plates 20-1 and 20-2 may be actual wave plates, but by using a LiNbO 3 polarization controller that operates equivalent to the wave plate by utilizing the electro-optic effect. It can be electrically controlled and enables high-speed polarization rotation.

また、電気光学効果を利用するPLZTや他の材料の偏波コントローラでもよいし、磁気光学効果や他の光学効果を用いてもよい。   Further, a polarization controller of PLZT or other material using the electro-optic effect may be used, or a magneto-optic effect or other optical effect may be used.

移相子21としては、複屈折を持つ結晶材料や装置、例えば、波長板やそれを組み合わせた偏波コントローラなどを用いる。   As the phase shifter 21, a crystal material or device having birefringence, for example, a wave plate or a polarization controller combining the same is used.

LiNbO3偏波コントローラは、電圧の印加方法によって、可変移相子の動作および回転波長板の動作の2種類の動作を行うことができるので、3つの変調部を持つLiNbO3偏波コントローラで、回転1/2波長板20−1、移相子21(π/3移相子)、回転1/2波長板20−2を等価的に構成し、片方の回転1/2波長板20−1と等価な変調部に周波数N×f[Hz]の周期的電気信号を、もう一方の回転1/2波長板20−2と等価な変調部に周波数M×f[Hz]の周期的電気信号を加えることにより第一の例を実現できる。電気信号の周波数と等しい回転数で波長板は回転する。 Since the LiNbO 3 polarization controller can perform two types of operations, that is, the operation of the variable phase shifter and the rotation wavelength plate, depending on the voltage application method, the LiNbO 3 polarization controller is a LiNbO 3 polarization controller having three modulation units. The rotation half-wave plate 20-1, the phase shifter 21 (π / 3 phase shifter), and the rotation half-wave plate 20-2 are equivalently configured, and one rotation half-wave plate 20-1 is formed. A periodic electrical signal having a frequency of N × f [Hz] in a modulation unit equivalent to the above and a periodic electrical signal having a frequency of M × f [Hz] in a modulation unit equivalent to the other rotating half-wave plate 20-2. The first example can be realized by adding The wave plate rotates at a rotational speed equal to the frequency of the electrical signal.

図2の偏波スクランブラの動作を図3を参照して説明する。図3(a)には回転1/2波長板20−1の動作を示す。図3(b)には移相子21の動作を示す。図3(c)には回転1/2波長板20−2の動作を示す。ポアンカレ球をS2、S3平面に垂直方向から見た図であり、太い実線が偏波の動きを示す。まず、信号光の偏波を回転1/2波長板20−1を回転させることにより、ポアンカレ球上でS1、S2平面に平行な円を描くように偏波変調する。   The operation of the polarization scrambler in FIG. 2 will be described with reference to FIG. FIG. 3A shows the operation of the rotating half-wave plate 20-1. FIG. 3B shows the operation of the phase shifter 21. FIG. 3C shows the operation of the rotating half-wave plate 20-2. It is the figure which looked at the Poincare sphere from the direction perpendicular to the S2 and S3 planes, and the thick solid line shows the movement of the polarization. First, the polarization of the signal light is modulated so as to draw a circle parallel to the S1 and S2 planes on the Poincare sphere by rotating the rotating half-wave plate 20-1.

ポアンカレ球上の円の回転角速度は、回転1/2波長板20−1の回転角速度の2倍、すなわち、回転1/2波長板20−1を1回転させると、ポアンカレ球上の円は2回転することに注意する。図3(a)では、偏波の動きがS2軸に平行な直線で示されている。   The rotational angular velocity of the circle on the Poincare sphere is twice the rotational angular velocity of the rotating half-wave plate 20-1, that is, when the rotating half-wave plate 20-1 is rotated once, the circle on the Poincare sphere is 2 Note that it rotates. In FIG. 3A, the movement of the polarization is indicated by a straight line parallel to the S2 axis.

次に、移相子21を用いて、そのポアンカレ球上の円を、移動前と移動後の円の中心軸がk×π/3の角度をなすように、S1、S2平面上の原点を通る直線を軸として、ポアンカレ球上で回転移動させる。図3(b)ではS1軸を回転軸としてπ/3回転させた場合を示している。さらに、最初の回転1/2波長板20−1と回転軸が同一方向の回転1/2波長板20−2を回転させることにより、最初と同じ軸でポアンカレ球上で円を描くように偏波変調する。   Next, using the phase shifter 21, the origin on the S1 and S2 planes is set so that the center axis of the circle on the Poincare sphere before and after the movement forms an angle of k × π / 3. Rotate and move on the Poincare sphere with the passing straight line as the axis. FIG. 3B shows a case where the S1 axis is rotated by π / 3 with the rotation axis. Furthermore, by rotating the first half-wave plate 20-1 and the half-wave plate 20-2 whose rotation axis is in the same direction, the first half-wave plate 20-1 is deflected to draw a circle on the Poincare sphere with the same axis as the first. Wave modulation.

この動作は、まず、信号光の偏波をポアンカレ球上で円を描くように変調し、次に、その円の回転軸に対してk×π/3の角度をなす軸を回転軸として、さらに円を描くように変調することと等価である。   In this operation, first, the polarization of the signal light is modulated so as to draw a circle on the Poincare sphere, and then an axis that forms an angle of k × π / 3 with respect to the rotation axis of the circle is used as the rotation axis. Furthermore, it is equivalent to modulating in a circle.

実際には、偏波スクランブラの出力偏波を偏波解析装置で測定し、第1の偏波変調手段(図2の例では回転1/2波長板20−1)のみによって描かれた円を観測してその円を含む平面の法線ベクトルをaとし、第2の偏波変調手段(図2の例では回転1/2波長板20−2)のみによって描かれた円を観測してその円を含む平面の法線ベクトルをbとするとき、aとbとがなす角がk×π/3となるように偏波変換手段(図2の例では移相子21)を調整することにより円の中心軸の角度をk×π/3に設定できる。   Actually, the output polarization of the polarization scrambler is measured by a polarization analyzer, and the circle drawn only by the first polarization modulation means (rotated half-wave plate 20-1 in the example of FIG. 2). And the normal vector of the plane including the circle is a, and the circle drawn only by the second polarization modulation means (rotated half-wave plate 20-2 in the example of FIG. 2) is observed. When the normal vector of the plane including the circle is b, the polarization conversion means (the phase shifter 21 in the example of FIG. 2) is adjusted so that the angle formed by a and b is k × π / 3. Thus, the angle of the central axis of the circle can be set to k × π / 3.

以上のように偏波スクランブルすることにより、PMDペナルティを低減させる偏波スクランブル方式として以下に示すような優れた効果が得られる。   By polarization scrambling as described above, the following excellent effects can be obtained as a polarization scrambling method for reducing the PMD penalty.

偏波スクランブルを用いてPMDペナルティ(劣化)を低減させる伝送方式の効果は、偏波スクランブラへの入射偏波方向、およびPMD媒体への偏波のカップリング方向に依存しないことが求められる。   The effect of the transmission scheme that reduces the PMD penalty (degradation) using polarization scrambling is required not to depend on the direction of polarization incident on the polarization scrambler and the direction of coupling of polarization on the PMD medium.

本スクランブラの効果を示す結果として、図4に、入射偏波方向が(θ,φ)のときのあらゆる偏波カップリング方向のPMDペナルティの最大値、すなわち、最大ペナルティのスクランブラへの入射偏波依存性(図4(a))、および、PMD媒体へのカップリング偏波方向が(θ,φ)のときのあらゆる偏波入射方向のPMDペナルティの最大値、すなわち、最大ペナルティの伝送路のカップリング偏波依存性(図4(b))の計算結果を示す。2つの円の傾きをπ/3とし計算した。   As a result showing the effect of this scrambler, FIG. 4 shows the maximum value of PMD penalty in any polarization coupling direction when the incident polarization direction is (θ, φ), that is, the incidence to the scrambler of the maximum penalty. Polarization dependence (FIG. 4 (a)), and the maximum value of PMD penalty in any polarization incident direction when the coupling polarization direction to the PMD medium is (θ, φ), that is, transmission of the maximum penalty The calculation result of the coupling polarization dependence (FIG. 4 (b)) of a road is shown. The calculation was performed by setting the inclination of two circles to π / 3.

γ=0.5で2.5dBの劣化が生じる条件において、いかなる偏波においても、2.0dB以下にまで改善していることがわかる。また、入射偏波依存性、および、PMD媒体へのカップリング偏波方向依存性が小さいことがわかる。   It can be seen that any polarization is improved to 2.0 dB or less under the condition that degradation of 2.5 dB occurs at γ = 0.5. It can also be seen that the dependence on the incident polarization and the dependence on the coupling polarization direction to the PMD medium are small.

ポッケルスセルのような直線偏波と円偏波との間を変化させる偏波変調器では、改善効果の無いカップリング偏波方向(偏波変調方向とカップリング方向が一致する方向)が存在することに比べて明らかな利点である。また、特に、WDM伝送システムにおいて、いかなる入射方向の偏波に対しても効果があるため、一括スクランブルが可能となるという効果がある。   In a polarization modulator that changes between linearly polarized waves and circularly polarized waves, such as a Pockels cell, there is a coupling polarization direction (a direction in which the polarization modulation direction and the coupling direction match) with no improvement effect. This is a clear advantage. In particular, in the WDM transmission system, since it is effective for polarization in any incident direction, there is an effect that collective scrambling is possible.

本発明の効果を図5に示す。第1の偏波変調手段の描く円と第2の偏波変調手段の描く円とがなす角をψとするとき、ψ(横軸)と最大ペナルティ(あらゆる入出力偏波におけるペナルティの最大値)(縦軸)の関係の数値計算結果を示す。この計算結果によると、角度が0.30πまたは0.70πのときに最大ペナルティが最小となり、円の傾きが0.30πまたは0.70πのときに最も高い効果が得られることがわかる。周期性を考慮するとKπ±0.30πとなる。   The effect of the present invention is shown in FIG. When the angle formed by the circle drawn by the first polarization modulation means and the circle drawn by the second polarization modulation means is ψ, ψ (horizontal axis) and the maximum penalty (maximum penalty for all input / output polarizations) ) (Vertical axis) shows the numerical calculation results. According to this calculation result, it is understood that the maximum penalty is minimum when the angle is 0.30π or 0.70π, and the highest effect is obtained when the inclination of the circle is 0.30π or 0.70π. Considering the periodicity, Kπ ± 0.30π.

したがって、これまでの明細書に記載の円の傾きの角度をk×π/3に代えて、Kπ±0.30πとしたときに最も高い効果が得られる。   Therefore, the highest effect can be obtained when the angle of inclination of the circle described in the specifications so far is replaced by k × π / 3 and Kπ ± 0.30π.

この図5から、最大ペナルティが最小となる状態から0.1dBの劣化を許容すると、角度が0.20πから0.37πにおいて十分な効果がある。周期性を考慮すると、これまでの明細書に記載の円の傾きの角度をk×π/3ではなく、Kπ+0.20π以上Kπ+0.37π以下またはKπ−0.37π以上Kπ−0.20π以下としたときも、十分な効果がある。また、この図から、最大ペナルティが最小となる状態から0.05dBの劣化を許容すると角度は0.23πから0.35π(0.29π±0.06π)において十分な効果がある。   From FIG. 5, if the deterioration of 0.1 dB is allowed from the state where the maximum penalty is minimum, there is a sufficient effect when the angle is 0.20π to 0.37π. In consideration of the periodicity, the angle of the inclination of the circle described in the specification so far is not k × π / 3, but Kπ + 0.20π or more and Kπ + 0.37π or less, or Kπ−0.37π or more and Kπ−0.20π or less. When you do, there is a sufficient effect. Further, from this figure, if the degradation of 0.05 dB is allowed from the state where the maximum penalty is minimized, the angle is sufficiently effective when the angle is 0.23π to 0.35π (0.29π ± 0.06π).

周期性を考慮すると、これまでの明細書に記載の円の傾きの角度をk×π/3ではなく、Kπ+0.23π以上Kπ+0.35π以下またはKπ−0.35π以上Kπ−0.23π以下としたときも、十分な効果がある。   Considering the periodicity, the angle of the inclination of the circle described in the specification so far is not k × π / 3, but Kπ + 0.23π or more and Kπ + 0.35π or less, or Kπ−0.35π or more and Kπ−0.23π or less. When you do, there is a sufficient effect.

従来例に述べたように、偏波の変化速度を高速化すると、PMDに起因するジッタの速度が高速になり、受信器のクロック抽出回路が追随せず、高速なジッタは信号劣化を引き起こすという問題点があるため、偏波の変化速度は低い方が望ましい。   As described in the conventional example, if the polarization change speed is increased, the speed of jitter caused by PMD increases, the clock extraction circuit of the receiver does not follow, and high-speed jitter causes signal degradation. Since there are problems, it is desirable that the polarization change rate is low.

その点から、特に有効なのは、最も次数が低い、各回転1/2波長板20−1および20−2を周波数f、3fで回転させた場合である。まず、回転1/2波長板20−1を周波数fで回転させ、次に、移相子21でπ/3の位相差を与え、さらに、回転1/2波長板20−2を3fの周期で回転させることにより実現できる。回転周波数の最大公約数となる周波数はfであり、周期1/fで波長板の回転は繰り返すことになるが、1/fの間に偏波変調は同一の変化を2度繰り返すため、偏波は周期0.5/fで同じ変化を繰り返すことになる。ここで、本明細書では、偏波状態の繰り返し周期の逆数を偏波状態の繰り返し周波数と呼ぶことにする。   From this point, it is particularly effective when the rotated half-wave plates 20-1 and 20-2 having the lowest order are rotated at the frequencies f and 3f. First, the rotating half-wave plate 20-1 is rotated at a frequency f, then a phase difference of π / 3 is given by the phase shifter 21, and the rotating half-wave plate 20-2 is rotated at a period of 3f. It can be realized by rotating with. The frequency that is the greatest common divisor of the rotation frequency is f, and the wave plate rotates repeatedly with a period of 1 / f. However, since polarization modulation repeats the same change twice during 1 / f, The wave repeats the same change with a period of 0.5 / f. Here, in this specification, the reciprocal of the repetition cycle of the polarization state is referred to as the polarization state repetition frequency.

偏波分岐比の時間変化特性は、スクランブラへの入射偏波方向、PMD媒質へのカップリング偏波方向、偏波スクランブラ制御方法によって異なるが、図6にこの偏波スクランブラの動作を説明するために、回転1/2波長板20−1を周波数fで回転させ、次に、移相子21でπ/3の位相差を与え、さらに、回転1/2波長板20−2を3fの周期で回転させた場合の分岐比の時間変化特性の一例を示す。図6に示されるように、偏波スクランブルにより偏波分岐比が偏波状態の繰り返し周波数0.5fで繰り返し変動することになる。   The time-varying characteristics of the polarization split ratio vary depending on the incident polarization direction to the scrambler, the coupling polarization direction to the PMD medium, and the polarization scrambler control method. FIG. 6 shows the operation of this polarization scrambler. To illustrate, the rotating half-wave plate 20-1 is rotated at the frequency f, then a phase difference of π / 3 is given by the phase shifter 21, and the rotating half-wave plate 20-2 is An example of the time change characteristic of the branching ratio when rotated at a period of 3f is shown. As shown in FIG. 6, the polarization split ratio repeatedly fluctuates at a repetition frequency of 0.5 f in the polarization state due to polarization scrambling.

この例では、1周期の間に分岐比が4回大きく変動しているが、詳しく調べたところ、最も次数が低い周波数f、3fで回転1/2波長板を回転させた場合には、1周期における分岐比の変動は最大でも4回であることがわかった。すなわち、偏波変動の最大周波数は偏波状態の繰り返し周波数の4倍以下である。したがって、ジッタ耐力が少なくとも偏波状態の繰り返し周波数の4倍以上の受信器を用いることにより、高速ジッタによる信号劣化が無しに受信することができる。   In this example, the branching ratio greatly fluctuates four times during one period. However, when a detailed examination is conducted, when the rotating half-wave plate is rotated at the lowest order of the frequencies f and 3f, 1 is obtained. It was found that the fluctuation of the branching ratio in the cycle was 4 times at the maximum. That is, the maximum frequency of polarization fluctuation is 4 times or less the repetition frequency of the polarization state. Therefore, by using a receiver having a jitter tolerance of at least four times the repetition frequency of the polarization state, it is possible to receive without signal deterioration due to high-speed jitter.

また、本スクランブラでは、偏波分岐比の変動は擬似ランダムではなく、周期0.5/fで繰り返すことになるので、偏波スクランブルの偏波状態の繰り返し周期をFECブロックの周期と一致させることにより、FECブロック内では、偏波スクランブル周期内の劣化が完全に平均化され、擬似ランダムな場合と異なり、いつのFECブロックであってもペナルティは等しくなる。   Further, in this scrambler, the fluctuation of the polarization branching ratio is not pseudo-random, and is repeated with a period of 0.5 / f. Therefore, the repetition period of the polarization state of the polarization scramble is made to coincide with the period of the FEC block. Thus, in the FEC block, the degradation within the polarization scramble period is completely averaged, and unlike the case of pseudo-random, the penalty is the same for any FEC block.

また、偏波スクランブルの周期をFECブロックの周期と一致させると、図6のFECブロックの周期の例1あるいはFECブロックの周期の例2に示すように、偏波スクランブル周期のどの時点からFECブロックが始まってもその効果が等しいという効果がある。したがって、偏波スクランブルの周期とFECブロックの周期を同期信号を出力して位相同期する必要が無い。また、FECブロック周期が偏波スクランブル周期の自然数倍となるように、偏波スクランブラの周期を設定してもよいことは明らかである。   Further, when the polarization scrambling period is made coincident with the FEC block period, as shown in the FEC block period example 1 or the FEC block period example 2 in FIG. Even if starts, there is an effect that the effect is equal. Therefore, there is no need to synchronize the phase of the polarization scrambling and the cycle of the FEC block by outputting a synchronization signal. It is also clear that the polarization scrambler period may be set so that the FEC block period is a natural number multiple of the polarization scramble period.

また、偏波変動周期とFECブロック周期とが一致していない場合では、FECブロック毎に誤り率は多少変動し、完全に平均化がなされた場合に比べてFECの効果は減少することになるが、擬似ランダムの場合と異なってγ=0.5の状態が続くことが排除されるため、擬似ランダムなスクランブラに比べてPMDペナルティ減少に効果的なことは明らかである。   In addition, when the polarization fluctuation period and the FEC block period do not match, the error rate slightly varies for each FEC block, and the effect of FEC is reduced compared to the case where complete averaging is performed. However, since it is excluded that the state of γ = 0.5 continues unlike the case of pseudo random, it is clear that it is more effective in reducing the PMD penalty than the pseudo random scrambler.

偏波変動周期とFECブロック周期とが同期していないため、ビート周波数でペナルティが変動することになる。偏波状態の繰り返し周波数がFECブロックの長さに相当する周波数の概ね1/2倍より高く、かつ、偏波変動の最大周波数が受信器のジッタ許容周波数より低くなるような偏波状態の繰り返し周波数において、擬似ランダムなスクランブラに比べてPMDペナルティ減少に効果的である。   Since the polarization fluctuation period and the FEC block period are not synchronized, the penalty varies with the beat frequency. The repetition of the polarization state in which the repetition frequency of the polarization state is higher than about 1/2 times the frequency corresponding to the length of the FEC block and the maximum frequency of the polarization fluctuation is lower than the allowable jitter frequency of the receiver. In terms of frequency, it is more effective in reducing the PMD penalty than a pseudo-random scrambler.

また、偏波状態の繰り返し周波数を、FECブロックの長さに相当する周波数の概ね1/2倍より高く、かつ、偏波変動の最大周波数が受信器のジッタ許容周波数より低くなるような偏波状態の繰り返し周波数として、時間的に変化させてもよい。これは、偏波状態の繰り返し周波数をFM変調することにより実現できる。   Also, a polarization whose repetition frequency in the polarization state is higher than about 1/2 times the frequency corresponding to the length of the FEC block and whose maximum frequency of polarization fluctuation is lower than the allowable jitter frequency of the receiver. The repetition frequency of the state may be changed with time. This can be realized by FM-modulating the repetition frequency of the polarization state.

また、以上の説明では、2つの変調手段の変調速度は同期している。すなわち、周波数N×f[Hz]、M×f[Hz]の関係にあるとしてきた。ところで、本発明は2つの変調の初期位相が0である必要は無く、初期位相に任意の位相差があってもよい。したがって、完全に同期して2つの変調手段の位相差が常に等しい必要は無い。僅かにずれていて、変調の位相差が少しずつ変わってもよい。   In the above description, the modulation speeds of the two modulation means are synchronized. That is, it has been assumed that there is a relationship of frequencies N × f [Hz] and M × f [Hz]. By the way, the present invention does not require the initial phases of the two modulations to be 0, and there may be an arbitrary phase difference between the initial phases. Therefore, it is not always necessary that the phase difference between the two modulation means is equal in perfect synchronization. The phase difference of the modulation may change little by little.

すなわち、変調速度が僅かにずれていてもよい。2つの変調手段の変調周期が10%程度ずれていてもPMD劣化の低減効果はあまり変化しないから、本発明の2つの変調手段の変調速度は、ほぼ同期しているが、その同期すべき周波数から概ね10%以内だけずれてもよい。この場合には、同期周波数からのずれがビート周波数となり位相差が周期的に変化することになる。PMD劣化の低減効果は変調の位相差にも依存するから、僅かに変調周波数をずらして時間平均化することにより、位相差依存性を無くすことができる。   That is, the modulation speed may be slightly shifted. Even if the modulation periods of the two modulation means are deviated by about 10%, the effect of reducing PMD degradation does not change so much. Therefore, the modulation speeds of the two modulation means of the present invention are almost synchronized, but the frequency to be synchronized is the same. May deviate by approximately 10%. In this case, the deviation from the synchronization frequency becomes the beat frequency, and the phase difference changes periodically. Since the effect of reducing PMD degradation also depends on the phase difference of the modulation, the phase difference dependency can be eliminated by shifting the modulation frequency slightly and performing time averaging.

図1で使用され、本発明で用いる偏波スクランブラの第二の例を図7に示す。図7に示す偏波スクランブラは、回転1/2波長板30、移相子31、回転1/4波長板32からなる偏波コントローラで構成し、回転1/2波長板30および回転1/4波長板32は回転軸の向きが等しく、回転1/2波長板30と回転1/4波長板32とを周波数P×f[Hz]、Q×f[Hz]の周期で回転させる。   A second example of the polarization scrambler used in FIG. 1 and used in the present invention is shown in FIG. The polarization scrambler shown in FIG. 7 includes a polarization controller including a rotation half-wave plate 30, a phase shifter 31, and a rotation quarter-wave plate 32. The direction of the rotation axis of the four-wave plate 32 is the same, and the rotation half-wave plate 30 and the rotation quarter-wave plate 32 are rotated at a frequency of P × f [Hz] and Q × f [Hz].

また、移相子31は、主偏波間に位相差を与え、偏波をポアンカレ球上でKπ+0.20π以上Kπ+0・37π以下またはKπ−0.37π以上Kπ−0.20π以下だけ変化させる。これは、例えば、3つの変調部を持つLiNbO3偏波コントローラで実現する。偏波分岐比の繰り返し周期は1/fである。この構成の場合に、図4と同様な計算を行った結果によれば、偏波スクランブルを行った改善後のペナルティが偏波スクランブラの第一の例に比べるとやや大きくなるが、十分な効果がある。 The phase shifter 31 gives a phase difference between the main polarizations, and changes the polarization by Kπ + 0.20π or more and Kπ + 0 · 37π or less, or Kπ−0.37π or more and Kπ−0.20π or less on the Poincare sphere. This is realized by, for example, a LiNbO 3 polarization controller having three modulation units. The repetition period of the polarization branching ratio is 1 / f. In the case of this configuration, according to the result of the same calculation as in FIG. 4, the penalty after the polarization scramble is slightly larger than the first example of the polarization scrambler, but it is sufficient. effective.

図1で使用され、本発明で用いられる偏波スクランブラの第三の例を図8に示す。図8に示す偏波スクランブラは、回転1/4波長板40−1、回転1/2波長板41、回転1/4波長板40−2からなる偏波コントローラで構成し、それぞれ波長板の初期位相、すなわち主軸の傾き(回転角)をk×π/3、0、0あるいは0、k×π/6、0あるいは0、0、k×π/3として、各波長板を周波数n×f[Hz]、(n+m)/2×f[Hz]、m×f[Hz]で回転させる。   FIG. 8 shows a third example of the polarization scrambler used in FIG. 1 and used in the present invention. The polarization scrambler shown in FIG. 8 is composed of a polarization controller including a rotation quarter-wave plate 40-1, a rotation half-wave plate 41, and a rotation quarter-wave plate 40-2. The initial phase, that is, the inclination (rotation angle) of the main axis is set to k × π / 3, 0, 0 or 0, k × π / 6, 0 or 0, 0, k × π / 3, and each wave plate is set to frequency n ×. Rotate at f [Hz], (n + m) / 2 × f [Hz], m × f [Hz].

波長板の回転方向は、各波長板の回転周波数の関係が満たされればどちらでもよい。この例の偏波スクランブラは、偏波スクランブル動作としては、第一の例と物理的に等価であり、PMDペナルティ低減の効果は図4と全く等しい。周期1/fで分岐比の変化を繰り返す。   The wave plate may be rotated in any direction as long as the relationship between the rotation frequencies of the wave plates is satisfied. The polarization scrambler in this example is physically equivalent to the first example as the polarization scramble operation, and the effect of reducing the PMD penalty is exactly the same as that in FIG. The change in the branching ratio is repeated at a period of 1 / f.

図1で使用され、本発明で用いられる偏波スクランブラの第四の例を図9に示す。偏波スクランブラは、第一の可変移相子50−1、固定1/2波長板51、第二の可変移相子50−2からなる偏波コントローラで構成する。主軸の方向が等しい各可変移相子50−1、50−2の位相は、時間1/fの間に、それぞれN×2π、M×2πだけ同期して変化させる。   FIG. 9 shows a fourth example of the polarization scrambler used in FIG. 1 and used in the present invention. The polarization scrambler includes a polarization controller including a first variable phase shifter 50-1, a fixed half-wave plate 51, and a second variable phase shifter 50-2. The phases of the variable phase shifters 50-1 and 50-2 having the same principal axis direction are changed in synchronization by N × 2π and M × 2π, respectively, during time 1 / f.

主軸の向きを可変移相子50−1、50−2の主軸方向に対してKπ/4+0.05π以上Kπ/4+0.093π以下またはKπ/4−0.093π以上Kπ/4−0.05π以下の角度だけ回転させた固定1/2波長板51はポアンカレ球上で偏波状態をKπ+0.20π以上Kπ+0.37π以下またはKπ−0.37π以上Kπ−0.20π以下だけ変換する。   The direction of the main axis is Kπ / 4 + 0.05π or more and Kπ / 4 + 0.093π or less, or Kπ / 4-0.093π or more and Kπ / 4-0.05π or less with respect to the main axis direction of the variable phase shifters 50-1 and 50-2. The fixed half-wave plate 51 rotated by this angle converts the polarization state on the Poincare sphere by Kπ + 0.20π or more and Kπ + 0.37π or less, or Kπ−0.37π or more and Kπ−0.20π or less.

可変移相子51として、LiNbO3、PLZT等の誘電体結晶、GaAs、InP等の半導体結晶、その他電気光学効果を利用した他の材料のバルクあるいは光導波路を用いる。磁気光学効果や他の光学効果を利用してもよい。 As the variable phase shifter 51, a dielectric crystal such as LiNbO 3 or PLZT, a semiconductor crystal such as GaAs or InP, or other material using an electro-optic effect or an optical waveguide is used. A magneto-optical effect or other optical effects may be used.

電気的に制御する場合には、最大位相変化がN×2πあるいはM×2πになるように制御電気波形の電圧を設定し、同期して位相を変化させる。電圧を変化させて位相を変化させると、位相2πの倍数において位相0の偏波状態に戻るが、電圧は位相0の状態とは等しくないので、そのままでは繰り返しできない。そこで、例えば、制御電気波形を、周波数をfの繰り返し波形として、時間1/(2f)に最大位相になった後、電圧を折り返すことにすると、前半と逆の変化をして最初の電圧に戻り、繰り返しが可能となる。   In the case of electrical control, the voltage of the control electrical waveform is set so that the maximum phase change is N × 2π or M × 2π, and the phase is changed in synchronization. If the phase is changed by changing the voltage, the state returns to the polarization state of phase 0 in multiples of phase 2π, but the voltage is not equal to the state of phase 0, and cannot be repeated as it is. So, for example, if the control electric waveform is a repetitive waveform of frequency f and reaches the maximum phase at time 1 / (2f), then the voltage is turned back, the change reverse to the first half is made and the first voltage is changed. Go back and repeat.

したがって、繰り返し周期は1/fになり、分岐比の変化は周期1/fで繰り返されることになる。また、この例の偏波スクランブラは、偏波スクランブル動作としては、第一の例と物理的に等価であり、PMDペナルティ低減の効果は全く等しい。   Therefore, the repetition cycle is 1 / f, and the change in the branching ratio is repeated at the cycle 1 / f. Further, the polarization scrambler of this example is physically equivalent to the first example as the polarization scramble operation, and the effect of reducing the PMD penalty is exactly the same.

位相変化が印加電圧に比例する可変移相子では、制御電気波形が三角波のとき、位相変化の時間波形も三角波になり、位相の変化は時間に対して直線的になる。制御電気波形が正弦波の方が発生が容易であるので、正弦波であってもよい。正弦波より三角波で変調した場合の方が偏波方向依存性が小さくなるため、位相変化の時間波形は三角波であることがより望ましい。   In a variable phase shifter in which the phase change is proportional to the applied voltage, when the control electrical waveform is a triangular wave, the time waveform of the phase change is also a triangular wave, and the phase change is linear with respect to time. Since the control electrical waveform is easier to generate when it is a sine wave, it may be a sine wave. Since the polarization direction dependency is smaller when modulated with a triangular wave than with a sine wave, the time waveform of the phase change is more preferably a triangular wave.

また、第2の可変位相子50−2の主軸の向きを第1の可変移相子50−1からKπ/2+0.10π以上Kπ/2+0.185π以下またはKπ−0.185π以上Kπ−0.10π以下だけ傾ければ、ポアンカレ球上において第2の可変移相子50−2の回転軸は、第1の可変移相子50−1の回転軸に対してKπ+0.20π以上Kπ+0.37π以下またはKπ−0.37π以上Kπ−0.20π以下の角度をなすので固定1/2波長板51は不要となる第五の例も考えられる。   In addition, the direction of the principal axis of the second variable phase shifter 50-2 is changed from the first variable phase shifter 50-1 to Kπ / 2 + 0.10π or more and Kπ / 2 + 0.185π or less, or Kπ−0.185π or more and Kπ-0. When tilted by 10π or less, the rotation axis of the second variable phase shifter 50-2 on the Poincare sphere is Kπ + 0.20π or more and Kπ + 0.37π or less with respect to the rotation axis of the first variable phase shifter 50-1. Alternatively, a fifth example in which the fixed half-wave plate 51 is not necessary because the angle is Kπ−0.37π or more and Kπ−0.20π or less is also conceivable.

また、第2の可変移相子50−2の主軸の向きを第1の可変移相子50−1から任意に傾けても、2つの可変位相子50−1、50−2によるポアンカレ球上の偏波回転の軸がKπ+0.20π以上Kπ+0.37π以下またはKπ−0.37π以上Kπ−0.20π以下の角度をなすように固定1/2波長板51の傾きを調整するという第四の例の変形も考えられる。   Further, even if the orientation of the main axis of the second variable phase shifter 50-2 is arbitrarily tilted from the first variable phase shifter 50-1, the Poincare sphere by the two variable phase shifters 50-1 and 50-2 A fourth aspect is that the tilt of the fixed half-wave plate 51 is adjusted so that the axis of polarization rotation is an angle between Kπ + 0.20π and Kπ + 0.37π or Kπ−0.37π and Kπ−0.20π. Variations of the example are also conceivable.

さらには、固定1/2波長板51による偏波回転はポアンカレ球上でのS3軸を軸とする回転に相当し、可変移相子50−1、50−2はポアンカレ球上でのS1−S2平面に含まれる任意の原点を通る直線を軸とする回転に相当する。   Further, the polarization rotation by the fixed half-wave plate 51 corresponds to the rotation about the S3 axis on the Poincare sphere, and the variable phase shifters 50-1 and 50-2 are S1- on the Poincare sphere. This corresponds to rotation about a straight line passing through an arbitrary origin included in the S2 plane.

したがって、図1で使用され、本発明で用いられる偏波スクランブラの第六の例を図10に示す。2つの偏波回転の間に適当な位相量と傾きを持つ移相子を挟み、2つの偏波回転の軸がKπ+0.20π以上Kπ+0.37π以下またはKπ−0.37π以上Kπ−0.20π以下の角度をなすように構成することにより、図10に示すように、回転1/2波長板60、移相子61、可変移相子62(回転1/2波長板60と可変移相子62の順番を入れ替えも可能)の組み合わせでも本発明の偏波スクランブラを実現できる。   Therefore, a sixth example of the polarization scrambler used in FIG. 1 and used in the present invention is shown in FIG. A phase shifter having an appropriate phase amount and inclination is sandwiched between two polarization rotations, and the two polarization rotation axes are Kπ + 0.20π or more and Kπ + 0.37π or less, or Kπ−0.37π or more and Kπ−0.20π. As shown in FIG. 10, the rotation angle ½ wavelength plate 60, the phase shifter 61, and the variable phase shifter 62 (the rotation ½ wavelength plate 60 and the variable phase shifter are formed by forming the following angles. The polarization scrambler of the present invention can also be realized by a combination of the order of 62).

さらに、上記のいずれの偏波スクランブラにおいても、入力側あるいは伝送路側あるいは両側に、回転波長板あるいは可変移相子からなる偏波変調器を設け、上記変調周波数に同期していない上記変調周波数よりも低い周波数で偏波変調を行うと、入力側に設けた場合は図4の入射偏波依存性を、伝送路側に設けた場合は図4のカップリング偏波依存性をそれぞれ平均化させることになり、偏波方向依存性が一層改善される。   Further, in any of the above polarization scramblers, a polarization modulator composed of a rotating wavelength plate or a variable phase shifter is provided on the input side, transmission line side, or both sides, and the modulation frequency is not synchronized with the modulation frequency. When the polarization modulation is performed at a lower frequency, the incident polarization dependency of FIG. 4 is averaged when provided on the input side, and the coupling polarization dependency of FIG. 4 is averaged when provided on the transmission line side. As a result, the polarization direction dependency is further improved.

本発明によれば、PMDによる劣化低減に実用上有効な偏波スクランブラが実現できるため、高品質の光通信を実現することができる。   According to the present invention, since a polarization scrambler that is practically effective for reducing degradation due to PMD can be realized, high-quality optical communication can be realized.

本発明の実施例である偏波スクランブラを用いた光伝送システムの構成例を示す図。The figure which shows the structural example of the optical transmission system using the polarization scrambler which is an Example of this invention. 本発明の偏波スクランブラの第一の例を示す図。The figure which shows the 1st example of the polarization scrambler of this invention. 本発明の偏波スクランブラの動作を説明する図。The figure explaining operation | movement of the polarization scrambler of this invention. 本発明の効果を説明する図。The figure explaining the effect of this invention. 本発明の効果を説明する図。The figure explaining the effect of this invention. 本発明の動作を説明する図。The figure explaining operation | movement of this invention. 本発明の偏波スクランブラの第二の例を示す図。The figure which shows the 2nd example of the polarization scrambler of this invention. 本発明の偏波スクランブラの第三の例を示す図。The figure which shows the 3rd example of the polarization scrambler of this invention. 本発明の偏波スクランブラの第四の例を示す図。The figure which shows the 4th example of the polarization scrambler of this invention. 本発明の偏波スクランブラの第六の例を示す図。The figure which shows the 6th example of the polarization scrambler of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

1 FECエンコーダ
2 変調器
3 光源
4 偏波スクランブラ
5 波長多重装置
6 光ファイバ
7 光増幅器
8 光伝送路
9 波長分離装置
10 受信器
11 FECデコーダ
20−1、20−2、30、41、60 回転1/2波長板
21、31、61 移相子
32、40−1、40−2 回転1/4波長板
50−1、50−2、62 可変移相子
51 固定1/2波長板
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 FEC encoder 2 Modulator 3 Light source 4 Polarization scrambler 5 Wavelength multiplexing apparatus 6 Optical fiber 7 Optical amplifier 8 Optical transmission line 9 Wavelength separation apparatus 10 Receiver 11 FEC decoders 20-1, 20-2, 30, 41, 60 Rotating half-wave plates 21, 31, 61 Phase shifters 32, 40-1, 40-2 Rotating quarter-wave plates 50-1, 50-2, 62 Variable phase shifters 51 Fixed half-wave plates

Claims (23)

伝送路への入力偏波をスクランブルする偏波スクランブラを備えた光伝送システムにおいて、
前記偏波スクランブラは、
信号光の偏波をポアンカレ球上で円を描くように変調する第1の偏波変調手段と、
この第1の偏波変調手段によってポアンカレ球上に描かれた円に対してKπ+0.20π以上Kπ+0.37π以下またはKπ−0.37π以上Kπ−0.20π以下(ただし、Kは整数)の角度だけ傾いた円を描くようにポアンカレ球上で信号光の偏波を変調する第2の偏波変調手段と
を備え、
前記第1および第2の偏波変調手段の変調速度は互いに異なる
ことを特徴とする光伝送システム。
In an optical transmission system equipped with a polarization scrambler that scrambles the input polarization to the transmission line,
The polarization scrambler is
First polarization modulation means for modulating the polarization of the signal light so as to draw a circle on the Poincare sphere;
An angle between Kπ + 0.20π and Kπ + 0.37π or Kπ−0.37π and Kπ−0.20π (where K is an integer) with respect to the circle drawn on the Poincare sphere by the first polarization modulation means And a second polarization modulation means for modulating the polarization of the signal light on the Poincare sphere so as to draw a tilted circle,
The optical transmission system, wherein the first and second polarization modulation means have different modulation rates.
伝送路への入力偏波をスクランブルする偏波スクランブラを備え、FEC(Forward
Error Correction)ブロックの長さにわたって信号を平均化する光伝送システムにおいて、
前記偏波スクランブラは、
信号光の偏波をポアンカレ球上で円を描くように変調する第1の偏波変調手段と、
この第1の偏波変調手段によってポアンカレ球上に描かれた円に対してKπ+0.20π以上Kπ+0.37π以下またはKπ−0.37π以上Kπ−0.20π以下の角度だけ傾いた円を描くようにポアンカレ球上で信号光の偏波を変調する第2の偏波変調手段と
を備え、
前記第1および第2の偏波変調手段の変調速度は互いに異なる
ことを特徴とする光伝送システム。
It has a polarization scrambler that scrambles the input polarization to the transmission line.
Error Correction) In an optical transmission system that averages the signal over the length of the block,
The polarization scrambler is
First polarization modulation means for modulating the polarization of the signal light so as to draw a circle on the Poincare sphere;
A circle tilted by an angle of Kπ + 0.20π or more and Kπ + 0.37π or Kπ−0.37π or more and Kπ−0.20π or less with respect to the circle drawn on the Poincare sphere by the first polarization modulation means. And a second polarization modulation means for modulating the polarization of the signal light on the Poincare sphere,
The optical transmission system, wherein the first and second polarization modulation means have different modulation rates.
伝送路への入力偏波をスクランブルする偏波スクランブラを備え、FECブロックの長さにわたって信号を平均化する光伝送システムにおいて、
前記偏波スクランブラは、
信号光の偏波をポアンカレ球上で円を描くように変調する第1の偏波変調手段と、
この第1の偏波変調手段によってポアンカレ球上に描かれた円に対してKπ+0.20π以上Kπ+0.37π以下またはKπ−0.37π以上Kπ−0.20π以下の角度だけ傾いた円を描くようにポアンカレ球上で信号光の偏波を変調する第2の偏波変調手段と
を備え、
前記第1および第2の偏波変調手段の変調速度は互いに異なるが同期しており偏波状態の変化が周期的である
ことを特徴とする光伝送システム。
In an optical transmission system comprising a polarization scrambler that scrambles the input polarization to the transmission line, and averaging the signal over the length of the FEC block,
The polarization scrambler is
First polarization modulation means for modulating the polarization of the signal light so as to draw a circle on the Poincare sphere;
A circle tilted by an angle of Kπ + 0.20π or more and Kπ + 0.37π or Kπ−0.37π or more and Kπ−0.20π or less with respect to the circle drawn on the Poincare sphere by the first polarization modulation means. And a second polarization modulation means for modulating the polarization of the signal light on the Poincare sphere,
The optical transmission system, wherein the first and second polarization modulation means have different modulation speeds but are synchronized with each other, and the polarization state changes periodically.
前記第2の偏波変調手段によってポアンカレ球上に描かれた円が前記第1の偏波変調手段によってポアンカレ球上に描かれた円に対してKπ+0.20π以上Kπ+0.37π以下またはKπ−0.37π以上Kπ−0.20π以下の角度だけ傾くように、前記第1の偏波変調手段と前記第2の偏波変調手段との間に偏波変換手段を備えた請求項1ないし3のいずれかに記載の光伝送システム。   The circle drawn on the Poincare sphere by the second polarization modulation means is Kπ + 0.20π or more and Kπ + 0.37π or less or Kπ-0 with respect to the circle drawn on the Poincare sphere by the first polarization modulation means. 4. Polarization conversion means is provided between the first polarization modulation means and the second polarization modulation means so as to be inclined by an angle of 37π or more and Kπ−0.20π or less. The optical transmission system according to any one of the above. 前記第1の偏波変調手段のみによってポアンカレ球上に描かれた円を観測してその円を含む平面の法線ベクトルをaとし、前記第2の偏波変調手段のみによってポアンカレ球上に描かれた円を観測してその円を含む平面の法線ベクトルをbとするときに、aとbとがなす角がKπ+0.20π以上Kπ+0.37π以下またはKπ−0.37π以上Kπ−0.20π以下となるように前記偏波変換手段を調整する請求項4記載の光伝送システム。   A circle drawn on the Poincare sphere only by the first polarization modulation means is observed, and a normal vector of a plane including the circle is defined as a, and the circle drawn on the Poincare sphere only by the second polarization modulation means. The angle formed by a and b is Kπ + 0.20π or more and Kπ + 0.37π or less, or Kπ−0.37π or more and Kπ−0. The optical transmission system according to claim 4, wherein the polarization conversion unit is adjusted so as to be 20π or less. 前記第1および第2の偏波変調手段は回転1/2波長板、前記偏波変換手段は移相子であって、2つの前記回転1/2波長板は回転軸の向きが等しく、また、周波数N×f[Hz]、M×f[Hz](N、MはN≠MかつN≠2Mかつ2N≠Mとなる自然数、fは周波数)の周期で回転させ、前記移相子はKπ+0.20π以上Kπ+0.37π以下またはKπ−0.37π以上Kπ−0.20π以下だけ位相を変化させる請求項4記載の光伝送システム。   The first and second polarization modulation means are rotation half-wave plates, the polarization conversion means is a phase shifter, and the two rotation half-wave plates have the same rotation axis direction. , Frequency N × f [Hz], M × f [Hz] (N, M are natural numbers where N ≠ M and N ≠ 2M and 2N ≠ M, and f is a frequency), and the phase shifter is The optical transmission system according to claim 4, wherein the phase is changed by Kπ + 0.20π or more and Kπ + 0.37π or less, or Kπ−0.37π or more and Kπ−0.20π or less. 2つの前記回転1/2波長板の回転周波数は、一方が周波数f[Hz]、他方が3f[Hz]である請求項6記載の光伝送システム。   The optical transmission system according to claim 6, wherein one of the rotation frequencies of the two rotation half-wave plates is a frequency f [Hz] and the other is 3 f [Hz]. 伝送路へ入力される偏波をスクランブルし、信号の偏波状態を平均化する、または、FECブロックの長さにわたって信号の偏波状態を平均化する偏波スクランブラを備えた光伝送システムにおいて、
前記偏波スクランブラは、
回転1/2波長板と移相子と回転1/4波長板とからなる偏波コントローラにより構成され、
前記回転1/2波長板と前記回転1/4波長板とは回転軸の向きが等しく、周波数P×f[Hz]、Q×f[Hz](P、QはP≠QかつP≠2Qとなる自然数、fは周波数)の周期で回転させ、前記移相子はKπ+0.20π以上Kπ+0.37π以下またはKπ−0.37π以上Kπ−0.20π以下だけ位相を変化させる
ことを特徴とする光伝送システム。
In an optical transmission system having a polarization scrambler that scrambles the polarization input to the transmission line and averages the polarization state of the signal or averages the polarization state of the signal over the length of the FEC block ,
The polarization scrambler is
It consists of a polarization controller consisting of a rotating half-wave plate, a phase shifter, and a rotating quarter-wave plate,
The rotation half-wave plate and the rotation quarter-wave plate have the same rotation axis, and the frequencies P × f [Hz] and Q × f [Hz] (P and Q are P ≠ Q and P ≠ 2Q, respectively). And the phase shifter changes the phase by Kπ + 0.20π or more and Kπ + 0.37π or less, or Kπ−0.37π or more and Kπ−0.20π or less. Optical transmission system.
伝送路へ入力される偏波をスクランブルし、信号の偏波状態を平均化する、または、FECブロックの長さにわたって信号の偏波状態を平均化する偏波スクランブラを備えた光伝送システムにおいて、
前記偏波スクランブラは、
第1および第2の回転1/4波長板とこの第1および第2の回転1/4波長板の間に設けられた回転1/2波長板とからなる偏波コントローラにより構成され、
前記第1の回転1/4波長板の初期回転角をk×π/3とし、前記回転1/2波長板の初期回転角を0とし、前記第2の回転1/4波長板の初期回転角を0とする(ただしkは3の倍数を除く整数)、あるいは、
前記第1の回転1/4波長板の初期回転角を0とし、前記回転1/2波長板の初期回転角をk×π/6とし、前記第2の回転1/4波長板の初期回転角を0とする、あるいは、
前記第1の回転1/4波長板の初期回転角を0とし、前記回転1/2波長板の初期回転角を0とし、前記第2の回転1/4波長板の初期回転角をk×π/3とし、
前記第1の回転1/4波長板を周波数n×f[Hz]で回転させ、前記回転1/2波長板を周波数(n+m)/2×f[Hz]で回転させ、前記第2の回転1/4波長板を周波数m×f[Hz]で回転させる(ただしn、mは|n|≠|m|かつ|n|≠|2m|かつ|2n|≠|m|となるゼロでない整数、n、mの符号は回転方向を表し、例えば、正が右回りと定めれば、負は左回りである。fは周波数)
ことを特徴とする光伝送システム。
In an optical transmission system having a polarization scrambler that scrambles the polarization input to the transmission line and averages the polarization state of the signal, or averages the polarization state of the signal over the length of the FEC block. ,
The polarization scrambler is
A polarization controller comprising a first and second rotating quarter-wave plate and a rotating half-wave plate provided between the first and second rotating quarter-wave plates;
The initial rotation angle of the first rotation quarter-wave plate is k × π / 3, the initial rotation angle of the rotation half-wave plate is 0, and the initial rotation of the second rotation quarter-wave plate is 0 The angle is 0 (where k is an integer excluding multiples of 3), or
The initial rotation angle of the first rotation quarter-wave plate is 0, the initial rotation angle of the rotation half-wave plate is k × π / 6, and the initial rotation of the second rotation quarter-wave plate is Set the angle to 0, or
The initial rotation angle of the first rotation quarter-wave plate is 0, the initial rotation angle of the rotation half-wave plate is 0, and the initial rotation angle of the second rotation quarter-wave plate is k ×. π / 3,
The first rotation quarter-wave plate is rotated at a frequency n × f [Hz], the rotation half-wave plate is rotated at a frequency (n + m) / 2 × f [Hz], and the second rotation is performed. Rotate quarter wave plate at frequency m × f [Hz] (where n and m are non-zero integers such that | n | ≠ | m | and | n | ≠ | 2m | and | 2n | ≠ | m |) , N, and m represent rotation directions, for example, if positive is determined to be clockwise, negative is counterclockwise (f is frequency)
An optical transmission system characterized by that.
前記第1および第2の偏波変調手段は可変移相子、前記偏波変換手段は固定1/2波長板であって、主軸の方向が等しい2つの前記可変移相子のそれぞれ最大偏波位相変位をN×2π、M×2πと設定して周波数f[Hz]の周期で同期して変化させ、前記固定1/2波長板は前記可変移相子の主軸方向に対してKπ/4+0.05π以上Kπ/4+0.093π以下またはKπ/4−0.093π以上Kπ/4−0.05π以下の角度だけ回転させて設置する請求項4記載の光伝送システム。   The first and second polarization modulation means are variable phase shifters, the polarization conversion means is a fixed half-wave plate, and the maximum polarization of each of the two variable phase shifters having the same principal axis direction. The phase displacement is set to N × 2π and M × 2π and is changed synchronously with a period of frequency f [Hz], and the fixed half-wave plate is Kπ / 4 + 0 with respect to the main axis direction of the variable phase shifter. 5. The optical transmission system according to claim 4, wherein the optical transmission system is installed by being rotated by an angle of 0.05π or more and Kπ / 4 + 0.093π or less, or Kπ / 4−0.093π or more and Kπ / 4−0.05π or less. 前記第1の偏波変調手段は第1の可変移相子、前記第2の偏波変調手段は前記第1の可変移相子に対して主軸の向きKπ/2+0.10π以上Kπ/2+0.185π以下またはKπ−0.185π以上Kπ−0.10π以下だけ傾けた第2の可変移相子であって、前記第1および第2の可変移相子のそれぞれ最大偏波位相変位をN×2π、M×2πと設定し、周波数f[Hz]の周期で同期して変化させる請求項1ないし3のいずれかに記載の光伝送システム。   The first polarization modulation means is a first variable phase shifter, and the second polarization modulation means is a principal axis direction Kπ / 2 + 0.10π or more with respect to the first variable phase shifter Kπ / 2 + 0. A second variable phase shifter tilted by 185π or less or Kπ−0.185π or more and Kπ−0.10π or less, wherein the maximum polarization phase displacement of each of the first and second variable phase shifters is expressed as N × 4. The optical transmission system according to claim 1, wherein the optical transmission system is set to 2 [pi] and M * 2 [pi] and is changed synchronously with a period of a frequency f [Hz]. 前記可変移相子の位相変化の時間波形が周波数f[Hz]の三角波である請求項10または11記載の光伝送システム。   The optical transmission system according to claim 10 or 11, wherein a time waveform of a phase change of the variable phase shifter is a triangular wave having a frequency f [Hz]. 前記偏波状態の繰り返し周波数がFECブロックの長さに相当する周波数と一致するか、あるいは、自然数倍である請求項3記載の光伝送システム。   The optical transmission system according to claim 3, wherein the repetition frequency of the polarization state coincides with a frequency corresponding to the length of the FEC block or is a natural number multiple. 前記偏波状態の繰り返し周波数がFECブロックの長さに相当する周波数の概ね1/2倍より高く、かつ、偏波変動の最大周波数が前記伝送路から出力された信号の受信器のジッタ許容周波数より低くなる周波数である請求項3記載の光伝送システム。   The repetition frequency of the polarization state is higher than about 1/2 times the frequency corresponding to the length of the FEC block, and the maximum frequency of polarization fluctuation is the allowable jitter frequency of the receiver of the signal output from the transmission path. The optical transmission system according to claim 3, wherein the frequency is lower. 前記偏波状態の繰り返し周波数がFECブロックの長さに相当する周波数の概ね1/2倍より高く、かつ、前記偏波変動の最大周波数が前記伝送路から出力された信号の受信器のジッタ許容周波数より低くなる周波数であって、この周波数を時間的に変化させる請求項3記載の光伝送システム。   The repetition frequency of the polarization state is higher than approximately ½ times the frequency corresponding to the length of the FEC block, and the maximum frequency of the polarization fluctuation is a jitter tolerance of the receiver of the signal output from the transmission line. The optical transmission system according to claim 3, wherein the frequency is lower than the frequency, and the frequency is changed with time. 2つの前記偏波変調手段の変調速度は、ほぼ同期しているが、その同期すべき周波数から概ね10%以内の範囲のズレを許容する請求項1ないし8または10ないし15のいずれかに記載の光伝送システム。   16. The modulation speeds of the two polarization modulation means are substantially synchronized, but allow a deviation within a range of approximately 10% from the frequency to be synchronized. Optical transmission system. 前記偏波スクランブラは、入力側あるいは伝送路側あるいはその両側にさらに偏波変調器を設け、前記変調周波数に同期していない前記変調周波数よりも低い周波数で偏波変調をさせる請求項1ないし16のいずれかに記載の光伝送システム。   17. The polarization scrambler is further provided with a polarization modulator on an input side, a transmission line side, or both sides thereof, and performs polarization modulation at a frequency lower than the modulation frequency not synchronized with the modulation frequency. An optical transmission system according to any one of the above. 信号光の偏波をポアンカレ球上で円を描くように変調する第1の偏波変調手段と、
この第1の偏波変調手段によってポアンカレ球上に描かれた円に対してKπ+0.20π以上Kπ+0.37π以下またはKπ−0.37π以上Kπ−0.20π以下の角度だけ傾いた円を描くようにポアンカレ球上で信号光の偏波を変調する第2の偏波変調手段と
を備え、
前記第1および第2の偏波変調手段の変調速度は互いに異なるが同期しており偏波状態の変化が周期的である
偏波スクランブラ。
First polarization modulation means for modulating the polarization of the signal light so as to draw a circle on the Poincare sphere;
A circle tilted by an angle of Kπ + 0.20π or more and Kπ + 0.37π or Kπ−0.37π or more and Kπ−0.20π or less with respect to the circle drawn on the Poincare sphere by the first polarization modulation means. And a second polarization modulation means for modulating the polarization of the signal light on the Poincare sphere,
A polarization scrambler in which the modulation speeds of the first and second polarization modulation means are different from each other but synchronized and the change in polarization state is periodic.
伝送路への入力偏波をスクランブルする偏波スクランブラを備えた光伝送システムに適用される光伝送方法において、
前記偏波スクランブラは、
信号光の偏波をポアンカレ球上で円を描くように変調する第1の偏波変調ステップと、
この第1の偏波変調ステップによってポアンカレ球上に描かれた円に対してKπ+0.20π以上Kπ+0.37π以下またはKπ−0.37π以上Kπ−0.20π以下の角度だけ傾いた円を描くようにポアンカレ球上で信号光の偏波を変調する第2の偏波変調ステップと
を行い、
前記第1および第2の偏波変調ステップの変調速度は互いに異なる
ことを特徴とする光伝送方法。
In an optical transmission method applied to an optical transmission system including a polarization scrambler that scrambles an input polarization to a transmission line,
The polarization scrambler is
A first polarization modulation step for modulating the polarization of the signal light so as to draw a circle on the Poincare sphere;
A circle tilted by an angle of Kπ + 0.20π or more and Kπ + 0.37π or Kπ−0.37π or more and Kπ−0.20π or less with respect to the circle drawn on the Poincare sphere by the first polarization modulation step. And a second polarization modulation step for modulating the polarization of the signal light on the Poincare sphere,
The optical transmission method characterized in that modulation rates of the first and second polarization modulation steps are different from each other.
伝送路への入力偏波をスクランブルする偏波スクランブラを備え、FECブロックの長さにわたって信号を平均化する光伝送システムに適用される光伝送方法において、
前記偏波スクランブラは、
信号光の偏波をポアンカレ球上で円を描くように変調する第1の偏波変調ステップと、
この第1の偏波変調ステップによってポアンカレ球上に描かれた円に対してKπ+0.20π以上Kπ+0.37π以下またはKπ−0.37π以上Kπ−0.20π以下の角度だけ傾いた円を描くようにポアンカレ球上で信号光の偏波を変調する第2の偏波変調ステップと
を行い、
前記第1および第2の偏波変調ステップの変調速度は互いに異なる
ことを特徴とする光伝送方法。
In an optical transmission method applied to an optical transmission system that includes a polarization scrambler that scrambles an input polarization to a transmission line and averages signals over the length of an FEC block,
The polarization scrambler is
A first polarization modulation step for modulating the polarization of the signal light so as to draw a circle on the Poincare sphere;
A circle tilted by an angle of Kπ + 0.20π or more and Kπ + 0.37π or Kπ−0.37π or more and Kπ−0.20π or less with respect to the circle drawn on the Poincare sphere by the first polarization modulation step. And a second polarization modulation step for modulating the polarization of the signal light on the Poincare sphere,
The optical transmission method characterized in that modulation rates of the first and second polarization modulation steps are different from each other.
伝送路への入力偏波をスクランブルする偏波スクランブラを備え、FECブロックの長さにわたって信号を平均化する光伝送システムに適用される光伝送方法において、
前記偏波スクランブラは、
信号光の偏波をポアンカレ球上で円を描くように変調する第1の偏波変調ステップと、
この第1の偏波変調ステップによってポアンカレ球上に描かれた円に対してKπ+0.20π以上Kπ+0.37π以下またはKπ−0.37π以上Kπ−0.20π以下の角度だけ傾いた円を描くようにポアンカレ球上で信号光の偏波を変調する第2の偏波変調ステップと
を行い、
前記第1および第2の偏波変調ステップの変調速度は互いに異なるが同期しており偏波状態の変化が周期的である
ことを特徴とする光伝送方法。
In an optical transmission method applied to an optical transmission system that includes a polarization scrambler that scrambles an input polarization to a transmission line and averages signals over the length of an FEC block,
The polarization scrambler is
A first polarization modulation step for modulating the polarization of the signal light so as to draw a circle on the Poincare sphere;
A circle tilted by an angle of Kπ + 0.20π or more and Kπ + 0.37π or Kπ−0.37π or more and Kπ−0.20π or less with respect to the circle drawn on the Poincare sphere by the first polarization modulation step. And a second polarization modulation step for modulating the polarization of the signal light on the Poincare sphere,
The optical transmission method characterized in that the modulation speeds of the first and second polarization modulation steps are different from each other but are synchronized and the change in polarization state is periodic.
伝送路へ入力される偏波をスクランブルし、信号の偏波状態を平均化する、または、FECブロックの長さにわたって信号の偏波状態を平均化する偏波スクランブラを備えた光伝送システムに適用される光伝送方法において、
回転1/2波長板と移相子と回転1/4波長板とからなる偏波コントローラにより構成され、前記回転1/2波長板と前記回転1/4波長板とは回転軸の向きが等しい偏波スクランブラにおける
前記回転1/2波長板と前記回転1/4波長板とを周波数P×f[Hz]、Q×f[Hz]の周期で回転させ、
前記移相子における位相の変化をKπ+0.20π以上Kπ+0.37π以下またはKπ−0.37π以上Kπ−0.20π以下とする
ことを特徴とする光伝送方法。
An optical transmission system having a polarization scrambler that scrambles the polarization input to the transmission line and averages the polarization state of the signal or averages the polarization state of the signal over the length of the FEC block. In the applied optical transmission method,
It is composed of a polarization controller comprising a rotating half-wave plate, a phase shifter, and a rotating quarter-wave plate, and the rotating half-wave plate and the rotating quarter-wave plate have the same rotation axis direction. In the polarization scrambler, the rotating half-wave plate and the rotating quarter-wave plate are rotated at a frequency of P × f [Hz] and Q × f [Hz],
A phase change in the phase shifter is Kπ + 0.20π or more and Kπ + 0.37π or less, or Kπ−0.37π or more and Kπ−0.20π or less.
伝送路へ入力される偏波をスクランブルし、信号の偏波状態を平均化する、または、FECブロックの長さにわたって信号の偏波状態を平均化する偏波スクランブラを備えた光伝送システムに適用される光伝送方法において、
第1および第2の回転1/4波長板とこの第1および第2の回転1/4波長板の間に設けられた回転1/2波長板とからなる偏波コントローラにより構成された偏波スクランブラにおける
前記第1の回転1/4波長板の初期回転角をk×π/3とし、前記回転1/2波長板の初期回転角を0とし、前記第2の回転1/4波長板の初期回転角を0とする、あるいは、
前記第1の回転1/4波長板の初期回転角を0とし、前記回転1/2波長板の初期回転角をk×π/6とし、前記第2の回転1/4波長板の初期回転角を0とする、あるいは、
前記第1の回転1/4波長板の初期回転角を0とし、前記回転1/2波長板の初期回転角を0とし、前記第2の回転1/4波長板の初期回転角をk×π/3とし、
前記第1の回転1/4波長板を周波数n×f[Hz]で回転させ、前記回転1/2波長板を周波数(n+m)/2×f[Hz]で回転させ、前記第2の回転1/4波長板を周波数m×f[Hz]で回転させる
ことを特徴とする光伝送方法。
An optical transmission system having a polarization scrambler that scrambles the polarization input to the transmission line and averages the polarization state of the signal or averages the polarization state of the signal over the length of the FEC block. In the applied optical transmission method,
A polarization scrambler comprising a polarization controller comprising a first and second rotating quarter-wave plate and a rotating half-wave plate provided between the first and second rotating quarter-wave plates. The initial rotation angle of the first rotation quarter-wave plate is k × π / 3, the initial rotation angle of the rotation half-wave plate is 0, and the initial rotation angle of the second rotation quarter-wave plate is Set the rotation angle to 0, or
The initial rotation angle of the first rotation quarter-wave plate is 0, the initial rotation angle of the rotation half-wave plate is k × π / 6, and the initial rotation of the second rotation quarter-wave plate is Set the angle to 0, or
The initial rotation angle of the first rotation quarter-wave plate is 0, the initial rotation angle of the rotation half-wave plate is 0, and the initial rotation angle of the second rotation quarter-wave plate is k ×. π / 3,
The first rotation quarter-wave plate is rotated at a frequency of n × f [Hz], the rotation half-wave plate is rotated at a frequency (n + m) / 2 × f [Hz], and the second rotation is performed. An optical transmission method comprising rotating a quarter-wave plate at a frequency of m × f [Hz].
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