JP2001230728A - 光伝送システムにおける偏波分散補償装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 光ファイバーによって与えられる伝送速度お
よび伝送距離を増加するために、デジタル光伝送システ
ムの大半がエラー検出／訂正方法を適用していることを
利用して、製造コストを低減した偏波分散補償装置を提
供する。 【解決手段】 この装置は、偏光コントローラＰＣと、
２つの直交偏光モードの間で群遅延時間差を生成する手
段ＤＤＧと、偏光コントローラＰＣの制御手段ＣＵとを
用いて受信した光信号Ｓｒλを処理することにより、リ
ンクの偏波分散を補償する。送信データは、受信データ
を損なうエラーを検知可能にするために冗長であり、制
御手段ＣＵは前記冗長データからリアルタイムで計算さ
れるビット誤り率を最小化するよう構成される。標準フ
ァイバーによる長距離光伝送に適用される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、光学的な手段によ
るデジタル信号伝送の分野に関し、特に、光ファイバー
を使用する長距離リンクにおける高速伝送に関する。

【０００２】本発明は、光ファイバー伝送システムで観
察される偏波分散を少なくとも部分的かつダイナミック
に補償するための装置に関する。

【０００３】

【従来の技術】光ファイバー伝送システムは、一般に、 ・伝送情報で光出力、光周波数、あるいはその両方を変
調する、少なくとも１つの光搬送波を用いる送信端末
と、 ・送信端末から送信される信号を導く少なくとも１つの
シングルモードファイバー区間からなる光伝送リンク
と、 ・ファイバーから伝送される光信号を受信する受信端末
とを含む。

【０００４】特に信号の品質および伝送速度という観点
から、光伝送システムの性能は、特にリンクの光学的な
特性により制限され、このリンクは、光信号を劣化する
作用がある様々な物理現象を被る。識別されている全て
の現象のなかで、光パワーの減衰および波長分散は、最
も制約的なものとして最初に現れる現象であり、こうし
た現象によって生じる劣化を少なくとも部分的に解消す
る手段が提案された。

【０００５】所定のタイプのファイバーにおける減衰
は、信号搬送波の波長に依存する。従って、「標準ファ
イバー」と呼ばれる、最近１０年間に設置されたシング
ルモードファイバーは、波長が約１．５μｍであるとき
減衰が最小になるので、搬送波としてこの値を選択する
ことが有利である。また、伝送距離をさらに延ばすため
に、リンクの上流または下流に、あるいはリンクの全長
に沿って、光増幅器を配置することにより、減衰を補償
することができた。

【０００６】波長分散の問題は、標準ファイバー（１．
５μｍで約１７ｐｓ／（ｋｍ．ｎｍ））では顕著であ
る。１つの解決方法は、少なくとも１つの「分散補償光
ファイバー：ＤＣＦ（Ｄｉｓｐｅｒｓｉｏｎ Ｃｏｍｐ
ｅｎｓａｔｉｎｇ Ｆｉｂｅｒ）」をリンクに挿入する
ことからなる。

【０００７】現在まで、上記の補償は、「偏波分散」と
呼ばれる好ましくない別の現象を考慮に入れたことはな
い。光伝送システムの現行の利用条件では、この現象
は、長い間、波長分散に比して無視できるものとみなさ
れてきた。だが、リンクの距離をさらに延ばそうとし、
また特に伝送速度を増やそうとする以上、もはやこの現
象を無視することはできない。

【０００８】たとえ波長分散がなくても、また送信機の
レベルでレーザダイオードから供給される搬送波が完全
に偏光されても、ファイバーは、たとえば送信端末から
送られるパルスがファイバー内を伝播後に変形されて受
信されもとの継続時間（duration）よりも長い継続時間
を有する、という結果をもたらす偏波分散を被る。

【０００９】こうした変形は、ファイバーの複屈折性に
よるものであり、その結果、伝送中に光信号の偏光が乱
れる。おおよそのところ、リンクファイバーの端で受信
した信号は、２個の直交成分から構成されるものとみな
され、一方の直交成分は、伝播速度が最高である偏光状
態（最も速い主要偏光状態）に対応し、他方の直交成分
は、伝播速度が最低である偏光状態（最も遅い主要偏光
状態）に対応する。換言すれば、リンクファイバーの端
で受信したパルス信号は、標準的な偏光状態に従って偏
光されて最初に到着する第１のパルス信号と、遅延伝播
状態に従って伝播されて、「群遅延時間差：ＤＧＤ（Ｄ
ｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ ＧｒｏｕｐＤｅｌａｙ）と呼
ばれる遅延を伴って到着する第２のパルス信号とから構
成されるとみなされる。ＤＧＤは、特にリンクファイバ
ーの距離に依存する。従って、この２つの主要偏光状態
（ＰＳＰ：Ｐｒｉｎｃｉｐａｌ Ｓｔａｔｅｓ ｏｆＰ
ｏｌａｒｉｓａｔｉｏｎ）が、リンクを特徴づける。

【００１０】そのため、送信端末が、非常に短いパルス
からなる光信号を送信する場合、受信端末が受信する光
信号は、ＤＧＤに等しい時間差を有する２個の直交偏光
された連続パルスから構成される。端末による検出は、
受信した光パワー全体の測定結果を電気的に与えること
からなるので、検出されるパルスの継続時間は、ＤＧＤ
の値に応じて増加する。

【００１１】この遅延は、距離１００キロメートルの標
準ファイバーの場合、約５０ピコ秒とすることができ
る。受信端末が受信するパルスが変形していると、伝送
データの復号化エラーを引き起こし、その結果として、
偏波分散は、アナログおよびデジタルの光リンクの性能
を制限するファクターになる。

【００１２】現在、偏波分散が小さい（約０．０５ｐｓ
／√ｋｍ）シングルモードファイバーを製造することが
知られている。しかしながら、既に設置された「標準フ
ァイバー」の場合は問題が残り、これらの標準ファイバ
ーは、偏波分散が非常に大きいことから、伝送速度が増
加する場合に、技術的に重大な障害になる。一方で、こ
の問題は、伝送速度をさらに増加したいときには、偏波
分散の小さいファイバーに対しても発生する。

【００１３】さらに、偏波面保存光ファイバー（ＰＭ
Ｆ：Ｐｏｌａｒｉｓａｔｉｏｎ Ｍａｉｎｔａｉｎｉｎ
ｇ Ｆｉｂｅｒ）とも称される偏波分散の大きいファイ
バーを実現することが知られており、偏波面保存光ファ
イバーは、短い距離の区間で使用され、主要偏光状態が
不変である固定の群遅延時間差を得ることができる。こ
のような構成部品（すなわち２つの直交偏光モードの間
で遅延時間差を生成するあらゆる装置）を、偏波分散を
有する伝送リンクと直列に適切に配置することによっ
て、偏波分散を光学的に補償することができる。これ
は、伝送リンクと同じＤＧＤのある偏波面保存光ファイ
バーを使用するが、低速と高速の主要偏光状態を交互に
することによって、すなわち伝送リンクおよび偏波面保
存光ファイバーからなる全体の主要偏光状態を、送信時
のソースの偏光状態と一致させることによって実現でき
る。このために偏光コントローラを伝送リンクと偏波面
保存光ファイバーの間に設置する。

【００１４】偏波分散現象の重要な特徴は、群遅延時間
差の値ＤＧＤと伝送リンクの主要偏光状態とが、振動や
温度などの多数のファクターに応じて経時的に変化する
ことにある。従って、波長分散とは違い、偏波分散はラ
ンダムな現象であるとみなさなければならない。具体的
には、測定されたＤＧＤの平均値として定義される「Ｐ
ＭＤ（Ｐｏｌａｒｉｓａｔｉｏｎ Ｍｏｄｅ Ｄｉｓｐ
ｅｒｓｉｏｎ Ｄｅｌａｙ：偏波分散遅延）の値によっ
て、伝送リンクの偏波分散が特徴づけられる。

【００１５】より詳しくは、ポアンカレ空間で、ランダ
ムな回転ベクトルΩにより偏波分散を示すことができ
る。ポアンカレ空間では、ストークスベクトル（Stoke
s’ vector）といわれる偏光状態ベクトルＳにより偏光
状態を示す。ベクトルの先端は、球に配置される。図１
は、関連する主要ベクトル、すなわち、偏光状態ベクト
ルＳ、偏波分散ベクトルΩ、および主要偏光状態ベクト
ルｅを示し、Φは、ＳとΩとの間の角度である。

【００１６】ベクトルｅおよびΩの方向は同じであり、
関係式∂Ｓ／∂ω＝Ω×Ｓが得られる。ここで、ωは光
波の角周波数、記号×は、ベクトル積を示す。

【００１７】係数Ωは、群時間差であり、すなわちリン
クの偏光の２つの主要状態に応じて偏光される２つの光
波の間の伝播遅延である。

【００１８】こうしたランダムな特徴がもたらす結果と
して、補償装置は適応性のあるものでなくてはならず、
また偏波面保存光ファイバーの群遅延時間差は、補償を
望む群遅延時間差の最大値に少なくとも等しくなるよう
に選択しなければならない。理想的には、補償は、送信
信号および受信信号の間に含まれるリンク全体の主要偏
光状態ｅの方向が、受信信号の偏光ベクトルＳの方向と
常に一致するようにしなければならない。換言すれば、
先に定義した角度Φを、できるだけ小さく保持しなけれ
ばならない。

【００１９】このような偏波分散補償装置は、欧州特許
出願ＥＰ−Ａ−８５３３９５号（１９９７年１２月３０
日出願、１９９８年７月１５日公開）に記載されてい
る。この装置は、受信機の上流に配置されており、少な
くとも１つの偏光コントローラと、２つの直交偏光モー
ドの間で群遅延時間差を生成するための手段と、偏光コ
ントローラの制御手段とを含む。

【００２０】この特許出願に記載された実施形態によれ
ば、群遅延時間差生成装置からの信号の偏光度を最大に
するように、制御手段が構成されており、群遅延時間差
生成装置は、一般には偏波面保存光ファイバーから構成
される。

【００２１】他の既知の制御方法は、群遅延時間差生成
装置ＤＤＧから送られる光信号の検出によって電気信号
を得て、この電気信号の変調のスペクトル幅を最小にす
ることをめざしている。測定パラメータとしてはまた、
前記２つのパラメータの加重積、すなわちＤＯＰ^ｘ．Δ
ω^ｙの形をとるパラメータｐを使用可能である。このと
き、ＤＯＰは偏光度、Δωはスペクトル幅、ｘ、ｙは、
該当する伝送システムに対して最適化される加重係数で
ある。

【００２２】制御ループ全体の実際の構成は、ＰＭＤの
問題に適合する性能を持たなければならない。特に、そ
の応答時間は、実際に観察されるＤＧＤの変動の高速性
に適応しなければならない。さらに、所望の改善レベル
が高ければ、いっそうの精度を確保しなければならな
い。こうした精度に関する条件は、送信信号および受信
信号の間に介在するリンク全体の主要偏光状態の方向ｅ
と、受信信号の偏光ベクトルＳの方向との間の角度Φ
を、必要な改善を可能にするデータ値未満に常に留める
ことということができる。

【００２３】実験によれば、この角度Φは一般に、１０
度未満、好適には３度未満に留めなければならない。

【００２４】偏光ベクトルＳは、毎秒５０回まで回転し
うるので、そこから、所望の信号の品質に応じて制御ル
ープに課すべき最大応答時間を導くことができる。一般
的なケースでは、Ｎｍが、偏光ベクトルＳの１秒あたり
の最大の回転数、Φｍが角度Φに課される最大角度であ
るとき、最大応答時間はｔｒ＝Φｍ／（Ｎｍ．３６０）
秒である。

【００２５】かくして、Ｎｍ＝５０、Φｍ＝１０゜であ
る時、応答時間ｔｒは、０．５５ｍｓである。

【００２６】測定パラメータの選択とは別に、これらの
制約を考慮すれば、測定装置、信号処理装置、作動装置
（偏光コントローラ）の性能が、補償の有効性にとって
重要である。

【００２７】理論的な観点から、測定パラメータとして
の最良の選択の１つは、上記の偏光度であると思われ
る。何故なら、このパラメータとＰＭＤによるビット誤
り率の劣化との間には良好な相関関係があるからであ
る。しかも、その測定は、光学コンポーネントおよび専
用の電子回路により迅速に実施可能である。しかしなが
ら、この解決方法を正確に実施するには、コストが高
い。

【００２８】電気信号の変調のスペクトル幅は、受信機
の電子部分のレベルにおいてのみ実施されるので測定が
比較的安価であるが、このパラメータは必ずしもＰＭＤ
と良好な相関関係にあるわけではないので、時には、あ
まりよくない結果が出ることがある。

【００２９】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、デジ
タル光伝送システムの大半がエラー検出／訂正方法を適
用していることを利用して、ＰＭＤ補償装置の製造コス
トを減らすことにある。

【００３０】

【課題を解決するための手段】このため、本発明は、偏
光された光信号としてデータを送信する送信端末と、伝
送光ファイバーと、受信端末と、任意選択で光増幅器と
を含む、デジタル光伝送システム用の補償装置を目的と
し、前記補償装置が、偏波分散を補償する補償手段を含
み、前記補償手段が、少なくとも１つの偏光コントロー
ラと、２つの直交偏光モードの間で群遅延時間差を生成
するための手段であり、偏光コントローラおよびその群
遅延時間差生成手段が伝送ファイバーと受信端末との間
にこの順序で介在する群遅延時間差生成手段と、偏光コ
ントローラを制御する制御手段とを含み、送信される前
記データが、送信端末により生成される冗長データをそ
れぞれが備えたフレームから構成されて、受信端末が受
信フレームを損なうエラーを検知できるようにし、前記
制御手段が、前記冗長データによりリアルタイムで計算
されるビット誤り率を最小化するように構成されること
を特徴とする。

【００３１】本発明は、さまざまな考察に基づいてい
る。最初の考察は、瞬間的なビット誤り率を測定可能で
ある場合、これが、制御に対して適正なパラメータを構
成するという考えである。受信機レベルで検出される伝
送エラーは、ＰＭＤ以外の多数の原因を持つことがある
が、しかし実際には、ＰＭＤが、上記の高速性の変動を
有する唯一の妨害である。従って、瞬間的なビット誤り
率の高周波変動が、単にＰＭＤによるものであると、そ
こから導くことができる。その結果、ＰＭＤの制約に対
処するために応答時間を十分に短くして瞬間的なビット
誤り率を最適化することに基づいた制御を実現できた場
合、結果として得られる補償は、ＰＭＤの影響だけを考
慮したものになるはずである。

【００３２】だが、こうした考案の実施は、統計的に意
味のある測定を行うために十分な数のデータを受信しな
ければならないので、ビット誤り率の直接測定を厳密に
瞬間的には行うことはできないという問題を提起する。

【００３３】別の考察は、通常のあるいは標準化された
エラーの検出および訂正方法により、連続データブロッ
クを対象とするビット誤り率を直接計算可能であるいう
ことである。これらの計算の結果は、各ブロックを構成
するデータ数が多いだけに、瞬間的なビット誤り率のサ
ンプリング測定をますます有意義なものにする。さら
に、ブロックサイズが、選択された検出、訂正、あるい
はその両方のコードにより固定される場合、測定の遅延
は、伝送速度が速ければますます少なくなる。事実、送
信データは、それぞれが冗長データを含むフレームから
組織され、受信端末が受信フレームを損なうエラーを検
知できるようにしている。ビット誤り率は、少なくとも
１つのフレーム全体、すなわちフレームのフォーマット
により定まるビット数を受信した後でしか測定できな
い。伝送速度が非常に遅いと、１つのフレームを受信す
るのに必要な時間がかかりりすぎて、十分に迅速な制御
の応答をすることができないが、伝送速度が速いと、状
況はずっと好都合になる。

【００３４】たとえば、海底伝送システムに対してＩＴ
Ｕ−Ｔ勧告のＧ．９７５により定義されているエラー訂
正コードの場合、フレームは３２６４０ビットから構成
される。毎秒１０メガビットの伝送速度ではフレームの
読み取り時間が３ｍｓであるが、毎秒１０ギガビットの
伝送速度では、この時間がたったの３μｓになる。この
遅延を、制御のために先に述べた応答時間０．５５ｍｓ
と比較すべきである。

【００３５】さらに、フレーム毎に検出されるエラー数
は、補償信号の品質が上がると減らすことができる。そ
の場合、信号品質の評価に対して、ビット誤り率がもは
やベースの役割をすることはできない。その結果、制御
を最適化するアルゴリズムは、ＰＭＤ補償による信号品
質の改善にもはや貢献しなくなる。従って、受信した複
数の連続フレームを損なうエラー数から、ビット誤り率
の計算を実施できるようにすることが有利である。

【００３６】しかし、ビット誤り率が非常に低い状況
で、場合によって制御が有効でなくても、使用コードが
エラー訂正コードであるときは、これは有害ではない。
なぜなら、少ない数のエラーは一般に訂正することがで
きるからである。しかし、訂正コードの場合でも、複数
の連続フレームからビット誤り率を計算することが有効
な場合がある。何故なら、それによって、限られた許容
度の不連続性を前提としたビット誤り率測定をアルゴリ
ズムに対して提供可能になるからである。しかも、制御
は、上述の高速性の変動よりもずっと遅いＰＭＤ変動を
同様に補償するために作動状態に保たれる。

【００３７】こうした連続フレームの数は、有利には、
有効なＰＭＤ補償を可能にするために制御が遵守すべき
最大応答時間を考慮することによって選択される。従っ
て、この数は、こうした最大応答時間、フレームの長
さ、伝送速度、および制御の他の要素の応答時間、特に
最適化アルゴリズムに依存する。

【００３８】かくして、一般には、また本発明の特徴に
よれば、これらの連続フレームの数は、送信信号および
受信信号の間に含まれるリンク全体の主要偏光状態の方
向と、受信信号の偏光ベクトルの方向との間の角度が、
常に１０度未満、好適には３度未満に留まるような、応
答時間および精度を制御手段が有するように構成する。

【００３９】本発明はまた、上記の補償装置を組み込ん
だ光伝送システムを目的とする。システムは、単一チャ
ンネルのシステム、すなわち、単一の波長によって搬送
される信号を搬送するように構成されるシステムである
か、または、波長分割多重（「ＷＤＭ」）システム、す
なわち異なる波長で搬送される複数のチャンネルからな
る信号を搬送するように構成されるシステムである。後
者の場合、各チャンネルに特定の補償を実施しなければ
ならない。そのために、本発明による装置は、受信時に
おいて、少なくとも１つのチャンネルを抽出する手段
と、このチャンネルに結合される少なくとも１つの補償
装置とを含む。

【００４０】本発明の他の特徴および長所は、添付図面
に関する以下の説明から明らかになるであろう。

【００４１】

【発明の実施の形態】図２は、本発明による補償装置を
備えた光伝送システムを、例として概略的に示す図であ
る。

【００４２】図示された例は、それぞれ波長λ、λ’、
λ”の搬送波により複数のチャンネルＳｅλ、Ｓｅ
λ’、Ｓｅλ”を搬送するように構成された波長分割多
重システムである。各チャンネル、たとえばＳｅλは、
偏光された搬送波の振幅変調（または光周波数変調、ま
たはこれらの両方）として光信号を送信する送信端末Ｔ
Ｘから発生する。チャンネルは、マルチプレクサ１で結
合され、マルチプレクサの出力は、伝送光リンクに結合
される。このリンクは、一般に光ファイバーＬＦから構
成され、ファイバーの上流およびまたは下流に配置され
る光増幅器（図示せず）を含むことができる。リンク
は、また、複数のファイバー区間から構成可能であり、
この区間の間に光増幅器が配置される。

【００４３】リンクの端は、受信機ＲＸに向けられたチ
ャンネルＳｒλを抽出する役目をするデマルチプレクサ
２を介して、少なくとも１つの受信端末例えばＲＸに接
続される。

【００４４】システムは、デマルチプレクサ２と受信機
ＲＸとの間に配置された偏波分散補償手段ＣＭを含む。
この偏波分散補償手段は、少なくとも１つの偏光コント
ローラＰＣと、２個の直交偏光モードの間に群遅延時間
差を生成する手段ＤＤＧと、偏光コントローラＰＣの制
御手段ＣＵとを含む。

【００４５】群遅延時間差生成装置ＤＤＧは、たとえば
偏波面保持光ファイバーから構成される。制御手段ＣＵ
は、受信機ＲＸ内のデコーダにより検出されるエラー数
からビット誤り率を計算し、ビット誤り率を最小にする
ように構成される。

【００４６】単一チャンネルシステムの場合は、マルチ
プレクサ１およびデマルチプレクサ２がないことが、前
述のシステムと異なる。

【００４７】図３は、本発明を実施するために有効な受
信機の一部と、補償装置の制御手段ＣＵとをより詳細に
示している。

【００４８】受信機には、群遅延時間差生成装置ＤＤＧ
から送られる光信号Ｓｒλを電気信号Ｓｒに変換するフ
ォトダイオード等の検出器３を含む。電気信号Ｓｒは、
クロック再生回路４およびデコーダ５により受信され
る。クロック再生回路４は、電気信号Ｓｒの同期処理に
必要なクロック信号ＣＫｉ’をデコーダ５に供給する。

【００４９】一般に、エラー検出／訂正コードに対し
て、デコーダ５は、各受信フレームに対し、このフレー
ムで検出されたエラーの数および場所を示す複数のエラ
ーシンドロームを計算する。これらのシンドロームに応
じて、デコーダ５は、エラー数がコードの訂正許容量を
超えない範囲で実施すべき訂正を決定する。デコーダは
また、各フレームを損なうエラー数も決定する。

【００５０】たとえばリードソロモン型の、複数のイン
ターリーブされた符号を使用する特定の実施形態によれ
ば、デコーダは、対応する複数のエラー数Ｅｓを供給す
る複数の基本デコーダを含む。制御手段ＣＵは、これら
の数を受信して、その和を計算するように構成された加
算手段６を含む。この和Ｎｅは、インターフェース回路
７を介して二進数として計算機ＰＵに送られる。

【００５１】計算機ＰＵの出力は、ＤＡ変換器ＤＡＣを
介して偏光コントローラＰＣを制御する。

【００５２】計算機ＰＵは、測定されるビット誤り率を
最小値に保持するように、偏光コントローラＰＣに与え
るべきコマンドを決定するための最適化アルゴリズムを
実行するようにプログラムされる。

【００５３】計算機ＰＵにより受信される連続エラー数
Ｎｅは、ビット誤り率を知らせる。ビット誤り率は、こ
のように各フレームを受信後に更新可能であり、瞬間的
なビット誤り率のリアルタイムのサンプリング測定値と
することができる。

【００５４】最適化アルゴリズムを実施するため、計算
機は、最適化パラメータとして、各フレームで検出され
るエラー数Ｎｅを単に使用することもできる。この解決
方法により、制御の応答時間を最適にすることができ
る。

【００５５】しかしながら、先に述べた理由から、より
適切なパラメータは、複数の連続受信フレームを損なう
エラー数の累積である。この動作モードは、たとえば各
フレームで検出されたエラー数が所定値未満になる場合
に自動的に実行されるようにプログラミングしてもよ
い。

【００５６】最適化アルゴリズムは、偏光コントローラ
の少なくとも２個の変数パラメータを制御するような多
次元のタイプである。このタイプのアルゴリズムは数多
く存在し、たとえば、Ｗｉｌｌｉａｍ Ｈ．Ｐｒｅｓｓ
他による「Ｎｕｍｅｒｉｃａｌ Ｒｅｃｉｐｅｓ ｉｎ
Ｃ」（Ｃａｍｂｒｉｄｇｅ ＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙＰ
ｒｅｓｓ １９９４年）と題するマニュアルの４１２〜
４２０ページに記載されたような、いわゆるパウエルの
方法（Ｐｏｗｅｌｌ Ｍｅｔｈｏｄ）を実施するように
構成されたアルゴリズムを使用することができる。

【００５７】制御ループ全体の性能は、ＰＭＤの問題に
適合させければならない。特に、その応答時間は、実際
に観察されるＰＭＤの変動の高速性に適応しなければな
らない。さらに、制御ループは、送信信号Ｓｅλおよび
受信信号Ｓｒλの間に含まれるリンク全体の主要偏光状
態の方向ｅと、受信信号Ｓｒλの偏光ベクトルＳの方向
との間の角度Φを、信号の品質の所望の改善を可能にす
る所定値未満に常に留めるように、十分な精度を持たな
ければならない。

【００５８】実験によれば、この角度は一般に１０度未
満、好適には３度未満に留めなければならないことが分
かった。

【００５９】偏光ベクトルＳは、５０回／秒まで回転可
能であるので、そこから、所望の信号品質に応じて、制
御ループに課すべき最短応答時間を導くことができる。
応答時間は、実際には、たとえば１ミリ秒未満でなけれ
ばならない。

【００６０】好適な実施形態を示すために、ＩＴＵ−Ｔ
勧告Ｇ．９７５の対象となっている「海底システム用前
方向誤り訂正（Ｆｏｒｗａｒｄ ｅｒｒｏｒ ｃｏｒｒ
ｅｃｔｉｏｎ ｆｏｒ ｓｕｂｍａｒｉｎｅ ｓｙｓｔ
ｅｍｓ）」と題するコードの場合、本発明をどのように
実施可能であるか、次に説明する。だが、説明を簡潔に
するために、この勧告に含まれる詳細の全てを記載する
というわけではない。

【００６１】周知のように、エラー訂正コードは、イン
ターリーブされた複数のリードソロモンコードを使用す
る。リードソロモンコードの各々は、８ビットの記号を
対象としており、ＲＳ（２５５、２３９）型であって、
すなわち２５５バイトからなるコード語で組織され、そ
のうちの２３９個が情報バイトで、１６個が冗長バイト
である。ＲＳ（２５５、２３９）コードは、１６個のエ
ラーシンドロームを生成し、２５５バイトの各コード語
で同時に８個のエラーバイトを訂正することができる。

【００６２】その場合、インターリーブ操作および並列
−直列（パラレル−シリアル）変換が、フレームを形成
する。インターリーブされたＲＳ（２５５、２３９）コ
ードの数は、たとえば１６個であるので、３２６４０ビ
ットの各フレームで１０２４ビットのエラーまで訂正可
能である。

【００６３】図４は、例としての送信機ＴＸのコーダ部
分の原理図である。説明を簡単にするために、インター
リーブＲＳ（２５５、２３９）コードが４個しかない場
合を示した。図５は、コーダを制御するクロック信号の
クロノグラムを示している。

【００６４】伝送すべき情報データは、当初、電気信号
Ｅｅの形態をとる直列（シリアル）二進データであると
仮定する。データは、図５に示したクロック信号ＣＫ０
の速さで同期される。期間Ｔは、直列電気信号Ｅｅのビ
ット時間に対応する。

【００６５】直列電気信号Ｅｅはまず、バイトを形成す
るように直列−並列変換装置を通る。直列−並列変換装
置９は典型的には、容量８ビットのシフトレジスタから
構成され、その直列入力で信号Ｅｅを受信し、クロック
ＣＫ０によりシフト制御される。

【００６６】シフトレジスタ９の並列（パラレル）出力
は、４個の８ビットレジスタ１１〜１４の入力にそれぞ
れ接続されている。これらのレジスタへの書き込みイネ
ーブルは、図５に示されたクロック信号ＣＫ１〜ＣＫ４
によりそれぞれ制御される。各クロック信号は期間４Ｔ
を有し、そのうちの３個は、４番目の期間に対してそれ
ぞれＴ、２Ｔ、３Ｔだけ時間シフトされている。

【００６７】レジスタ１１〜１４の出力はそれぞれ、Ｒ
Ｓ（２５５、２３９）コーダ２１〜２４の入力に接続さ
れている。コーダは、クロック信号ＣＫ１〜ＣＫ４によ
りそれぞれ書き込みを同期され、またクロック信号ＣＫ
１’〜ＣＫ４’によりそれぞれ読み込みを同期される。
クロック信号ＣＫ１’〜ＣＫ４’は、クロック信号ＣＫ
１〜ＣＫ４と同様だが、これらのコーダから発生する冗
長データの挿入を補償するため、出力伝送速度を上げる
ように周波数が高くされている。

【００６８】コーダ２１〜２４の出力は、出力バッファ
レジスタ３１〜３４に接続され、その読み込みイネーブ
ルは、クロック信号ＣＫ１’〜ＣＫ４’によりそれぞれ
制御される。

【００６９】レジスタの出力３１〜３４は、それぞれ出
力シフトレジスタ１５の並列入力に接続されており、出
力シフトレジスタ１５は、信号ＣＫ１’〜ＣＫ４’の４
倍の周波数のクロックＣＫ０’によりシフト制御され
る。出力シフトレジスタ１５の直列出力は、直列信号Ｓ
ｅを送り、この信号は次に、電気−光学変換器１６によ
り光信号Ｓｅλに変換される。光信号Ｓｅλは、場合に
よっては光増幅した後で、電送ファイバーに結合され
る。

【００７０】図６は、対応する受信機のデコーダの一例
と、本発明を実施するための追加手段とを示している。

【００７１】伝送後に受信した光信号Ｓｒλは、まず光
検出器３により直列電気信号Ｓｒに変換される。直列電
気信号Ｓｒは、先に定義したクロック信号ＣＫ０’〜Ｃ
Ｋ４’を受信機内で生成するように構成されたクロック
再生回路１７に送られる。電気信号Ｓｒはまた、容量が
８ビットでクロック信号ＣＫ０’によりシフト制御され
るシフトレジスタ１０の入力に送られる。

【００７２】シフトレジスタ１０の並列出力は、４個の
８ビットレジスタ４１〜４４の入力にそれぞれ接続さ
れ、その書き込みイネーブルは、クロック信号ＣＫ１’
〜ＣＫ４’によりそれぞれ制御される。レジスタ１０お
よび４１〜４４は、かくして、直列−並列変換操作およ
び受信フレームのインターリーブ解除操作を実施する。

【００７３】レジスタ４１〜４４の出力は、ＲＳ（２５
５、２３９）デコーダ５１〜５４の入力にそれぞれ接続
されている。デコーダは、クロック信号ＣＫ１’〜ＣＫ
４’によりそれぞれ書き込みを同期される。

【００７４】デコーダ５１〜５４は、それぞれ直前に受
信しデコードしたフレームにおいてそれぞれ検出したエ
ラー数を示すそれぞれの信号Ｅｓ１〜Ｅｓ４を送る。こ
れらの信号Ｅｓ１〜Ｅｓ４は、それぞれ二進数のフォー
マットを有し、和を示す信号Ｎｅを生成可能な加算装置
６の入力に送られる。

【００７５】信号Ｎｅは、リンクのインターフェース７
を介して計算機ＰＵに伝送される。

【００７６】リードソロモン型のコーダおよびデコーダ
は、それ自体既知であるので詳述しない。こうしたコー
ダおよびデコーダを構成するため、たとえばＳＨＵ Ｌ
ＩＮおよびＤａｎｉｅｌ Ｊ．ＣＯＳＴＥＬＬＯ、ＪＲ
（１９８３年 Ｐｒｅｎｔｉｃｅ−Ｈａｌｌ）による
「Ｅｒｒｏｒ ｃｏｎｔｒｏｌ ｃｏｄｉｎｇ」と題す
るマニュアルを参照することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】ポアンカレ空間を示す図である。

【図２】本発明による補償装置を含む光伝送システムを
概略的に示す図である。

【図３】本発明による補償装置の制御手段をより詳しく
示す図である。

【図４】情報データと、エラーを検出および訂正する冗
長のデータとを含む送信フレームを構成する役割をする
コーダの一例を示す図である。

【図５】図４のコーダのクロック信号のクロノグラムで
ある。

【図６】対応する受信機のデコーダの一例と、本発明を
実施するための追加手段とを示す図である。

【符号の説明】

λ、λ’、λ” 波長 Ｓｅλ、Ｓｅλ’、Ｓｅλ” チャンネル ＴＸ 送信端末 ＲＸ 受信端末または受信機 ＬＦ 光ファイバー ＣＭ 偏波分散補償手段 ＰＣ 偏光コントローラ ＣＵ 制御手段 ＤＤＧ 群遅延時間差生成手段 ＰＭＦ 偏波面保存光ファイバー ＰＵ 計算機 ＤＡＣ ＤＡ変換器 Ｅｅ 電気信号 ＣＫ０、ＣＫ１、ＣＫ２、ＣＫ３、ＣＫ４ クロック信
号 １ マルチプレクサ ２ デマルチプレクサ ３ 検出器 ４ クロック再生回路 ５ デコーダ ６ 加算手段 ７ インターフェース回路 ９ 直列並列変換装置 １１、１２、１３、１４ レジスタ １５ 出力シフトレジスタ １６ 電気−光学変換器 １７ クロック再生回路 ２１、２２、２３、２４ ＲＳ（２５５、２３９）コー
ダ ３１、３２、３３、３４ 出力バッファレジスタ ４１、４２、４３、４４ ８ビットレジスタ ５１、５２、５３、５４ デコーダ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ドウニ・ペナンクス フランス国、91620・ノザイ、リユ・パス トウール、５

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 偏光された光信号（Ｓｅλ）としてデー
   タを送信する送信端末（ＴＸ）と、伝送光ファイバー
   （ＬＦ）と、受信端末（ＲＸ）と、任意選択で光増幅器
   とを含む、デジタル光伝送システム用の補償装置であ
   り、前記補償装置が、偏波分散を補償する補償手段を含
   み、 前記補償手段が、少なくとも１つの偏光コントローラ
   （ＰＣ）と、２つの直交偏光モードの間で群遅延時間差
   を生成するための手段（ＤＤＧ）であり、偏光コントロ
   ーラおよびその群遅延時間差生成手段がこの順番で伝送
   ファイバーと受信端末との間に介在する群遅延時間差生
   成手段と、偏光コントローラ（ＰＣ）を制御する制御手
   段（ＣＵ）とを含み、 送信される前記データが、送信端末（ＴＸ）により生成
   される冗長データをそれぞれが備えたフレームから構成
   されて、受信端末（ＲＸ）が受信フレームを損なうエラ
   ーを検出できるようにし、前記制御手段（ＣＵ）が、前
   記冗長データによりリアルタイムで計算されるビット誤
   り率を最小化するように構成されることを特徴とする補
   償装置。
2. 【請求項２】 前記制御手段（ＣＵ）が、複数の連続受
   信フレームを損なうエラー数から前記ビット誤り率の計
   算を実施するように構成されることを特徴とする請求項
   １に記載の補償装置。
3. 【請求項３】 前記連続受信フレームの数が、送信信号
   （Ｓｅλ）および受信信号（Ｓｒλ）の間に含まれるリ
   ンク全体の主要偏光状態の方向（ｅ）と、受信信号（Ｓ
   ｒλ）の偏光ベクトル（Ｓ）の方向との間の角度（Φ）
   が、常に１０゜未満に留まるような応答時間および精度
   を制御手段が有するように構成されることを特徴とする
   請求項２に記載の補償装置。
4. 【請求項４】 前記連続フレーム数が、前記角度（Φ）
   を３度未満に留めるように構成されることを特徴とする
   請求項３に記載の補償装置。
5. 【請求項５】 請求項１から４のいずれか一項に記載の
   補償装置を含むことを特徴とする光伝送システム。
6. 【請求項６】 複数の波長分割多重チャンネル（Ｓｅ
   λ、Ｓｅλ’、Ｓｅλ”）を備えた信号用の光伝送シス
   テムであって、前記波長分割多重チャンネル（Ｓｅλ、
   Ｓｅλ’、Ｓｅλ”）の少なくとも１つ（Ｓｒλ）を、
   受信時に抽出する手段（２）と、抽出したチャンネル
   （Ｓｒλ）に結合し、請求項１から４のいずれか一項に
   適合する少なくとも１つの補償装置（ＣＭ）とを含むこ
   とを特徴とする光伝送システム。