JP2002033701A - 偏波モード分散補償方法および偏波モード分散補償装置 - Google Patents
偏波モード分散補償方法および偏波モード分散補償装置Info
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- H04B10/25—Arrangements specific to fibre transmission
- H04B10/2507—Arrangements specific to fibre transmission for the reduction or elimination of distortion or dispersion
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Abstract
(57)【要約】
【課題】信号光に生じた偏波モード分散（ＰＭＤ）を広
い範囲に亘って高い精度で補償できるようにしたＰＭＤ
補償方法およびＰＭＤ補償装置を提供する。 【解決手段】本発明のＰＭＤ補償装置１Ａは、伝送路Ｌ
から入力される信号光について、２つの偏波モードへの
光強度の分岐比γを設定する偏波制御部１０と、２つの
偏波モード間に光遅延差ΔτCを与える可変ＰＭＤ補償
部１１と、該可変ＰＭＤ補償部１１から出力される信号
光について、周波数ｆ1成分の強度を検出するＰＭＤモ
ニタ１３Ａと、周波数ｆ2（＜ｆ1）成分の強度を検出す
るＰＭＤモニタ１３Ｂと、ＰＭＤモニタ１３Ａ，１３Ｂ
の各モニタ強度が検出感度の不確定幅に応じて決まる最
大値収束範囲内になるように、偏波制御部１０および可
変ＰＭＤ補償部１１をフィードバック制御する制御回路
１４とから構成される。
い範囲に亘って高い精度で補償できるようにしたＰＭＤ
補償方法およびＰＭＤ補償装置を提供する。 【解決手段】本発明のＰＭＤ補償装置１Ａは、伝送路Ｌ
から入力される信号光について、２つの偏波モードへの
光強度の分岐比γを設定する偏波制御部１０と、２つの
偏波モード間に光遅延差ΔτCを与える可変ＰＭＤ補償
部１１と、該可変ＰＭＤ補償部１１から出力される信号
光について、周波数ｆ1成分の強度を検出するＰＭＤモ
ニタ１３Ａと、周波数ｆ2（＜ｆ1）成分の強度を検出す
るＰＭＤモニタ１３Ｂと、ＰＭＤモニタ１３Ａ，１３Ｂ
の各モニタ強度が検出感度の不確定幅に応じて決まる最
大値収束範囲内になるように、偏波制御部１０および可
変ＰＭＤ補償部１１をフィードバック制御する制御回路
１４とから構成される。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、伝送路の偏波モー
ド分散による信号光への影響を補償する技術に関し、特
に、信号光におけるベースバンドスペクトル中の特定周
波数成分の強度を検出して偏波モード分散の補償を行う
偏波モード分散補償方法および偏波モード分散補償装置
に関する。
ド分散による信号光への影響を補償する技術に関し、特
に、信号光におけるベースバンドスペクトル中の特定周
波数成分の強度を検出して偏波モード分散の補償を行う
偏波モード分散補償方法および偏波モード分散補償装置
に関する。
【０００２】
【従来の技術】現在、日本国内や国外において、伝送速
度１０Ｇｂ／ｓ（ギガビット／秒）の光伝送システムの
商用化が進められている。また、今後のインターネット
等による伝送容量需要の急速な増大に対応し、安価で周
波数利用効率の高い通信サービスを提供するために、例
えば、伝送速度が４０Ｇｂ／ｓなどの超高速光伝送シス
テムの実現が求められている。
度１０Ｇｂ／ｓ（ギガビット／秒）の光伝送システムの
商用化が進められている。また、今後のインターネット
等による伝送容量需要の急速な増大に対応し、安価で周
波数利用効率の高い通信サービスを提供するために、例
えば、伝送速度が４０Ｇｂ／ｓなどの超高速光伝送シス
テムの実現が求められている。
【０００３】しかしながら、上記のような超高速光伝送
システムにおいては、伝送路で生じる偏波モード分散
（Polarization-mode Dispersion：以下、ＰＭＤとす
る）などの影響により信号光の伝送波形が劣化してしま
うため、信号光の伝送距離が制限されるという課題があ
る。このＰＭＤは、信号光における偏波成分（例えばＴ
ＥモードおよびＴＭモードのような２つのモード光）の
伝播遅延時間が異なることによって生じる分散であり、
あらゆる光ファイバに対して起こり得るものである。
システムにおいては、伝送路で生じる偏波モード分散
（Polarization-mode Dispersion：以下、ＰＭＤとす
る）などの影響により信号光の伝送波形が劣化してしま
うため、信号光の伝送距離が制限されるという課題があ
る。このＰＭＤは、信号光における偏波成分（例えばＴ
ＥモードおよびＴＭモードのような２つのモード光）の
伝播遅延時間が異なることによって生じる分散であり、
あらゆる光ファイバに対して起こり得るものである。
【０００４】したがって、超高速の長距離光伝送を実現
するためには、ＰＭＤ補償技術の適用が必須となる。ま
た、ＰＭＤは、温度やストレス等の伝送路環境の変化に
よっても経時的に変動するため、システム運用中にＰＭ
Ｄの状態をモニタし、フィードバック制御を行う自動Ｐ
ＭＤ補償技術が必要とされる。
するためには、ＰＭＤ補償技術の適用が必須となる。ま
た、ＰＭＤは、温度やストレス等の伝送路環境の変化に
よっても経時的に変動するため、システム運用中にＰＭ
Ｄの状態をモニタし、フィードバック制御を行う自動Ｐ
ＭＤ補償技術が必要とされる。
【０００５】従来の自動ＰＭＤ補償技術としては、例え
ば、光領域での補償方式（例えば、T. Takahashi et a
l., Electron. Lett. 30, pp.348-349, 1994.や、F. He
ismann et al., ECOC'98 Technical Digest, pp.529-53
0.や、特開平11−196046号公報等参照）および電気段で
の補償方式（例えばH. Bulow, NOC'97 Technical Diges
t, pp.65-72.等参照）の報告がなされている。
ば、光領域での補償方式（例えば、T. Takahashi et a
l., Electron. Lett. 30, pp.348-349, 1994.や、F. He
ismann et al., ECOC'98 Technical Digest, pp.529-53
0.や、特開平11−196046号公報等参照）および電気段で
の補償方式（例えばH. Bulow, NOC'97 Technical Diges
t, pp.65-72.等参照）の報告がなされている。
【０００６】また、本発明者らは、簡易な構成、変調方
式や他の波形劣化要因（波長分散、非線形効果）に無依
存、高速化に有利、といった観点から、光領域における
補償方式を採用した自動ＰＭＤ補償技術を提案している
（特願平11-515959号や、H.Ooi et al., OFC'99, Techn
ical Digest WE5 pp.86-88, 1999.等参照）。この補償
技術は、大規模な測定器を不要とする簡易な構成のＰＭ
Ｄモニタ方式を採用して、伝送光信号におけるベースバ
ンドスペクトル中の特定周波数成分の強度（例えば、４
０Ｇｂ／ｓ信号光における２０ＧＨｚ成分の強度など）
を検出し、該検出強度が極大になるように補償量をフィ
ードバック制御する技術である。この補償技術を適用す
ることにより、信号光の伝送距離が４倍以上に拡大され
るようになる。
式や他の波形劣化要因（波長分散、非線形効果）に無依
存、高速化に有利、といった観点から、光領域における
補償方式を採用した自動ＰＭＤ補償技術を提案している
（特願平11-515959号や、H.Ooi et al., OFC'99, Techn
ical Digest WE5 pp.86-88, 1999.等参照）。この補償
技術は、大規模な測定器を不要とする簡易な構成のＰＭ
Ｄモニタ方式を採用して、伝送光信号におけるベースバ
ンドスペクトル中の特定周波数成分の強度（例えば、４
０Ｇｂ／ｓ信号光における２０ＧＨｚ成分の強度など）
を検出し、該検出強度が極大になるように補償量をフィ
ードバック制御する技術である。この補償技術を適用す
ることにより、信号光の伝送距離が４倍以上に拡大され
るようになる。
【０００７】しかし、上記のような補償技術において
は、補償可能なＰＭＤの上限が伝送光の１タイムスロッ
トに制約されてしまうという課題があった。すなわち、
特定周波数成分の強度は、伝送路のＰＭＤによる偏波モ
ード間の光遅延量ΔτT（以下、ＰＭＤ量ΔτTとする）
に対して図１２に示すように変化し、ＰＭＤ量ΔτTが
伝送光の１タイムスロット（例えば４０Ｇｂ／ｓ信号光
の場合２５ｐｓ）になると、特定周波数成分の強度が零
（または極小）になる。このため、ＰＭＤ量Δτ Tが１
タイムスロットを超える場合に、特定周波数成分の強度
が極大になるように補償量をフィードバック制御する
と、制御後のＰＭＤ量ΔτTは増加するようになり伝送
光波形の劣化が大きくなってしまう。
は、補償可能なＰＭＤの上限が伝送光の１タイムスロッ
トに制約されてしまうという課題があった。すなわち、
特定周波数成分の強度は、伝送路のＰＭＤによる偏波モ
ード間の光遅延量ΔτT（以下、ＰＭＤ量ΔτTとする）
に対して図１２に示すように変化し、ＰＭＤ量ΔτTが
伝送光の１タイムスロット（例えば４０Ｇｂ／ｓ信号光
の場合２５ｐｓ）になると、特定周波数成分の強度が零
（または極小）になる。このため、ＰＭＤ量Δτ Tが１
タイムスロットを超える場合に、特定周波数成分の強度
が極大になるように補償量をフィードバック制御する
と、制御後のＰＭＤ量ΔτTは増加するようになり伝送
光波形の劣化が大きくなってしまう。
【０００８】このような課題に対して、ＰＭＤの補償可
能範囲を拡大する技術としては、例えば、伝送速度Ｂｂ
／ｓの伝送光信号におけるベースバントスペクトル中の
周波数Ｂ／２Ｈｚ成分、Ｂ／４Ｈｚ成分およびＢ／８Ｈ
ｚ成分などをバンドパスフィルタ（ＢＰＦ）で抽出して
各々の強度を検出する方式が提案されている（例えばD.
Sandel et al., Electron. Lett. 34, pp.2258-2259, 1
998等参照）。
能範囲を拡大する技術としては、例えば、伝送速度Ｂｂ
／ｓの伝送光信号におけるベースバントスペクトル中の
周波数Ｂ／２Ｈｚ成分、Ｂ／４Ｈｚ成分およびＢ／８Ｈ
ｚ成分などをバンドパスフィルタ（ＢＰＦ）で抽出して
各々の強度を検出する方式が提案されている（例えばD.
Sandel et al., Electron. Lett. 34, pp.2258-2259, 1
998等参照）。
【０００９】図１３は、上記のＰＭＤ補償技術を説明す
る図である。ただし、横軸はＰＭＤ量ΔτTを伝送光の
１タイムスロットＴで規格化した値（ΔτT／Ｔ）を示
し、縦軸は各ＢＰＦで抽出した周波数成分の強度を示し
ている。なお、（ＢＰＦ０．５／Ｔ）で示される曲線は
Ｂ／２Ｈｚ成分の強度を表し、（ＢＰＦ０．２５／Ｔ）
で示される曲線はＢ／４Ｈｚ成分の強度を表し、（ＢＰ
Ｆ０．１２５／Ｔ）で示される曲線はＢ／８Ｈｚ成分の
強度を表している。また、ＬＰＦで示された曲線は、ロ
ーパスフィルタ（ＬＰＦ）で抽出されたＢ／８Ｈｚ成分
の強度を表すものである。
る図である。ただし、横軸はＰＭＤ量ΔτTを伝送光の
１タイムスロットＴで規格化した値（ΔτT／Ｔ）を示
し、縦軸は各ＢＰＦで抽出した周波数成分の強度を示し
ている。なお、（ＢＰＦ０．５／Ｔ）で示される曲線は
Ｂ／２Ｈｚ成分の強度を表し、（ＢＰＦ０．２５／Ｔ）
で示される曲線はＢ／４Ｈｚ成分の強度を表し、（ＢＰ
Ｆ０．１２５／Ｔ）で示される曲線はＢ／８Ｈｚ成分の
強度を表している。また、ＬＰＦで示された曲線は、ロ
ーパスフィルタ（ＬＰＦ）で抽出されたＢ／８Ｈｚ成分
の強度を表すものである。
【００１０】図１３に示すように、ＢＰＦで抽出される
周波数が低くなるほど、各々の成分の強度が零になるＰ
ＭＤ量ΔτTが大きくなるため、補償可能範囲は拡大さ
れる。しかしながら、ＰＭＤ量ΔτTが小さい領域で
は、検出される強度（モニタ強度）の変化が小さくなる
（各々の曲線が平坦に近くなる）ため、モニタ強度が極
大になるようにＰＭＤの補償量をフィードバック制御し
た場合、該フィードバック制御の収束が悪くなってしま
う。また、モニタ系の感度には不確定幅があることか
ら、経時的に不安定な制御となる可能性もある。そこ
で、上記のＰＭＤ補償技術では、各々の周波数成分の強
度を検出する３つのＰＭＤモニタを順次切り替えて用い
るようにしている。このＰＭＤモニタの切り替えは、モ
ニタ強度に対してしきい値Ｔｈ１,Ｔｈ２が予め設定さ
れ、例えば、モニタ強度が増大する場合には、Ｂ／８Ｈ
ｚ成分の強度を検出するＰＭＤモニタの検出値（曲線Ｂ
ＰＦ０．１２５／Ｔ）が、図１３で上側のしきい値Ｔｈ
１まで増加すると、Ｂ／４Ｈｚ成分の強度を検出するＰ
ＭＤモニタに切り替えられ、その後、該ＰＭＤモニタの
検出値（曲線ＢＰＦ０．２５／Ｔ）がしきい値Ｔｈ１ま
で増加すると、Ｂ／２Ｈｚ成分の強度を検出するＰＭＤ
モニタに切り替えられる。また例えば、モニタ強度が減
少する場合には、図１３で下側のしきい値Ｔｈ２を基準
として、Ｂ／２Ｈｚ成分の強度を検出するＰＭＤモニ
タ、Ｂ／４Ｈｚ成分の強度を検出するＰＭＤモニタ、Ｂ
／８Ｈｚ成分の強度を検出するＰＭＤモニタへと順次切
り替えられる。
周波数が低くなるほど、各々の成分の強度が零になるＰ
ＭＤ量ΔτTが大きくなるため、補償可能範囲は拡大さ
れる。しかしながら、ＰＭＤ量ΔτTが小さい領域で
は、検出される強度（モニタ強度）の変化が小さくなる
（各々の曲線が平坦に近くなる）ため、モニタ強度が極
大になるようにＰＭＤの補償量をフィードバック制御し
た場合、該フィードバック制御の収束が悪くなってしま
う。また、モニタ系の感度には不確定幅があることか
ら、経時的に不安定な制御となる可能性もある。そこ
で、上記のＰＭＤ補償技術では、各々の周波数成分の強
度を検出する３つのＰＭＤモニタを順次切り替えて用い
るようにしている。このＰＭＤモニタの切り替えは、モ
ニタ強度に対してしきい値Ｔｈ１,Ｔｈ２が予め設定さ
れ、例えば、モニタ強度が増大する場合には、Ｂ／８Ｈ
ｚ成分の強度を検出するＰＭＤモニタの検出値（曲線Ｂ
ＰＦ０．１２５／Ｔ）が、図１３で上側のしきい値Ｔｈ
１まで増加すると、Ｂ／４Ｈｚ成分の強度を検出するＰ
ＭＤモニタに切り替えられ、その後、該ＰＭＤモニタの
検出値（曲線ＢＰＦ０．２５／Ｔ）がしきい値Ｔｈ１ま
で増加すると、Ｂ／２Ｈｚ成分の強度を検出するＰＭＤ
モニタに切り替えられる。また例えば、モニタ強度が減
少する場合には、図１３で下側のしきい値Ｔｈ２を基準
として、Ｂ／２Ｈｚ成分の強度を検出するＰＭＤモニ
タ、Ｂ／４Ｈｚ成分の強度を検出するＰＭＤモニタ、Ｂ
／８Ｈｚ成分の強度を検出するＰＭＤモニタへと順次切
り替えられる。
【００１１】このように、モニタ強度に対して予め設定
したしきい値Ｔｈ１，Ｔｈ２に従って、複数のＰＭＤモ
ニタを順次切り替え制御することにより、ＰＭＤの補償
可能範囲を１タイムスロット以上に拡大することができ
る。
したしきい値Ｔｈ１，Ｔｈ２に従って、複数のＰＭＤモ
ニタを順次切り替え制御することにより、ＰＭＤの補償
可能範囲を１タイムスロット以上に拡大することができ
る。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ような複数のＰＭＤモニタを切り替え制御する従来のＰ
ＭＤ補償技術では、ＰＭＤモニタを切り替えるために予
め設定されるしきい値として絶対的な値が用いられるた
め、ＰＭＤ補償を高い精度で行うことが難しいという問
題点があった。すなわち、各ＰＭＤモニタで検出される
各々の周波数成分の強度は、伝送路のＰＭＤ以外にも、
例えば、温度変動等による波長分散や、偏波モード間の
光強度の分岐比等のパラメータの経時的変化に従って変
動することが知られている。ＰＭＤモニタの切り替え制
御の基準となるしきい値を、相対的な値ではなく絶対的
な値を用いて予め設定してしまうと、上記のようなＰＭ
Ｄ以外の要因による強度変動に対して、しきい値の設定
が不適切なものとなり、精度の高いＰＭＤ補償の実現が
難しくなってしまう。
ような複数のＰＭＤモニタを切り替え制御する従来のＰ
ＭＤ補償技術では、ＰＭＤモニタを切り替えるために予
め設定されるしきい値として絶対的な値が用いられるた
め、ＰＭＤ補償を高い精度で行うことが難しいという問
題点があった。すなわち、各ＰＭＤモニタで検出される
各々の周波数成分の強度は、伝送路のＰＭＤ以外にも、
例えば、温度変動等による波長分散や、偏波モード間の
光強度の分岐比等のパラメータの経時的変化に従って変
動することが知られている。ＰＭＤモニタの切り替え制
御の基準となるしきい値を、相対的な値ではなく絶対的
な値を用いて予め設定してしまうと、上記のようなＰＭ
Ｄ以外の要因による強度変動に対して、しきい値の設定
が不適切なものとなり、精度の高いＰＭＤ補償の実現が
難しくなってしまう。
【００１３】また、複数のＰＭＤモニタを用いる従来の
補償技術では、強度検出する周波数成分として、信号光
の伝送速度Ｂの１／２倍、１／４倍、１／８倍などとい
った特定の周波数にしなければならないという制約があ
る。この制約は、信号光の伝送速度が変化するようなシ
ステムへの適用を難しくするとともに、補償範囲をより
広くするためには、数多くの周波数成分をモニタしなけ
ればならないという欠点がある。
補償技術では、強度検出する周波数成分として、信号光
の伝送速度Ｂの１／２倍、１／４倍、１／８倍などとい
った特定の周波数にしなければならないという制約があ
る。この制約は、信号光の伝送速度が変化するようなシ
ステムへの適用を難しくするとともに、補償範囲をより
広くするためには、数多くの周波数成分をモニタしなけ
ればならないという欠点がある。
【００１４】本発明は上記の点に着目してなされたもの
で、信号光に生じた偏波モード分散（ＰＭＤ）を広い範
囲に亘って高い精度で補償できるようにした偏波モード
分散補償方法および偏波モード分散補償装置を提供する
ことを目的とする。
で、信号光に生じた偏波モード分散（ＰＭＤ）を広い範
囲に亘って高い精度で補償できるようにした偏波モード
分散補償方法および偏波モード分散補償装置を提供する
ことを目的とする。
【００１５】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明によるＰＭＤ補償方法は、まず、伝送路を介
して入力される信号光に生じたＰＭＤを補償する。そし
て、補償後の信号光におけるベースバンドスペクトル中
の複数の特定周波数成分を抽出した後に、該各特定周波
数成分の強度をそれぞれ検出する。次に、検出したすべ
ての特定周波数成分の強度が、検出感度の不確定幅に応
じて決まる最大値収束範囲内になるように、前述したＰ
ＭＤの補償量をフィードバック制御する。また、ＰＭＤ
の補償量をフィードバック制御する際には、相対的に低
周波側の特定周波数成分の強度が最大値収束範囲内にな
った後に、相対的に高周波側の特定周波数成分の強度が
最大値収束範囲内になるように、ＰＭＤ補償量のフィー
ドバック制御に用いる特定周波数成分の強度の切り替え
を順次行うようにしてもよい。
め、本発明によるＰＭＤ補償方法は、まず、伝送路を介
して入力される信号光に生じたＰＭＤを補償する。そし
て、補償後の信号光におけるベースバンドスペクトル中
の複数の特定周波数成分を抽出した後に、該各特定周波
数成分の強度をそれぞれ検出する。次に、検出したすべ
ての特定周波数成分の強度が、検出感度の不確定幅に応
じて決まる最大値収束範囲内になるように、前述したＰ
ＭＤの補償量をフィードバック制御する。また、ＰＭＤ
の補償量をフィードバック制御する際には、相対的に低
周波側の特定周波数成分の強度が最大値収束範囲内にな
った後に、相対的に高周波側の特定周波数成分の強度が
最大値収束範囲内になるように、ＰＭＤ補償量のフィー
ドバック制御に用いる特定周波数成分の強度の切り替え
を順次行うようにしてもよい。
【００１６】このようなＰＭＤ補償方法では、複数の特
定周波数成分の強度が各々の最大値に収束するようにＰ
ＭＤ補償量を制御することで、信号光のＰＭＤ量の変化
に正確に追随したフィードバック制御が可能になる。ま
た、フィードバック制御に用いる特定周波数成分の強度
を、低周波側から高周波側に順次切り替えるようにする
ことで、従来のような絶対的なしきい値を基準とするの
ではなく、強度の最大値収束状態を基準にしてＰＭＤモ
ニタの切り替えが行われるため、高い精度のＰＭＤ補償
が実現できるようになる。
定周波数成分の強度が各々の最大値に収束するようにＰ
ＭＤ補償量を制御することで、信号光のＰＭＤ量の変化
に正確に追随したフィードバック制御が可能になる。ま
た、フィードバック制御に用いる特定周波数成分の強度
を、低周波側から高周波側に順次切り替えるようにする
ことで、従来のような絶対的なしきい値を基準とするの
ではなく、強度の最大値収束状態を基準にしてＰＭＤモ
ニタの切り替えが行われるため、高い精度のＰＭＤ補償
が実現できるようになる。
【００１７】本発明によるＰＭＤ補償装置は、伝送路の
ＰＭＤによる信号光への影響を補償するＰＭＤ補償装置
において、伝送路を介して入力される信号光に生じたＰ
ＭＤを補償する偏波モード分散補償手段と、該偏波モー
ド分散補償手段から出力される信号光におけるベースバ
ンドスペクトル中の複数の特定周波数成分を抽出する特
定周波数成分抽出手段と、該特定周波数成分抽出手段で
抽出された各特定周波数成分の強度をそれぞれ検出する
強度検出手段と、該強度検出手段で検出されるすべての
特定周波数成分の強度が、検出感度の不確定幅に応じて
決まる最大値収束範囲内になるように、偏波モード分散
補償手段におけるＰＭＤ補償量をフィードバック制御す
る補償量制御手段と、を備えて構成されるものである。
また、上記の補償量制御手段については、相対的に低周
波側の特定周波数成分の強度が最大値収束範囲内になっ
た後に、相対的に高周波側の特定周波数成分の強度が最
大値収束範囲内になるように、偏波モード分散補償手段
におけるＰＭＤ補償量のフィードバック制御に用いる特
定周波数成分の強度の切り替えを順次行うようにしても
よい。
ＰＭＤによる信号光への影響を補償するＰＭＤ補償装置
において、伝送路を介して入力される信号光に生じたＰ
ＭＤを補償する偏波モード分散補償手段と、該偏波モー
ド分散補償手段から出力される信号光におけるベースバ
ンドスペクトル中の複数の特定周波数成分を抽出する特
定周波数成分抽出手段と、該特定周波数成分抽出手段で
抽出された各特定周波数成分の強度をそれぞれ検出する
強度検出手段と、該強度検出手段で検出されるすべての
特定周波数成分の強度が、検出感度の不確定幅に応じて
決まる最大値収束範囲内になるように、偏波モード分散
補償手段におけるＰＭＤ補償量をフィードバック制御す
る補償量制御手段と、を備えて構成されるものである。
また、上記の補償量制御手段については、相対的に低周
波側の特定周波数成分の強度が最大値収束範囲内になっ
た後に、相対的に高周波側の特定周波数成分の強度が最
大値収束範囲内になるように、偏波モード分散補償手段
におけるＰＭＤ補償量のフィードバック制御に用いる特
定周波数成分の強度の切り替えを順次行うようにしても
よい。
【００１８】かかる構成では、偏波モード分散補償手段
で補償された信号光について、複数の特定周波数成分の
強度が特定周波数成分抽出手段および強度検出手段によ
って検出される。補償量制御手段では、検出された各特
定周波数成分の強度を用いて、各々の強度が最大値に収
束するように、偏波モード分散補償手段におけるＰＭＤ
補償量の制御が行われる。これにより、信号光のＰＭＤ
量の変化に正確に追随したフィードバック制御が可能に
なる。また、補償量制御手段において、フィードバック
制御に用いる特定周波数成分の強度を、低周波側から高
周波側に順次切り替えるような制御を行うことで、従来
のような絶対的なしきい値を基準とするのではなく、強
度の最大値収束状態を基準にしてＰＭＤモニタの切り替
えが行われるため、高い精度のＰＭＤ補償が実現できる
ようになる。
で補償された信号光について、複数の特定周波数成分の
強度が特定周波数成分抽出手段および強度検出手段によ
って検出される。補償量制御手段では、検出された各特
定周波数成分の強度を用いて、各々の強度が最大値に収
束するように、偏波モード分散補償手段におけるＰＭＤ
補償量の制御が行われる。これにより、信号光のＰＭＤ
量の変化に正確に追随したフィードバック制御が可能に
なる。また、補償量制御手段において、フィードバック
制御に用いる特定周波数成分の強度を、低周波側から高
周波側に順次切り替えるような制御を行うことで、従来
のような絶対的なしきい値を基準とするのではなく、強
度の最大値収束状態を基準にしてＰＭＤモニタの切り替
えが行われるため、高い精度のＰＭＤ補償が実現できる
ようになる。
【００１９】さらに、上記ＰＭＤ補償装置について、特
定周波数成分抽出手段の具体的な構成としては、特定周
波数成分に対応した透過中心周波数を持つバンドパスフ
ィルタを有し、該バンドパスフィルタを用いて特定周波
数成分の抽出を行うようにしてもよい。または、特定周
波数成分に対応したカットオフ周波数を持つローパスフ
ィルタを有し、該ローパスフィルタを用いて特定周波数
成分の抽出を行うようにしても構わない。
定周波数成分抽出手段の具体的な構成としては、特定周
波数成分に対応した透過中心周波数を持つバンドパスフ
ィルタを有し、該バンドパスフィルタを用いて特定周波
数成分の抽出を行うようにしてもよい。または、特定周
波数成分に対応したカットオフ周波数を持つローパスフ
ィルタを有し、該ローパスフィルタを用いて特定周波数
成分の抽出を行うようにしても構わない。
【００２０】このような具体的な構成によれば、信号光
におけるベースバンドスペクトル中の複数の特定周波数
成分がバンドパスフィルタまたはローパスフィルタによ
って抽出されるようになる。特に、ローパスフィルタを
用いて抽出する場合には、広範囲の周波数成分の強度を
積分した値が得られるため、より安定したＰＭＤ補償を
実現することが可能になる。
におけるベースバンドスペクトル中の複数の特定周波数
成分がバンドパスフィルタまたはローパスフィルタによ
って抽出されるようになる。特に、ローパスフィルタを
用いて抽出する場合には、広範囲の周波数成分の強度を
積分した値が得られるため、より安定したＰＭＤ補償を
実現することが可能になる。
【００２１】また、前述したＰＭＤ補償装置の偏波モー
ド分散補償手段は、信号光について、２つの偏波モード
への光強度の分岐比を決定する偏波制御部と、２つの偏
波モード間に光遅延差を与える光遅延部とを有し、偏波
制御部の分岐比および光遅延部の光遅延差の組み合わせ
に応じて偏波モード分散補償量が設定されるようにして
もよい。
ド分散補償手段は、信号光について、２つの偏波モード
への光強度の分岐比を決定する偏波制御部と、２つの偏
波モード間に光遅延差を与える光遅延部とを有し、偏波
制御部の分岐比および光遅延部の光遅延差の組み合わせ
に応じて偏波モード分散補償量が設定されるようにして
もよい。
【００２２】かかる構成では、伝送路を介して入力され
る信号光の偏波状態が偏波制御部によって調整されるこ
とで、信号光の２つの偏波モードへの光強度の分岐比が
設定されると共に、その信号光が光遅延部を通過するこ
とで２つの偏波モード間に光遅延差が与えられ、ＰＭＤ
の補償量が所要の値に設定されるようになる。
る信号光の偏波状態が偏波制御部によって調整されるこ
とで、信号光の２つの偏波モードへの光強度の分岐比が
設定されると共に、その信号光が光遅延部を通過するこ
とで２つの偏波モード間に光遅延差が与えられ、ＰＭＤ
の補償量が所要の値に設定されるようになる。
【００２３】さらに、上記ＰＭＤ補償装置の具体的な構
成として、偏波モード分散補償手段は、光遅延差を変え
ることが可能な可変光遅延素子と、該可変光遅延素子へ
の入力光の偏波方向を変える波長板とを有し、補償量制
御手段は、可変光遅延素子の光遅延量および波長板の位
置の少なくとも一方をフィードバック制御するようにし
てもよい。あるいは、偏波モード分散補償手段は、直列
に接続された複数の偏波モード分散補償ユニットを有
し、該各偏波モード分散補償ユニットは、予め設定した
光遅延差を与える固定光遅延素子と、該固定光遅延素子
への入力光の偏波方向を変える波長板とを含み、補償量
制御手段は、前記各偏波モード分散補償ユニットの波長
板の位置をそれぞれフィードバック制御するようにして
も構わない。
成として、偏波モード分散補償手段は、光遅延差を変え
ることが可能な可変光遅延素子と、該可変光遅延素子へ
の入力光の偏波方向を変える波長板とを有し、補償量制
御手段は、可変光遅延素子の光遅延量および波長板の位
置の少なくとも一方をフィードバック制御するようにし
てもよい。あるいは、偏波モード分散補償手段は、直列
に接続された複数の偏波モード分散補償ユニットを有
し、該各偏波モード分散補償ユニットは、予め設定した
光遅延差を与える固定光遅延素子と、該固定光遅延素子
への入力光の偏波方向を変える波長板とを含み、補償量
制御手段は、前記各偏波モード分散補償ユニットの波長
板の位置をそれぞれフィードバック制御するようにして
も構わない。
【００２４】上述したような本発明によるＰＭＤ補償装
置は、各種光伝送システムへの適用が可能である。この
場合、偏波モード分散補償装置は、光送信機と光受信機
の間を接続する伝送路の途中に設けられる。このような
光伝送システムでは、伝送路を伝搬する信号光のＰＭＤ
が広い範囲で確実に補償されるため、高速信号光を長距
離に亘って伝送することが可能になる。
置は、各種光伝送システムへの適用が可能である。この
場合、偏波モード分散補償装置は、光送信機と光受信機
の間を接続する伝送路の途中に設けられる。このような
光伝送システムでは、伝送路を伝搬する信号光のＰＭＤ
が広い範囲で確実に補償されるため、高速信号光を長距
離に亘って伝送することが可能になる。
【００２５】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図面に
基づいて説明する。まず、本発明による偏波モード分散
（ＰＭＤ）の補償技術を理解するうえで有用と思われる
ので、ＰＭＤによる伝送光波形劣化について説明する。
ここでは、例えば４０Ｇｂ／ｓの光伝送システムについ
て行った実験結果を用いてＰＭＤによる伝送光波形劣化
を概説することにする。なお、この実験結果は、H.Ooi
et al., OFC'99, Technical Digest WE5 pp.86-88, 199
9.で報告されているので、詳しい内容については上記の
文献を参照されたい。
基づいて説明する。まず、本発明による偏波モード分散
（ＰＭＤ）の補償技術を理解するうえで有用と思われる
ので、ＰＭＤによる伝送光波形劣化について説明する。
ここでは、例えば４０Ｇｂ／ｓの光伝送システムについ
て行った実験結果を用いてＰＭＤによる伝送光波形劣化
を概説することにする。なお、この実験結果は、H.Ooi
et al., OFC'99, Technical Digest WE5 pp.86-88, 199
9.で報告されているので、詳しい内容については上記の
文献を参照されたい。
【００２６】図１４は、ＰＭＤによる伝送光波形劣化を
測定するための実験系の概要を示す図である。図１４の
実験系では、光送信機ＯＳから送出された伝送速度４０
Ｇｂ／ｓのＮＲＺ（Non-Return-to-Zero）信号光に対し
て、偏波制御器１００にて各偏波モード間の光強度の分
岐比γ（０≦γ≦１）が変えられ、さらに、ＰＭＤエミ
ュレータ（PMD emulator）２００によってＰＭＤが加え
られ、そして、光受信機ＯＲにおいて復調される。ここ
で、ＰＭＤエミュレータ２００は、伝送路で生じるＰＭ
Ｄを模擬するためのものであって、偏波ビームスプリッ
タ（ＰＢＳ）で分離した直交する偏波モード間に、光遅
延差ΔτTを与える一般的な装置である。
測定するための実験系の概要を示す図である。図１４の
実験系では、光送信機ＯＳから送出された伝送速度４０
Ｇｂ／ｓのＮＲＺ（Non-Return-to-Zero）信号光に対し
て、偏波制御器１００にて各偏波モード間の光強度の分
岐比γ（０≦γ≦１）が変えられ、さらに、ＰＭＤエミ
ュレータ（PMD emulator）２００によってＰＭＤが加え
られ、そして、光受信機ＯＲにおいて復調される。ここ
で、ＰＭＤエミュレータ２００は、伝送路で生じるＰＭ
Ｄを模擬するためのものであって、偏波ビームスプリッ
タ（ＰＢＳ）で分離した直交する偏波モード間に、光遅
延差ΔτTを与える一般的な装置である。
【００２７】図１５は、光遅延差ΔτTを変化させたと
きのパワーペナルティ（受信感度劣化）を示す図であ
る。また、図１６は、図１５の場合における伝送光波形
の変化を示した図である。なお、伝送光波形の劣化が最
大となるように、ここでは偏波制御器１００において光
強度の分岐比γが０．５に設定されている。
きのパワーペナルティ（受信感度劣化）を示す図であ
る。また、図１６は、図１５の場合における伝送光波形
の変化を示した図である。なお、伝送光波形の劣化が最
大となるように、ここでは偏波制御器１００において光
強度の分岐比γが０．５に設定されている。
【００２８】各図に示すように、ＰＭＤエミュレータ２
００による光遅延差ΔτTが大きくなる、すなわち、伝
送路で生じるＰＭＤが増大するほど、伝送光波形の劣化
が著しくなる。例えば、伝送後のパワーペナルティが１
ｄＢ以下を伝送可能の基準とした場合には、ＰＭＤ耐力
（ＰＭＤの許容値）は約１１ｐｓとなる（図１５）。
００による光遅延差ΔτTが大きくなる、すなわち、伝
送路で生じるＰＭＤが増大するほど、伝送光波形の劣化
が著しくなる。例えば、伝送後のパワーペナルティが１
ｄＢ以下を伝送可能の基準とした場合には、ＰＭＤ耐力
（ＰＭＤの許容値）は約１１ｐｓとなる（図１５）。
【００２９】上記のようなパワーペナルティの値につい
て考察すると、既設の比較的古いファイバには、単位長
さ当たり０．５〜２ｐｓ／ｋｍ1/2を超える大きなＰＭ
Ｄ値をもつと言われているものもあり、上記のＰＭＤ耐
力から計算すると、４０Ｇｂ／ｓでの伝送距離は、３〜
５０ｋｍ程度に制限されることになる。ただし、最悪の
ＰＭＤ値を平均（許容値）の３倍と仮定している。この
ような既設の伝送路環境において、超高速の長距離光伝
送を実現するためには、ＰＭＤ補償技術の適用が必須と
なる。また、伝送路のＰＭＤは、温度やストレス等の伝
送路環境の変化によっても経時的に変動するため、シス
テム運用中にＰＭＤの状態をモニタし、フィードバック
制御を行う自動ＰＭＤ補償技術が必要とされる。
て考察すると、既設の比較的古いファイバには、単位長
さ当たり０．５〜２ｐｓ／ｋｍ1/2を超える大きなＰＭ
Ｄ値をもつと言われているものもあり、上記のＰＭＤ耐
力から計算すると、４０Ｇｂ／ｓでの伝送距離は、３〜
５０ｋｍ程度に制限されることになる。ただし、最悪の
ＰＭＤ値を平均（許容値）の３倍と仮定している。この
ような既設の伝送路環境において、超高速の長距離光伝
送を実現するためには、ＰＭＤ補償技術の適用が必須と
なる。また、伝送路のＰＭＤは、温度やストレス等の伝
送路環境の変化によっても経時的に変動するため、シス
テム運用中にＰＭＤの状態をモニタし、フィードバック
制御を行う自動ＰＭＤ補償技術が必要とされる。
【００３０】そこで、本発明者らは、上述したように、
例えば４０Ｇｂ／ｓ信号光について、受信ベースバンド
信号中の２０ＧＨｚ成分強度をモニタし、該モニタ強度
に基づいてＰＭＤ補償器をフィードバック制御する自動
ＰＭＤ補償技術を提案した（特願平11-515959号や、H.
Ooi et al., OFC'99, Technical Digest WE5 pp.86-88,
1999.等参照）。この補償技術は、本発明によるＰＭＤ
補償の基本となる技術であるので、ここで具体的に説明
しておく。
例えば４０Ｇｂ／ｓ信号光について、受信ベースバンド
信号中の２０ＧＨｚ成分強度をモニタし、該モニタ強度
に基づいてＰＭＤ補償器をフィードバック制御する自動
ＰＭＤ補償技術を提案した（特願平11-515959号や、H.
Ooi et al., OFC'99, Technical Digest WE5 pp.86-88,
1999.等参照）。この補償技術は、本発明によるＰＭＤ
補償の基本となる技術であるので、ここで具体的に説明
しておく。
【００３１】図１７は、上記の補償技術に用いられるＰ
ＭＤモニタ系の一例を示す図である。なお、ここでも伝
送速度４０Ｇｂ／ｓのＮＲＺ信号光が伝送されるものと
する。
ＭＤモニタ系の一例を示す図である。なお、ここでも伝
送速度４０Ｇｂ／ｓのＮＲＺ信号光が伝送されるものと
する。
【００３２】図１７のＰＭＤモニタ系では、光送信機Ｏ
Ｓで生成された４０Ｇｂ／ｓのＮＲＺ信号光に対して、
偏波制御器１００により各偏波モード間の光強度の分岐
比γが変えられ、ＰＭＤエミュレータにより光遅延差Δ
τTが与えられ、該信号光が受信端のＰＭＤモニタ３０
０に送られる。このＰＭＤモニタ３００では、例えば、
光プリアンプ３０１で所要のレベルまで増幅された信号
光が、受光器（ＰＤ）３０２で電気信号に変換され、狭
帯域バンドバスフィルタ（ＢＰＦ）３０３で２０ＧＨｚ
成分が抽出されて、パワーメータ３０４で２０ＧＨｚ成
分の強度が検出される。
Ｓで生成された４０Ｇｂ／ｓのＮＲＺ信号光に対して、
偏波制御器１００により各偏波モード間の光強度の分岐
比γが変えられ、ＰＭＤエミュレータにより光遅延差Δ
τTが与えられ、該信号光が受信端のＰＭＤモニタ３０
０に送られる。このＰＭＤモニタ３００では、例えば、
光プリアンプ３０１で所要のレベルまで増幅された信号
光が、受光器（ＰＤ）３０２で電気信号に変換され、狭
帯域バンドバスフィルタ（ＢＰＦ）３０３で２０ＧＨｚ
成分が抽出されて、パワーメータ３０４で２０ＧＨｚ成
分の強度が検出される。
【００３３】図１８は、図１７のＰＭＤモニタ系を用
い、光強度の分岐比γ＝０．５および０．２５にそれぞ
れ設定して測定した２０ＧＨｚ成分強度のΔτT依存性
を示す図である。また、図１９は、光遅延差ΔτT＝１
０ｐｓおよび２０ｐｓにそれぞれ設定して測定した２０
ＧＨｚ成分強度のγ依存性を示す図である。
い、光強度の分岐比γ＝０．５および０．２５にそれぞ
れ設定して測定した２０ＧＨｚ成分強度のΔτT依存性
を示す図である。また、図１９は、光遅延差ΔτT＝１
０ｐｓおよび２０ｐｓにそれぞれ設定して測定した２０
ＧＨｚ成分強度のγ依存性を示す図である。
【００３４】図１８に示すように、２０ＧＨｚ成分強度
は、光遅延差ΔτT＝０のときに最大で、ΔτTが２５ｐ
ｓまで増大するに従って単調減少することが分かる。ま
た、図１９に示すように、２０ＧＨｚ成分強度は、ＰＭ
Ｄによる波形劣化が最悪となるγ＝０．５において最小
となることが分かる。これらの２０ＧＨｚ成分強度の実
測値は、一般に知られている理論式のＫ（ｆe＝２０Ｇ
Ｈｚ）＝１−４γ（１−γ）ｓｉｎ2（πｆeΔτT）に
よく一致する。この結果から、２０ＧＨｚ成分強度が最
大になるようにＰＭＤの補償量をフィードバック制御す
ることで、波形劣化を補償できることが分かる。
は、光遅延差ΔτT＝０のときに最大で、ΔτTが２５ｐ
ｓまで増大するに従って単調減少することが分かる。ま
た、図１９に示すように、２０ＧＨｚ成分強度は、ＰＭ
Ｄによる波形劣化が最悪となるγ＝０．５において最小
となることが分かる。これらの２０ＧＨｚ成分強度の実
測値は、一般に知られている理論式のＫ（ｆe＝２０Ｇ
Ｈｚ）＝１−４γ（１−γ）ｓｉｎ2（πｆeΔτT）に
よく一致する。この結果から、２０ＧＨｚ成分強度が最
大になるようにＰＭＤの補償量をフィードバック制御す
ることで、波形劣化を補償できることが分かる。
【００３５】図２０は、４０Ｇｂ／ｓ光伝送システムに
ついて上記の補償技術を適用したときの実験系を示す図
である。なお、この実験系の構成は、前述のH. Ooi et
al.,OFC'99, Technical Digest WE5 pp.86-88, 1999.に
記載されたものと同様である。
ついて上記の補償技術を適用したときの実験系を示す図
である。なお、この実験系の構成は、前述のH. Ooi et
al.,OFC'99, Technical Digest WE5 pp.86-88, 1999.に
記載されたものと同様である。
【００３６】図２０に示す実験系では、伝送路のＰＭＤ
（ここではＰＭＤエミュレータ２００によって光遅延差
ΔτTを与えている）を補償するためのＰＭＤ補償ユニ
ット４００として、偏波制御器４０１と偏波保持ファイ
バ（polarization-maintaining fiber：以下、ＰＭＦと
する）４０２が用いられる。なお、ＰＭＦ４０２では、
偏波モード間に光遅延差ΔτCが与えられる。ＰＭＤ補
償ユニット４００の出力端に接続したＰＭＤモニタ３０
０では、検出した２０ＧＨｚ成分の強度情報が図示しな
いＡ／Ｄコンバータを介してパソコン（ＰＣ）に記録さ
れ、このパソコンのソフトウェア処理によって、２０Ｇ
Ｈｚ成分の強度が最大となるように、偏波制御器４０１
内のλ／４波長板（ＱＷＰ）およびλ／２波長板（ＨＷ
Ｐ）がフィードバック制御される。
（ここではＰＭＤエミュレータ２００によって光遅延差
ΔτTを与えている）を補償するためのＰＭＤ補償ユニ
ット４００として、偏波制御器４０１と偏波保持ファイ
バ（polarization-maintaining fiber：以下、ＰＭＦと
する）４０２が用いられる。なお、ＰＭＦ４０２では、
偏波モード間に光遅延差ΔτCが与えられる。ＰＭＤ補
償ユニット４００の出力端に接続したＰＭＤモニタ３０
０では、検出した２０ＧＨｚ成分の強度情報が図示しな
いＡ／Ｄコンバータを介してパソコン（ＰＣ）に記録さ
れ、このパソコンのソフトウェア処理によって、２０Ｇ
Ｈｚ成分の強度が最大となるように、偏波制御器４０１
内のλ／４波長板（ＱＷＰ）およびλ／２波長板（ＨＷ
Ｐ）がフィードバック制御される。
【００３７】図２１および図２２は、上記図２０の実験
系を用いてＰＭＤ補償を行った場合とＰＭＤ補償を行わ
ない場合の双方について測定した、伝送路のＰＭＤに相
当する光遅延差ΔτTに対するパワーペナルティおよび
伝送光波形を示すものである。なお、偏波モード間の光
強度の分岐比γは、ＰＭＤによる波形劣化が最悪となる
０．５に設定した。
系を用いてＰＭＤ補償を行った場合とＰＭＤ補償を行わ
ない場合の双方について測定した、伝送路のＰＭＤに相
当する光遅延差ΔτTに対するパワーペナルティおよび
伝送光波形を示すものである。なお、偏波モード間の光
強度の分岐比γは、ＰＭＤによる波形劣化が最悪となる
０．５に設定した。
【００３８】各図に示すように、２０ＧＨｚ成分の強度
情報を基に偏波制御器４０１をフィードバック制御して
ＰＭＤの補償を行うことで、伝送特性が改善されること
が分かる。具体的には、図２１にあるように、パワーペ
ナルティが１ｄＢ以下となるＰＭＤ耐力の値がＰＭＤ補
償無しの場合には約１１ｐｓであったが、ＰＭＤ補償を
行うことによって約２３ｐｓまで拡大されていることが
分かる。実際の伝送路ファイバで生じるＰＭＤ量は伝送
距離の平方根に比例するため、ＰＭＤ耐力の２倍以上の
拡大は、ＰＭＤによる伝送制限距離の４倍以上の拡大に
相当する。例えば、伝送路の平均ＰＭＤ係数を０．５ｐ
ｓ／ｋｍ1/2とすると、上記のようなＰＭＤ補償を行う
ことによって、伝送制限距離が５４ｋｍから２４０ｋｍ
に拡大されることになる。ただし、ここでは最悪条件で
のＰＭＤの値が平均値（許容値）の３倍である仮定して
いる。この仮定は、一般に、敷設伝送路におけるＰＭＤ
がマックスウェル分布をしていることに基づくものであ
る。
情報を基に偏波制御器４０１をフィードバック制御して
ＰＭＤの補償を行うことで、伝送特性が改善されること
が分かる。具体的には、図２１にあるように、パワーペ
ナルティが１ｄＢ以下となるＰＭＤ耐力の値がＰＭＤ補
償無しの場合には約１１ｐｓであったが、ＰＭＤ補償を
行うことによって約２３ｐｓまで拡大されていることが
分かる。実際の伝送路ファイバで生じるＰＭＤ量は伝送
距離の平方根に比例するため、ＰＭＤ耐力の２倍以上の
拡大は、ＰＭＤによる伝送制限距離の４倍以上の拡大に
相当する。例えば、伝送路の平均ＰＭＤ係数を０．５ｐ
ｓ／ｋｍ1/2とすると、上記のようなＰＭＤ補償を行う
ことによって、伝送制限距離が５４ｋｍから２４０ｋｍ
に拡大されることになる。ただし、ここでは最悪条件で
のＰＭＤの値が平均値（許容値）の３倍である仮定して
いる。この仮定は、一般に、敷設伝送路におけるＰＭＤ
がマックスウェル分布をしていることに基づくものであ
る。
【００３９】しかし、このようなＰＭＤの補償技術にお
いては、上述したようにＰＭＤの補償可能範囲の上限が
信号光の１タイムスロット（４０Ｇｂ／ｓでは２５ｐ
ｓ）に制限されてしまうという課題がある。例えば、古
い既存の伝送路の平均ＰＭＤ係数として２ｐｓ／ｋｍ
1/2を例にとって具体的に考えてみる。最大の伝送路距
離として現行の１０Ｇｂ／ｓ光伝送システムと同等の約
６００ｋｍを想定した場合、最悪条件でのＰＭＤの値が
平均値（許容値）の３倍である仮定して算出した、伝送
路で発生するＰＭＤの最悪値は、２ｐｓ／ｋｍ1/2×
（６００ｋｍ）1/2×３≒１５０ｐｓまで大きくなるこ
とがあり得る。この値は、上記の補償技術における補償
可能範囲の上限値、例えば４０Ｇｂ／ｓ信号光について
２５ｐｓという値よりも遥かに大きい。したがって、Ｐ
ＭＤの補償可能範囲の拡大が必要となるのである。そこ
で、本発明は、複数のＰＭＤモニタを組み合わせること
で、補償可能範囲の拡大を図ると共に、上述の図１３で
説明したような公知技術とは異なる手法に従って各ＰＭ
Ｄモニタを切り替え制御することで、高い精度のＰＭＤ
補償を実現しようとするものである。
いては、上述したようにＰＭＤの補償可能範囲の上限が
信号光の１タイムスロット（４０Ｇｂ／ｓでは２５ｐ
ｓ）に制限されてしまうという課題がある。例えば、古
い既存の伝送路の平均ＰＭＤ係数として２ｐｓ／ｋｍ
1/2を例にとって具体的に考えてみる。最大の伝送路距
離として現行の１０Ｇｂ／ｓ光伝送システムと同等の約
６００ｋｍを想定した場合、最悪条件でのＰＭＤの値が
平均値（許容値）の３倍である仮定して算出した、伝送
路で発生するＰＭＤの最悪値は、２ｐｓ／ｋｍ1/2×
（６００ｋｍ）1/2×３≒１５０ｐｓまで大きくなるこ
とがあり得る。この値は、上記の補償技術における補償
可能範囲の上限値、例えば４０Ｇｂ／ｓ信号光について
２５ｐｓという値よりも遥かに大きい。したがって、Ｐ
ＭＤの補償可能範囲の拡大が必要となるのである。そこ
で、本発明は、複数のＰＭＤモニタを組み合わせること
で、補償可能範囲の拡大を図ると共に、上述の図１３で
説明したような公知技術とは異なる手法に従って各ＰＭ
Ｄモニタを切り替え制御することで、高い精度のＰＭＤ
補償を実現しようとするものである。
【００４０】以下、本発明によるＰＭＤ補償技術につい
て詳しく説明していく。図１は、本発明によるＰＭＤ補
償装置の第１実施形態の構成を示すブロック図である。
なお、図１には、第１実施形態のＰＭＤ補償装置を用い
て構成した光伝送システムの要部も示してあり、以下の
他の実施形態における構成図においても同様とする。
て詳しく説明していく。図１は、本発明によるＰＭＤ補
償装置の第１実施形態の構成を示すブロック図である。
なお、図１には、第１実施形態のＰＭＤ補償装置を用い
て構成した光伝送システムの要部も示してあり、以下の
他の実施形態における構成図においても同様とする。
【００４１】図１において、ＰＭＤ補償装置１Ａは、伝
送路ＬのＰＭＤによる信号光への影響を補償するもので
あって、ここでは、光受信機ＯＲ前段の伝送路Ｌの途中
に設けられる。伝送路Ｌは、光送信機ＯＳと光受信機Ｏ
Ｒの間を接続する一般的な光ファイバである。なお、こ
の伝送路Ｌの途中には、例えば光中継器や波長分散補償
器等の各種光デバイスが接続されていてもよい。光送信
機ＯＳは、伝送速度Ｂ（ｂ／ｓ）の信号光（例えば、４
０Ｇｂ／ｓのＮＲＺ信号光など）を生成して伝送路Ｌに
送出する公知の光送信機である。光受信機ＯＲは、ＰＭ
Ｄ補償装置１Ａから出力されるＰＭＤ補償後の信号光を
受信処理可能な公知の光受信機である。
送路ＬのＰＭＤによる信号光への影響を補償するもので
あって、ここでは、光受信機ＯＲ前段の伝送路Ｌの途中
に設けられる。伝送路Ｌは、光送信機ＯＳと光受信機Ｏ
Ｒの間を接続する一般的な光ファイバである。なお、こ
の伝送路Ｌの途中には、例えば光中継器や波長分散補償
器等の各種光デバイスが接続されていてもよい。光送信
機ＯＳは、伝送速度Ｂ（ｂ／ｓ）の信号光（例えば、４
０Ｇｂ／ｓのＮＲＺ信号光など）を生成して伝送路Ｌに
送出する公知の光送信機である。光受信機ＯＲは、ＰＭ
Ｄ補償装置１Ａから出力されるＰＭＤ補償後の信号光を
受信処理可能な公知の光受信機である。
【００４２】ＰＭＤ補償装置１Ａは、偏波制御部１０、
可変ＰＭＤ補償部１１、光カプラ１２Ａ，１２Ｂ、ＰＭ
Ｄモニタ１３Ａ，１３Ｂおよび制御回路１４を有する。
偏波制御部１０は、伝送路Ｌから送られる任意の偏波状
態の信号光について、後段の可変ＰＭＤ補償部１１に入
力する際の偏波方向の調整（軸合わせ）を行うものであ
り、例えば、１／４波長板（λ／４板）１０ａおよび１
／２波長板（λ／２板）１０ｂを有する。１／４波長板
１０ａおよび１／２波長板１０ｂは、図示しないがアク
チュエータをそれぞれ備えており、制御回路１４から送
られる制御信号に従って外部から駆動できるようになっ
ている。
可変ＰＭＤ補償部１１、光カプラ１２Ａ，１２Ｂ、ＰＭ
Ｄモニタ１３Ａ，１３Ｂおよび制御回路１４を有する。
偏波制御部１０は、伝送路Ｌから送られる任意の偏波状
態の信号光について、後段の可変ＰＭＤ補償部１１に入
力する際の偏波方向の調整（軸合わせ）を行うものであ
り、例えば、１／４波長板（λ／４板）１０ａおよび１
／２波長板（λ／２板）１０ｂを有する。１／４波長板
１０ａおよび１／２波長板１０ｂは、図示しないがアク
チュエータをそれぞれ備えており、制御回路１４から送
られる制御信号に従って外部から駆動できるようになっ
ている。
【００４３】可変ＰＭＤ補償部１１は、例えば、偏波ビ
ームスプリッタ（ＰＢＳ）１１ａ，１１ｃおよび光遅延
器１１ｂを有する。ＰＢＳ１１ａは、入力側に位置する
分岐型光導波路の分岐部に設けられ、偏波制御部１０か
らの信号光を２つの直交する偏波成分に分離する。この
ＰＢＳ１１ａで分離された一方の偏波成分は、光遅延器
１１ｂを介してＰＢＳ１１ｃに送られ、他方の偏波成分
はＰＢＳ１１ｃに送られる。光遅延器１１ｂは、通過す
る光を遅延させるものであって、その遅延量が外部から
の制御信号により可変である公知の光デバイスである。
具体的には、例えば、可変光遅延線（Variable optical
delay line）等を使用することができる。この光遅延
器１１ｂによって、２つの偏波成分間に光遅延差ΔτC
が与えられる。ＰＢＳ１１ｃは、出力側に位置する分岐
型光導波路の分岐部に設けられ、ＰＢＳ１１ａおよび光
遅延器１１ｂから出力される各偏波成分を、直交状態の
まま合波して光カプラ１２Ａに送る。
ームスプリッタ（ＰＢＳ）１１ａ，１１ｃおよび光遅延
器１１ｂを有する。ＰＢＳ１１ａは、入力側に位置する
分岐型光導波路の分岐部に設けられ、偏波制御部１０か
らの信号光を２つの直交する偏波成分に分離する。この
ＰＢＳ１１ａで分離された一方の偏波成分は、光遅延器
１１ｂを介してＰＢＳ１１ｃに送られ、他方の偏波成分
はＰＢＳ１１ｃに送られる。光遅延器１１ｂは、通過す
る光を遅延させるものであって、その遅延量が外部から
の制御信号により可変である公知の光デバイスである。
具体的には、例えば、可変光遅延線（Variable optical
delay line）等を使用することができる。この光遅延
器１１ｂによって、２つの偏波成分間に光遅延差ΔτC
が与えられる。ＰＢＳ１１ｃは、出力側に位置する分岐
型光導波路の分岐部に設けられ、ＰＢＳ１１ａおよび光
遅延器１１ｂから出力される各偏波成分を、直交状態の
まま合波して光カプラ１２Ａに送る。
【００４４】光カプラ１２Ａは、可変ＰＭＤ補償部１１
からの出力される信号光を２分岐して、一方の分岐光を
光受信機ＯＲに送り、他方の分岐光を光カプラ１２Ｂに
送る。光カプラ１２Ｂは、光カプラ１２Ｂからの分岐光
をさらに２分岐して、各分岐光をＰＭＤモニタ１３Ａ，
１３Ｂにそれぞれ送る。
からの出力される信号光を２分岐して、一方の分岐光を
光受信機ＯＲに送り、他方の分岐光を光カプラ１２Ｂに
送る。光カプラ１２Ｂは、光カプラ１２Ｂからの分岐光
をさらに２分岐して、各分岐光をＰＭＤモニタ１３Ａ，
１３Ｂにそれぞれ送る。
【００４５】各ＰＭＤモニタ１３Ａ，１３Ｂは、例えば
図２のブロック図に示すように、受光器（ＰＤ）１３
ａ、バンドパスフィルタ（ＢＰＦ）１３ｂおよび強度検
出器１３ｃをそれぞれ有する。ＰＤ１３ａは、光カプラ
１２Ｂからの分岐光を電気信号に変換して出力する。Ｂ
ＰＦ１３ｂは、ＰＤ１３ａで変換された電気信号に含ま
れる特定周波数成分を抽出する狭帯域のバンドパスフィ
ルタである。ここでは、ＰＭＤモニタ１３Ａに用いられ
るＢＰＦ１３ｂの通過帯の中心周波数をｆ1とし、ＰＭ
Ｄモニタ１３Ｂに用いられるＢＰＦ１３ｂの通過帯の中
心周波数をｆ2（＜ｆ1）とする。なお、各周波数ｆ1，
ｆ2の設定については後述することにする。強度検出器
１３ｃは、ＢＰＦ１３ｂで抽出された周波数成分の強度
を検出し、その検出結果を示す強度検出信号を制御回路
１４に送る。
図２のブロック図に示すように、受光器（ＰＤ）１３
ａ、バンドパスフィルタ（ＢＰＦ）１３ｂおよび強度検
出器１３ｃをそれぞれ有する。ＰＤ１３ａは、光カプラ
１２Ｂからの分岐光を電気信号に変換して出力する。Ｂ
ＰＦ１３ｂは、ＰＤ１３ａで変換された電気信号に含ま
れる特定周波数成分を抽出する狭帯域のバンドパスフィ
ルタである。ここでは、ＰＭＤモニタ１３Ａに用いられ
るＢＰＦ１３ｂの通過帯の中心周波数をｆ1とし、ＰＭ
Ｄモニタ１３Ｂに用いられるＢＰＦ１３ｂの通過帯の中
心周波数をｆ2（＜ｆ1）とする。なお、各周波数ｆ1，
ｆ2の設定については後述することにする。強度検出器
１３ｃは、ＢＰＦ１３ｂで抽出された周波数成分の強度
を検出し、その検出結果を示す強度検出信号を制御回路
１４に送る。
【００４６】制御回路１４は、各ＰＭＤモニタ１３Ａ，
１３Ｂから出力される各強度検出信号に基づいて、可変
ＰＭＤ補償部１１から出力される信号光のＰＭＤ量を判
断し、ＰＭＤの補償量が最適となるように、偏波制御部
１０および可変ＰＭＤ補償部１１をフィードバック制御
する。なお、制御回路１４で行われる具体的な処理動作
については後述する。
１３Ｂから出力される各強度検出信号に基づいて、可変
ＰＭＤ補償部１１から出力される信号光のＰＭＤ量を判
断し、ＰＭＤの補償量が最適となるように、偏波制御部
１０および可変ＰＭＤ補償部１１をフィードバック制御
する。なお、制御回路１４で行われる具体的な処理動作
については後述する。
【００４７】次に、第１実施形態の動作について説明す
る。まず、本発明によるＰＭＤ補償技術の基本原理を、
第１実施形態の構成に対応させて詳しく説明する。
る。まず、本発明によるＰＭＤ補償技術の基本原理を、
第１実施形態の構成に対応させて詳しく説明する。
【００４８】図３は、２つのＰＭＤモニタ１３Ａ，１３
Ｂを用いた場合の基本原理を示す図である。なお、横軸
は、信号光のＰＭＤ量ΔτTを表し、縦軸は、各ＰＭＤ
モニタ１３Ａ，１３Ｂで検出される周波数ｆ1，ｆ2成分
の強度（モニタ強度）を表している。
Ｂを用いた場合の基本原理を示す図である。なお、横軸
は、信号光のＰＭＤ量ΔτTを表し、縦軸は、各ＰＭＤ
モニタ１３Ａ，１３Ｂで検出される周波数ｆ1，ｆ2成分
の強度（モニタ強度）を表している。
【００４９】図３に示すように、各ＰＭＤモニタ１３
Ａ，１３Ｂで検出されるモニタ強度は、ＰＭＤ量ΔτT
の変化に対し、ＢＰＦ１３ｂで抽出される周波数ｆ1，
ｆ2成分（ｆ1＞ｆ2）に対応して周期的に変化する。具
体的には、周波数の高いＰＭＤモニタ１３Ａで検出され
るモニタ強度の周期の方が、周波数の低いＰＭＤモニタ
１３Ｂで検出されるモニタ強度の周期よりも小さくな
る。ここでは、ＰＭＤ量Δτ Tの増加に伴い、ＰＭＤモ
ニタ１３Ａのモニタ強度が最初に零（または極小）にな
るＰＭＤ量をＴ1とし、ＰＭＤモニタ１３Ｂのモニタ強
度が最初に零（または極小）になるＰＭＤ量をＴ2とす
る。
Ａ，１３Ｂで検出されるモニタ強度は、ＰＭＤ量ΔτT
の変化に対し、ＢＰＦ１３ｂで抽出される周波数ｆ1，
ｆ2成分（ｆ1＞ｆ2）に対応して周期的に変化する。具
体的には、周波数の高いＰＭＤモニタ１３Ａで検出され
るモニタ強度の周期の方が、周波数の低いＰＭＤモニタ
１３Ｂで検出されるモニタ強度の周期よりも小さくな
る。ここでは、ＰＭＤ量Δτ Tの増加に伴い、ＰＭＤモ
ニタ１３Ａのモニタ強度が最初に零（または極小）にな
るＰＭＤ量をＴ1とし、ＰＭＤモニタ１３Ｂのモニタ強
度が最初に零（または極小）になるＰＭＤ量をＴ2とす
る。
【００５０】ここで、まず、初期状態（ＰＭＤ補償無
し）における伝送後の信号光に生じるＰＭＤ量がΔτT1
（＞Ｔ1）であるときに、モニタ強度を最大化するフィ
ードバック制御を行った場合を考える。この場合、ＰＭ
Ｄモニタ１３Ａのモニタ強度を用いてフィードバック制
御を行うと、図３のＡ1点に示すように補償後のＰＭＤ
量ΔτTが大きくなる方向に自動制御されるため、波形
劣化が大きくなり、正常な補償動作が行われなくなる。
これに対して、ＰＭＤモニタ１３Ｂのモニタ強度を用い
て制御を行うと、Ａ2点に示すように補償後のＰＭＤ量
ΔτTが小さくなる方向に自動制御されるため、波形劣
化が改善されるようになる。よって、上記のような状況
においては、抽出周波数の低い側のＰＭＤモニタ１３Ｂ
を用いてＰＭＤ補償量のフィードバック制御を行うよう
にする。
し）における伝送後の信号光に生じるＰＭＤ量がΔτT1
（＞Ｔ1）であるときに、モニタ強度を最大化するフィ
ードバック制御を行った場合を考える。この場合、ＰＭ
Ｄモニタ１３Ａのモニタ強度を用いてフィードバック制
御を行うと、図３のＡ1点に示すように補償後のＰＭＤ
量ΔτTが大きくなる方向に自動制御されるため、波形
劣化が大きくなり、正常な補償動作が行われなくなる。
これに対して、ＰＭＤモニタ１３Ｂのモニタ強度を用い
て制御を行うと、Ａ2点に示すように補償後のＰＭＤ量
ΔτTが小さくなる方向に自動制御されるため、波形劣
化が改善されるようになる。よって、上記のような状況
においては、抽出周波数の低い側のＰＭＤモニタ１３Ｂ
を用いてＰＭＤ補償量のフィードバック制御を行うよう
にする。
【００５１】ここで、図３の縦軸付近に示すように、各
ＰＭＤモニタは、検出感度の不確定幅を有することが知
られている。この検出感度不確定幅は、ＰＭＤモニタに
固有であって、ＰＭＤ以外の要因や偏波モード間の光強
度の分岐比γ等による短時間内での不確定幅分を含むも
のである。このようなＰＭＤモニタの検出感度不確定幅
を考慮すると、ＰＭＤモニタ１３Ｂのモニタ強度を用い
たフィードバック制御の動作点は、図のＤ点およびＥ2
点の間（例えばＢ2点）に収束するようになる。本発明
では、このフィードバック制御が収束するタイミングに
着目してＰＭＤモニタの切り替えが行われる。すなわ
ち、ＰＭＤモニタ１３Ｂのモニタ強度がＤ〜Ｅ2の間で
安定した後に、ＰＭＤモニタ１３Ａのモニタ強度を用い
たフィードバック制御に切り替えられる。具体的には、
例えば、フィードバック制御が収束するのに要する所要
の収束時間を経過したこと、あるいは、所定の時間内に
おけるモニタ強度の変動量が所定の値以下になったこと
などを基準として、ＰＭＤモニタの切り替えを行うこと
が可能である。ＰＭＤモニタ１３ＢからＰＭＤモニタ１
３Ａへの切り替えを行った結果、フィードバック制御の
動作点はＢ2点からＢ1点に移る。その後は、ＰＭＤ量Δ
τTが小さくなる方向に自動制御されるため、最終的に
は、ＰＭＤモニタの検出感度不確定幅に対応したＤ点お
よびＥ1点の間（例えばＣ1点）に動作点は収束し、ＰＭ
Ｄ量はΔτT2まで補償されるようになる。
ＰＭＤモニタは、検出感度の不確定幅を有することが知
られている。この検出感度不確定幅は、ＰＭＤモニタに
固有であって、ＰＭＤ以外の要因や偏波モード間の光強
度の分岐比γ等による短時間内での不確定幅分を含むも
のである。このようなＰＭＤモニタの検出感度不確定幅
を考慮すると、ＰＭＤモニタ１３Ｂのモニタ強度を用い
たフィードバック制御の動作点は、図のＤ点およびＥ2
点の間（例えばＢ2点）に収束するようになる。本発明
では、このフィードバック制御が収束するタイミングに
着目してＰＭＤモニタの切り替えが行われる。すなわ
ち、ＰＭＤモニタ１３Ｂのモニタ強度がＤ〜Ｅ2の間で
安定した後に、ＰＭＤモニタ１３Ａのモニタ強度を用い
たフィードバック制御に切り替えられる。具体的には、
例えば、フィードバック制御が収束するのに要する所要
の収束時間を経過したこと、あるいは、所定の時間内に
おけるモニタ強度の変動量が所定の値以下になったこと
などを基準として、ＰＭＤモニタの切り替えを行うこと
が可能である。ＰＭＤモニタ１３ＢからＰＭＤモニタ１
３Ａへの切り替えを行った結果、フィードバック制御の
動作点はＢ2点からＢ1点に移る。その後は、ＰＭＤ量Δ
τTが小さくなる方向に自動制御されるため、最終的に
は、ＰＭＤモニタの検出感度不確定幅に対応したＤ点お
よびＥ1点の間（例えばＣ1点）に動作点は収束し、ＰＭ
Ｄ量はΔτT2まで補償されるようになる。
【００５２】ここで、許容ＰＭＤ量（ＰＭＤ耐力）が、
例えば図３の横軸付近に示される範囲である場合、ＰＭ
Ｄモニタ１３Ｂのモニタ強度のみを用いてフィードバッ
ク制御を行ったとすると、ＰＭＤ量不確定幅ａ2に示す
ように、補償後のＰＭＤ量が許容ＰＭＤ変動量を超えて
しまう可能性がある。しかし、ＰＭＤモニタ１３Ａを併
用することで、ＰＭＤ不確定幅ａ1に示すように許容Ｐ
ＭＤ量以下に補償後のＰＭＤ量を抑えることができる。
例えば図３の横軸付近に示される範囲である場合、ＰＭ
Ｄモニタ１３Ｂのモニタ強度のみを用いてフィードバッ
ク制御を行ったとすると、ＰＭＤ量不確定幅ａ2に示す
ように、補償後のＰＭＤ量が許容ＰＭＤ変動量を超えて
しまう可能性がある。しかし、ＰＭＤモニタ１３Ａを併
用することで、ＰＭＤ不確定幅ａ1に示すように許容Ｐ
ＭＤ量以下に補償後のＰＭＤ量を抑えることができる。
【００５３】このように、本発明によるＰＭＤ補償技術
では、複数のＰＭＤモニタの切り替えを、従来のような
しきい値（絶対的な値として予め設定される）を基準と
して行うのではなく、ＰＭＤモニタの検出感度不確定幅
に対応したフィードバック制御の収束状態を基準とし
て、すなわち、モニタ強度が最大値収束範囲内に安定し
たことに基づいて行うようにしたことで、高い精度の自
動ＰＭＤ補償が実現されるようになる。
では、複数のＰＭＤモニタの切り替えを、従来のような
しきい値（絶対的な値として予め設定される）を基準と
して行うのではなく、ＰＭＤモニタの検出感度不確定幅
に対応したフィードバック制御の収束状態を基準とし
て、すなわち、モニタ強度が最大値収束範囲内に安定し
たことに基づいて行うようにしたことで、高い精度の自
動ＰＭＤ補償が実現されるようになる。
【００５４】ＰＭＤモニタ１３Ａで抽出される周波数ｆ
1成分の設定範囲としては、ＰＭＤモニタの検出感度不
確定幅に応じて決まるＰＭＤ量不確定幅ａ1が許容ＰＭ
Ｄ量に一致する場合が下限となる。また、ＰＭＤモニタ
１３Ｂで抽出される周波数ｆ 2成分の設定範囲として
は、ＰＭＤモニタ１３ＢのＰＭＤ量不確定幅ａ2が、Ｐ
ＭＤモニタ１３Ａのモニタ強度が零（または極小）にな
るＰＭＤ量Ｔ1に一致する点が下限となる。したがっ
て、周波数ｆ1，ｆ2を両方とも下限に設定した場合に、
ＰＭＤモニタ１３Ｂのモニタ強度が零（または極小）に
なるＰＭＤ量Ｔ2が、ＰＭＤの補償可能範囲の上限とな
る。
1成分の設定範囲としては、ＰＭＤモニタの検出感度不
確定幅に応じて決まるＰＭＤ量不確定幅ａ1が許容ＰＭ
Ｄ量に一致する場合が下限となる。また、ＰＭＤモニタ
１３Ｂで抽出される周波数ｆ 2成分の設定範囲として
は、ＰＭＤモニタ１３ＢのＰＭＤ量不確定幅ａ2が、Ｐ
ＭＤモニタ１３Ａのモニタ強度が零（または極小）にな
るＰＭＤ量Ｔ1に一致する点が下限となる。したがっ
て、周波数ｆ1，ｆ2を両方とも下限に設定した場合に、
ＰＭＤモニタ１３Ｂのモニタ強度が零（または極小）に
なるＰＭＤ量Ｔ2が、ＰＭＤの補償可能範囲の上限とな
る。
【００５５】次に、ＰＭＤ補償装置１Ａの具体的な動作
について説明する。ＰＭＤ補償装置１Ａでは、伝送路Ｌ
のＰＭＤにより偏波モード間に光遅延差ΔτTの生じた
伝送速度Ｂ（ｂ／ｓ）の信号光に対して、偏波制御部１
０の１／４波長板１０ａおよび１／２波長板１０ｂによ
って与えられる方位角に従って偏波方向の調整（軸合わ
せ）が行われる。この偏波制御部１０で調整される信号
光の偏波方向に対応して、可変ＰＭＤ補償部１１のＰＢ
Ｓ１１ａで分離される２つの偏波モード間の光強度の分
岐比γが決定される。可変ＰＭＤ補償部１１では、ＰＢ
Ｓ１１ａで分離された一方の偏波成分が光遅延器１１ｂ
で遅延されてＰＢＳ１１ｃに送られ、他方の偏波成分は
遅延されることなくＰＢＳ１１ｃに送られて、各偏波成
分がＰＢＳ１１ｃで合波される。これにより、信号光の
直交する２つの偏波モード間に光遅延差ΔτCが与えら
れる。この光遅延差ΔτCが伝送路ＬでのＰＭＤ量ΔτT
に対して逆符号で絶対値がほぼ一致するように、偏波制
御部１０の方位角および光遅延器１１ｂの光遅延量がフ
ィードバック制御されることで、ＰＭＤの補償が行われ
る。
について説明する。ＰＭＤ補償装置１Ａでは、伝送路Ｌ
のＰＭＤにより偏波モード間に光遅延差ΔτTの生じた
伝送速度Ｂ（ｂ／ｓ）の信号光に対して、偏波制御部１
０の１／４波長板１０ａおよび１／２波長板１０ｂによ
って与えられる方位角に従って偏波方向の調整（軸合わ
せ）が行われる。この偏波制御部１０で調整される信号
光の偏波方向に対応して、可変ＰＭＤ補償部１１のＰＢ
Ｓ１１ａで分離される２つの偏波モード間の光強度の分
岐比γが決定される。可変ＰＭＤ補償部１１では、ＰＢ
Ｓ１１ａで分離された一方の偏波成分が光遅延器１１ｂ
で遅延されてＰＢＳ１１ｃに送られ、他方の偏波成分は
遅延されることなくＰＢＳ１１ｃに送られて、各偏波成
分がＰＢＳ１１ｃで合波される。これにより、信号光の
直交する２つの偏波モード間に光遅延差ΔτCが与えら
れる。この光遅延差ΔτCが伝送路ＬでのＰＭＤ量ΔτT
に対して逆符号で絶対値がほぼ一致するように、偏波制
御部１０の方位角および光遅延器１１ｂの光遅延量がフ
ィードバック制御されることで、ＰＭＤの補償が行われ
る。
【００５６】このフィードバック制御は、可変ＰＭＤ補
償部１１から出力される信号光の一部を用いて行われ
る。具体的には、可変ＰＭＤ補償部１１からの出力光の
一部が光カプラ１２Ａで分岐され、さらに光カプラ１２
Ｂで２分岐されて、各ＰＭＤモニタ１３Ａ，１３Ｂに送
られる。ＰＭＤモニタ１３Ａでは、光カプラ１２Ｂから
の分岐光がＰＤ１３ａで光電変換され、電気信号に含ま
れる周波数ｆ1成分がＢＰＦ１３ｂで抽出された後に、
その周波数ｆ1成分の強度が強度検出器１３ｃで検出さ
れる。また、ＰＭＤモニタ１３Ｂでも同様にして、周波
数ｆ2成分の強度が検出される。そして、ＰＭＤモニタ
１３Ａ，１３Ｂで検出された周波数ｆ1，ｆ2成分の各モ
ニタ強度が制御回路１４に送られ、制御回路１４では、
各周波数ｆ1，ｆ2成分のモニタ強度に基づいたフィード
バック制御が実施される。
償部１１から出力される信号光の一部を用いて行われ
る。具体的には、可変ＰＭＤ補償部１１からの出力光の
一部が光カプラ１２Ａで分岐され、さらに光カプラ１２
Ｂで２分岐されて、各ＰＭＤモニタ１３Ａ，１３Ｂに送
られる。ＰＭＤモニタ１３Ａでは、光カプラ１２Ｂから
の分岐光がＰＤ１３ａで光電変換され、電気信号に含ま
れる周波数ｆ1成分がＢＰＦ１３ｂで抽出された後に、
その周波数ｆ1成分の強度が強度検出器１３ｃで検出さ
れる。また、ＰＭＤモニタ１３Ｂでも同様にして、周波
数ｆ2成分の強度が検出される。そして、ＰＭＤモニタ
１３Ａ，１３Ｂで検出された周波数ｆ1，ｆ2成分の各モ
ニタ強度が制御回路１４に送られ、制御回路１４では、
各周波数ｆ1，ｆ2成分のモニタ強度に基づいたフィード
バック制御が実施される。
【００５７】図４は、ＰＭＤ補償装置１Ａを用いてＰＭ
Ｄ補償を行った場合における、ＰＭＤ量ΔτTに対する
パワーペナルティの変化を示す図である。図４に示すよ
うに、信号光のＰＭＤ量ΔτTに応じて、偏波制御部１
０の方位角および光遅延器１１ｂの光遅延量をフィード
バック制御し、ＰＭＤ補償量を最適化することで、ＰＭ
Ｄの補償可能範囲にわたってパワーペナルティがほぼ零
になることが分かる。
Ｄ補償を行った場合における、ＰＭＤ量ΔτTに対する
パワーペナルティの変化を示す図である。図４に示すよ
うに、信号光のＰＭＤ量ΔτTに応じて、偏波制御部１
０の方位角および光遅延器１１ｂの光遅延量をフィード
バック制御し、ＰＭＤ補償量を最適化することで、ＰＭ
Ｄの補償可能範囲にわたってパワーペナルティがほぼ零
になることが分かる。
【００５８】ここで、制御回路１４の具体的な処理動作
について説明する。ここでは、システム運用開始時など
における初期設定モードと、システム運用中におけるト
ラッキングモードとに分けて、制御回路１４の処理動作
を考えることにする。
について説明する。ここでは、システム運用開始時など
における初期設定モードと、システム運用中におけるト
ラッキングモードとに分けて、制御回路１４の処理動作
を考えることにする。
【００５９】初期設定モードでは、偏波制御部１０およ
び可変ＰＭＤ補償部１１の設定を最適値にして、運用開
始後のフィードバック制御が正しく行われるようにして
おく必要がある。
び可変ＰＭＤ補償部１１の設定を最適値にして、運用開
始後のフィードバック制御が正しく行われるようにして
おく必要がある。
【００６０】初期設定モードにおけるアルゴリズムとし
ては、例えば、抽出周波数の低い側のＰＭＤモニタ１３
Ｂのモニタ強度のみを用いた制御方法が可能である。具
体的には、まず、光送信機ＯＳから初期設定用のテスト
信号光を送出し、偏波制御部１０の１／４波長板１０ａ
および１／２波長板１０ｂをそれぞれスキャンしなが
ら、ＰＭＤモニタ１３Ｂのモニタ強度を測定する。そし
て、該モニタ強度の測定結果を基に、ＰＭＤモニタ１３
Ｂのモニタ強度が最大となる状態を判断し、その状態が
実現されるように１／４波長板１０ａおよび１／２波長
板１０ｂの位置を設定する。次に、可変ＰＭＤ補償部１
１の光遅延器１１ｂの光遅延量ΔτCをスキャンしなが
ら、ＰＭＤモニタ１３Ｂのモニタ強度を測定する。そし
て、該モニタ強度の測定結果を基に、ＰＭＤモニタ１３
Ｂのモニタ強度が最大となる状態を判断し、その状態が
実現されるように光遅延量ΔτCを設定する。このよう
なアルゴリズムによって、偏波制御部１０および可変Ｐ
ＭＤ補償部１１がフィードバック制御に適した状態に設
定される。
ては、例えば、抽出周波数の低い側のＰＭＤモニタ１３
Ｂのモニタ強度のみを用いた制御方法が可能である。具
体的には、まず、光送信機ＯＳから初期設定用のテスト
信号光を送出し、偏波制御部１０の１／４波長板１０ａ
および１／２波長板１０ｂをそれぞれスキャンしなが
ら、ＰＭＤモニタ１３Ｂのモニタ強度を測定する。そし
て、該モニタ強度の測定結果を基に、ＰＭＤモニタ１３
Ｂのモニタ強度が最大となる状態を判断し、その状態が
実現されるように１／４波長板１０ａおよび１／２波長
板１０ｂの位置を設定する。次に、可変ＰＭＤ補償部１
１の光遅延器１１ｂの光遅延量ΔτCをスキャンしなが
ら、ＰＭＤモニタ１３Ｂのモニタ強度を測定する。そし
て、該モニタ強度の測定結果を基に、ＰＭＤモニタ１３
Ｂのモニタ強度が最大となる状態を判断し、その状態が
実現されるように光遅延量ΔτCを設定する。このよう
なアルゴリズムによって、偏波制御部１０および可変Ｐ
ＭＤ補償部１１がフィードバック制御に適した状態に設
定される。
【００６１】また、初期設定モードにおける別のアルゴ
リズムとしては、例えば、ＰＭＤモニタ１３Ａ，１３Ｂ
の両方のモニタ強度を用いた制御も可能である。具体的
には、まず、光送信機ＯＳから初期設定用のテスト信号
光を送出し、偏波制御部１０の１／４波長板１０ａおよ
び１／２波長板１０ｂをそれぞれスキャンしながら、Ｐ
ＭＤモニタ１３ＡおよびＰＭＤモニタ１３Ｂの各モニタ
強度を測定する。そして、該モニタ強度の測定結果を基
に、ＰＭＤモニタ１３Ｂのモニタ強度が最大となる１／
４波長板１０ａおよび１／２波長板１０ｂの位置を基準
として、予め設定した±α°のスキャン範囲内につい
て、ＰＭＤモニタ１３Ａのモニタ強度が最大になる状態
を判断し、その状態が実現されるように１／４波長板１
０ａおよび１／２波長板１０ｂの位置を設定する。次
に、光遅延器１１ｂの光遅延量ΔτCをスキャンしなが
ら、ＰＭＤモニタ１３ＡおよびＰＭＤモニタ１３Ｂの各
モニタ強度を測定する。そして、該モニタ強度の測定結
果を基に、ＰＭＤモニタ１３Ｂのモニタ強度が最大とな
る１／４波長板１０ａおよび１／２波長板１０ｂの位置
を基準として、予め設定した±β°のスキャン範囲内に
ついて、ＰＭＤモニタ１３Ａのモニタ強度が最大になる
状態を判断し、その状態が実現されるように光遅延量Δ
τCを設定する。このようなアルゴリズムによって、偏
波制御部１０および可変ＰＭＤ補償部１１がフィードバ
ック制御により適した状態に設定される。
リズムとしては、例えば、ＰＭＤモニタ１３Ａ，１３Ｂ
の両方のモニタ強度を用いた制御も可能である。具体的
には、まず、光送信機ＯＳから初期設定用のテスト信号
光を送出し、偏波制御部１０の１／４波長板１０ａおよ
び１／２波長板１０ｂをそれぞれスキャンしながら、Ｐ
ＭＤモニタ１３ＡおよびＰＭＤモニタ１３Ｂの各モニタ
強度を測定する。そして、該モニタ強度の測定結果を基
に、ＰＭＤモニタ１３Ｂのモニタ強度が最大となる１／
４波長板１０ａおよび１／２波長板１０ｂの位置を基準
として、予め設定した±α°のスキャン範囲内につい
て、ＰＭＤモニタ１３Ａのモニタ強度が最大になる状態
を判断し、その状態が実現されるように１／４波長板１
０ａおよび１／２波長板１０ｂの位置を設定する。次
に、光遅延器１１ｂの光遅延量ΔτCをスキャンしなが
ら、ＰＭＤモニタ１３ＡおよびＰＭＤモニタ１３Ｂの各
モニタ強度を測定する。そして、該モニタ強度の測定結
果を基に、ＰＭＤモニタ１３Ｂのモニタ強度が最大とな
る１／４波長板１０ａおよび１／２波長板１０ｂの位置
を基準として、予め設定した±β°のスキャン範囲内に
ついて、ＰＭＤモニタ１３Ａのモニタ強度が最大になる
状態を判断し、その状態が実現されるように光遅延量Δ
τCを設定する。このようなアルゴリズムによって、偏
波制御部１０および可変ＰＭＤ補償部１１がフィードバ
ック制御により適した状態に設定される。
【００６２】上記のようにして初期設定が完了した後に
システムの運用が開始されると、前述の図３を用いて説
明したＰＭＤ補償の基本原理に従って、２つのＰＭＤモ
ニタ１３Ａ，１３Ｂを切り替えながら、各々のモニタ強
度が最大になるようにＰＭＤの補償量がフィードバック
制御される。システム運用中においては、温度等の環境
変化によるＰＭＤの変動に追随して常に最適なＰＭＤ補
償が実現されるように、偏波制御部１０および可変ＰＭ
Ｄ補償部１１の設定をトラッキング制御する必要がある
（トラッキングモード）。このトラッキング制御の一例
としては、ＰＭＤ補償のフィードバック制御について、
モニタ強度が最大となる設定の周辺で光遅延量ΔτCに
影響を及ぼすパラメータを微小変化させて（ディザリン
グさせて）、新しい最大点を自動的に検出する制御が可
能である。
システムの運用が開始されると、前述の図３を用いて説
明したＰＭＤ補償の基本原理に従って、２つのＰＭＤモ
ニタ１３Ａ，１３Ｂを切り替えながら、各々のモニタ強
度が最大になるようにＰＭＤの補償量がフィードバック
制御される。システム運用中においては、温度等の環境
変化によるＰＭＤの変動に追随して常に最適なＰＭＤ補
償が実現されるように、偏波制御部１０および可変ＰＭ
Ｄ補償部１１の設定をトラッキング制御する必要がある
（トラッキングモード）。このトラッキング制御の一例
としては、ＰＭＤ補償のフィードバック制御について、
モニタ強度が最大となる設定の周辺で光遅延量ΔτCに
影響を及ぼすパラメータを微小変化させて（ディザリン
グさせて）、新しい最大点を自動的に検出する制御が可
能である。
【００６３】トラッキングモードにおける具体的なアル
ゴリズムとしては、例えば、通常は１／４波長板１０ａ
および１／２波長板１０ｂに対するディザリングを行
い、一定時間毎に光遅延器１１ｂの光遅延量ΔτCに対
するディザリングを差し挟み、各ＰＭＤモニタ１３Ａ，
１３Ｂのモニタ強度が最大になるように各々の設定パラ
メータを最適化する制御が可能である。
ゴリズムとしては、例えば、通常は１／４波長板１０ａ
および１／２波長板１０ｂに対するディザリングを行
い、一定時間毎に光遅延器１１ｂの光遅延量ΔτCに対
するディザリングを差し挟み、各ＰＭＤモニタ１３Ａ，
１３Ｂのモニタ強度が最大になるように各々の設定パラ
メータを最適化する制御が可能である。
【００６４】また、トラッキングモードにおける別のア
ルゴリズムとしては、１／４波長板１０ａ、１／２波長
板１０ｂおよび光遅延量ΔτCに対するディザリングを
順次行うようにする制御も可能である。例えば、１／４
波長板１０ａ→１／２波長板１０ｂ→光遅延量ΔτC→
１／４波長板１０ａ→…の順にディザリングを繰り返
し、各ＰＭＤモニタ１３Ａ，１３Ｂのモニタ強度が最大
になるように各々の設定パラメータを最適化する制御と
してもよい。
ルゴリズムとしては、１／４波長板１０ａ、１／２波長
板１０ｂおよび光遅延量ΔτCに対するディザリングを
順次行うようにする制御も可能である。例えば、１／４
波長板１０ａ→１／２波長板１０ｂ→光遅延量ΔτC→
１／４波長板１０ａ→…の順にディザリングを繰り返
し、各ＰＭＤモニタ１３Ａ，１３Ｂのモニタ強度が最大
になるように各々の設定パラメータを最適化する制御と
してもよい。
【００６５】上記のようなトラッキングモードの各アル
ゴリズムにおいて、制御回路１４は、各ＰＭＤモニタ１
３Ａ，１３Ｂからの強度検出信号をそれぞれ受信し、各
々のモニタ強度に応じてフィードバック制御に用いる一
方のＰＭＤモニタを判断することになる。この際、通常
は設定パラメータが初期設定モードで最適化されている
ので、ディザリングを実施してもＰＭＤ量ΔτTの変化
は、高周波側のＰＭＤモニタ１３Ａのモニタ強度が最小
になるまでの範囲（図３においてΔτTがＴ1を超えない
範囲）で収まるものと考えられるので、このような場合
には高周波側のＰＭＤモニタ１３Ａのモニタ強度を選択
すればよい。しかし、突発的な温度等の環境変化により
伝送路ＰＭＤ量ΔτTが大きく変化してＴ1を超えてしま
う可能性もある。このような場合、各ＰＭＤモニタ１３
Ａ，１３Ｂのモニタ強度は、例えば図３のＡ1点、Ａ2点
に示すように、モニタ強度を最大にするフィードバック
制御を行うことで、ＰＭＤ量の変化方向に対する各モニ
タ強度の変化方向（各点の移動方向）が相反するように
なることが分かる。そこで、このようなときには、低周
波側のＰＭＤモニタ１３Ｂのモニタ強度を優先的に選択
してフィードバック制御を行うというアルゴリズムを制
御回路１４に加えておくことが有効である。
ゴリズムにおいて、制御回路１４は、各ＰＭＤモニタ１
３Ａ，１３Ｂからの強度検出信号をそれぞれ受信し、各
々のモニタ強度に応じてフィードバック制御に用いる一
方のＰＭＤモニタを判断することになる。この際、通常
は設定パラメータが初期設定モードで最適化されている
ので、ディザリングを実施してもＰＭＤ量ΔτTの変化
は、高周波側のＰＭＤモニタ１３Ａのモニタ強度が最小
になるまでの範囲（図３においてΔτTがＴ1を超えない
範囲）で収まるものと考えられるので、このような場合
には高周波側のＰＭＤモニタ１３Ａのモニタ強度を選択
すればよい。しかし、突発的な温度等の環境変化により
伝送路ＰＭＤ量ΔτTが大きく変化してＴ1を超えてしま
う可能性もある。このような場合、各ＰＭＤモニタ１３
Ａ，１３Ｂのモニタ強度は、例えば図３のＡ1点、Ａ2点
に示すように、モニタ強度を最大にするフィードバック
制御を行うことで、ＰＭＤ量の変化方向に対する各モニ
タ強度の変化方向（各点の移動方向）が相反するように
なることが分かる。そこで、このようなときには、低周
波側のＰＭＤモニタ１３Ｂのモニタ強度を優先的に選択
してフィードバック制御を行うというアルゴリズムを制
御回路１４に加えておくことが有効である。
【００６６】上述したように第１実施形態のＰＭＤ補償
装置１Ａによれば、２つのＰＭＤモニタ１３Ａ，１３Ｂ
の切り替えを、絶対値として予め設定したしきい値を基
準にして行うのではなく、モニタ強度が最大値に収束し
た状態を基準にして行うようにしたことで、伝送路Ｌに
おけるＰＭＤの変化に正確に追随したフィードバック制
御が行われるようになるため、高い精度のＰＭＤ補償を
実現することができる。また、各ＰＭＤモニタ１３Ａ，
１３Ｂで抽出する周波数ｆ1，ｆ2成分の設定は、従来の
ように伝送速度の１／２倍、１／４倍といった特定の周
波数に制約されることなく、ＰＭＤモニタの検出感度不
確定幅に応じて決めることができるため、例えば、信号
光の伝送速度が変化するようなシステムへの適用が可能
であり、かつ、各ＰＭＤモニタの周波数差を最大限に確
保できるため、２つのＰＭＤモニタでも広い補償可能範
囲を実現することができる。これにより、４０Ｇｂ／ｓ
等の超高速信号光を長距離に亘って伝送できる光伝送シ
ステムの実現が可能になる。
装置１Ａによれば、２つのＰＭＤモニタ１３Ａ，１３Ｂ
の切り替えを、絶対値として予め設定したしきい値を基
準にして行うのではなく、モニタ強度が最大値に収束し
た状態を基準にして行うようにしたことで、伝送路Ｌに
おけるＰＭＤの変化に正確に追随したフィードバック制
御が行われるようになるため、高い精度のＰＭＤ補償を
実現することができる。また、各ＰＭＤモニタ１３Ａ，
１３Ｂで抽出する周波数ｆ1，ｆ2成分の設定は、従来の
ように伝送速度の１／２倍、１／４倍といった特定の周
波数に制約されることなく、ＰＭＤモニタの検出感度不
確定幅に応じて決めることができるため、例えば、信号
光の伝送速度が変化するようなシステムへの適用が可能
であり、かつ、各ＰＭＤモニタの周波数差を最大限に確
保できるため、２つのＰＭＤモニタでも広い補償可能範
囲を実現することができる。これにより、４０Ｇｂ／ｓ
等の超高速信号光を長距離に亘って伝送できる光伝送シ
ステムの実現が可能になる。
【００６７】次に、第１実施形態の変形例について説明
する。図５は、第１実施形態の変形例にかかるＰＭＤ補
償装置の構成を示すブロック図である。
する。図５は、第１実施形態の変形例にかかるＰＭＤ補
償装置の構成を示すブロック図である。
【００６８】図５において、本ＰＭＤ補償装置１Ｂは、
上述した第１実施形態のＰＭＤ補償装置１Ａの構成につ
いて、制御回路１４に相当する機能を偏波制御部１０お
よび可変１１に内蔵させたものである。具体的には、１
／４波長板１０ａおよび１／２波長板１０ｂを制御する
制御回路１０ｃを備えた偏波制御部１０’を設けると共
に、光遅延器１１ｂを制御する制御回路１１ｄを備えた
可変ＰＭＤ補償部１１’を設け、ＰＭＤモニタ１３Ａ，
１３Ｂから出力される各強度検出信号が、偏波制御部１
０’の制御回路１０ｃおよび可変ＰＭＤ補償部１１’の
制御回路１１ｄにそれぞれ送られるようにする。上記以
外の他の部分の構成および本ＰＭＤ補償装置１Ｂが適用
される光伝送システムの構成は、第１実施形態の場合と
同様であるため説明を省略する。
上述した第１実施形態のＰＭＤ補償装置１Ａの構成につ
いて、制御回路１４に相当する機能を偏波制御部１０お
よび可変１１に内蔵させたものである。具体的には、１
／４波長板１０ａおよび１／２波長板１０ｂを制御する
制御回路１０ｃを備えた偏波制御部１０’を設けると共
に、光遅延器１１ｂを制御する制御回路１１ｄを備えた
可変ＰＭＤ補償部１１’を設け、ＰＭＤモニタ１３Ａ，
１３Ｂから出力される各強度検出信号が、偏波制御部１
０’の制御回路１０ｃおよび可変ＰＭＤ補償部１１’の
制御回路１１ｄにそれぞれ送られるようにする。上記以
外の他の部分の構成および本ＰＭＤ補償装置１Ｂが適用
される光伝送システムの構成は、第１実施形態の場合と
同様であるため説明を省略する。
【００６９】上記のような構成のＰＭＤ補償装置１Ｂで
は、ＰＭＤモニタ１３Ａ，１３Ｂの各モニタ強度を用い
たフィードバック制御が、偏波制御部１０’および可変
ＰＭＤ補償部１１’の各制御回路１０ｃおよび１１ｄに
よりそれぞれ行われるようになる。各々の制御回路１０
ｃ，１１ｄの制御動作は、上述した第１実施形態の制御
回路１４の制御動作と基本的に同様であって、フィード
バック制御の対象となる設定パラメータが、偏波制御部
１０’の制御回路１０ｃは１／４波長板１０ａおよび１
／２波長板１０ｂの各位置となり、可変ＰＭＤ補償部１
１’の制御回路１１ｄは光遅延器の光遅延量ΔτCの位
置となる点が異なるだけである。
は、ＰＭＤモニタ１３Ａ，１３Ｂの各モニタ強度を用い
たフィードバック制御が、偏波制御部１０’および可変
ＰＭＤ補償部１１’の各制御回路１０ｃおよび１１ｄに
よりそれぞれ行われるようになる。各々の制御回路１０
ｃ，１１ｄの制御動作は、上述した第１実施形態の制御
回路１４の制御動作と基本的に同様であって、フィード
バック制御の対象となる設定パラメータが、偏波制御部
１０’の制御回路１０ｃは１／４波長板１０ａおよび１
／２波長板１０ｂの各位置となり、可変ＰＭＤ補償部１
１’の制御回路１１ｄは光遅延器の光遅延量ΔτCの位
置となる点が異なるだけである。
【００７０】このように、偏波制御部１０’および可変
ＰＭＤ補償部１１’が制御回路をそれぞれ備えること
で、第１実施形態の場合に比べて、例えば偏波制御部１
０’または可変ＰＭＤ補償部１１’の交換やアップグレ
ード等を容易に行うことが可能になる。
ＰＭＤ補償部１１’が制御回路をそれぞれ備えること
で、第１実施形態の場合に比べて、例えば偏波制御部１
０’または可変ＰＭＤ補償部１１’の交換やアップグレ
ード等を容易に行うことが可能になる。
【００７１】次に、第１実施形態の別の変形例について
説明する。図６は、第１実施形態の別の変形例にかかる
ＰＭＤ補償装置の構成を示すブロック図である。
説明する。図６は、第１実施形態の別の変形例にかかる
ＰＭＤ補償装置の構成を示すブロック図である。
【００７２】図６において、本ＰＭＤ補償装置１Ｃは、
上述の図５に示した変形例の構成について、抽出周波数
の高い側のＰＭＤモニタ１３Ａからの検出強度信号のみ
が偏波制御部１０’の制御回路１０ｃに対して送られ、
抽出周波数の低い側のＰＭＤモニタ１３Ｂからの検出強
度信号のみが可変ＰＭＤ補償部１１’の制御回路１１ｄ
に対して送られるようにしたものである。上記以外の他
の部分の構成および本ＰＭＤ補償装置１Ｂが適用される
光伝送システムの構成は、図５の変形例の場合と同様で
あるため説明を省略する。
上述の図５に示した変形例の構成について、抽出周波数
の高い側のＰＭＤモニタ１３Ａからの検出強度信号のみ
が偏波制御部１０’の制御回路１０ｃに対して送られ、
抽出周波数の低い側のＰＭＤモニタ１３Ｂからの検出強
度信号のみが可変ＰＭＤ補償部１１’の制御回路１１ｄ
に対して送られるようにしたものである。上記以外の他
の部分の構成および本ＰＭＤ補償装置１Ｂが適用される
光伝送システムの構成は、図５の変形例の場合と同様で
あるため説明を省略する。
【００７３】上記のような構成のＰＭＤ補償装置１Ｃで
は、ＰＭＤモニタ１３Ａの周波数ｆ 1成分のモニタ強度
を用いて、１／４波長板１０ａおよび１／２波長板１０
ｂの各位置がフィードバック制御され、ＰＭＤモニタ１
３Ｂの周波数ｆ2成分のモニタ強度を用いて、光遅延器
１１ｂの光遅延量ΔτCがフィードバック制御されるよ
うになる。
は、ＰＭＤモニタ１３Ａの周波数ｆ 1成分のモニタ強度
を用いて、１／４波長板１０ａおよび１／２波長板１０
ｂの各位置がフィードバック制御され、ＰＭＤモニタ１
３Ｂの周波数ｆ2成分のモニタ強度を用いて、光遅延器
１１ｂの光遅延量ΔτCがフィードバック制御されるよ
うになる。
【００７４】このように、抽出周波数の高い側のモニタ
強度を用いて偏波制御部１０’を制御し、抽出周波数の
低い側のモニタ強度を用いて可変ＰＭＤ補償部１１’を
制御することによって、より高速に応答するＰＭＤ補償
が可能になる。すなわち、偏波制御部１０’に要求され
る応答速度は、可変ＰＭＤ補償部１１’への入射光の軸
合わせを高速に行う必要があるため、可変ＰＭＤ補償部
１１’に要求される応答速度に比べて速くなるものと考
えられる。このため、フィードバック制御の収束性がよ
り速い高周波側のモニタ強度のみを用いて偏波制御部１
０’を制御すれば、偏波制御部１０’の応答速度を下げ
ることなく設定パラメータを最適化することができるの
である。
強度を用いて偏波制御部１０’を制御し、抽出周波数の
低い側のモニタ強度を用いて可変ＰＭＤ補償部１１’を
制御することによって、より高速に応答するＰＭＤ補償
が可能になる。すなわち、偏波制御部１０’に要求され
る応答速度は、可変ＰＭＤ補償部１１’への入射光の軸
合わせを高速に行う必要があるため、可変ＰＭＤ補償部
１１’に要求される応答速度に比べて速くなるものと考
えられる。このため、フィードバック制御の収束性がよ
り速い高周波側のモニタ強度のみを用いて偏波制御部１
０’を制御すれば、偏波制御部１０’の応答速度を下げ
ることなく設定パラメータを最適化することができるの
である。
【００７５】次に、本発明によるＰＭＤ補償装置の第２
実施形態について説明する。図７は、本発明によるＰＭ
Ｄ補償装置の第２実施形態を示すブロック図である。
実施形態について説明する。図７は、本発明によるＰＭ
Ｄ補償装置の第２実施形態を示すブロック図である。
【００７６】図７において、本ＰＭＤ補償装置２Ａは、
光送信機（図示は省略）から伝送路Ｌを介して送られて
くる伝送速度Ｂ（ｂ／ｓ）の信号光（例えば、４０Ｇｂ
／ｓのＮＲＺ信号光など）が順次入力される多段接続さ
れたＰＭＤ補償ユニット２０ 1〜２０Nと、Ｎ段のＰＭＤ
補償ユニット２０1〜２０Nを通過して光受信機ＯＲに送
られる信号光の一部を分岐する光カプラ２３Ａと、その
光カプラ２３Ａの分岐光をさらに２分岐する光カプラ２
３Ｂと、光カプラ２３Ｂの一方の分岐光から周波数ｆ1
成分を抽出してその強度を検出するＰＭＤモニタ２４Ａ
と、光カプラ２３Ｂの他方の分岐光から周波数ｆ2成分
を抽出してその強度を検出するＰＭＤモニタ２４Ｂと、
ＰＭＤモニタ２４Ａ，２４Ｂで検出された各モニタ強度
を用いて、各々のＰＭＤ補償ユニット２０1〜２０Nをフ
ィードバック制御する制御回路２５と、から構成され
る。ここでは、上記の光カプラ２３Ａ，２３Ｂが、第１
実施形態における光カプラ１２Ａ，１２Ｂと同様であ
り、また、ＰＭＤモニタ２４Ａ，２４Ｂが、第１実施形
態におけるＰＭＤモニタ１３Ａ，１３Ｂと同様である。
光送信機（図示は省略）から伝送路Ｌを介して送られて
くる伝送速度Ｂ（ｂ／ｓ）の信号光（例えば、４０Ｇｂ
／ｓのＮＲＺ信号光など）が順次入力される多段接続さ
れたＰＭＤ補償ユニット２０ 1〜２０Nと、Ｎ段のＰＭＤ
補償ユニット２０1〜２０Nを通過して光受信機ＯＲに送
られる信号光の一部を分岐する光カプラ２３Ａと、その
光カプラ２３Ａの分岐光をさらに２分岐する光カプラ２
３Ｂと、光カプラ２３Ｂの一方の分岐光から周波数ｆ1
成分を抽出してその強度を検出するＰＭＤモニタ２４Ａ
と、光カプラ２３Ｂの他方の分岐光から周波数ｆ2成分
を抽出してその強度を検出するＰＭＤモニタ２４Ｂと、
ＰＭＤモニタ２４Ａ，２４Ｂで検出された各モニタ強度
を用いて、各々のＰＭＤ補償ユニット２０1〜２０Nをフ
ィードバック制御する制御回路２５と、から構成され
る。ここでは、上記の光カプラ２３Ａ，２３Ｂが、第１
実施形態における光カプラ１２Ａ，１２Ｂと同様であ
り、また、ＰＭＤモニタ２４Ａ，２４Ｂが、第１実施形
態におけるＰＭＤモニタ１３Ａ，１３Ｂと同様である。
【００７７】各ＰＭＤ補償ユニット２０1〜２０Nは、偏
波制御部２１および固定遅延素子２２をそれぞれ有す
る。偏波制御部２１は、後段の固定遅延素子２２への入
力光の偏波方向を調整（軸合わせ）するものであり、例
えば、１／４波長板（λ／４板）２１ａおよび１／２波
長板（λ／２板）２１ｂを有する。１／４波長板２１ａ
および１／２波長板２１ｂは、図示しないがアクチュエ
ータをそれぞれ備えており、制御回路２５から送られる
制御信号に従って外部から駆動できるようになってい
る。固定遅延素子２２は、例えば、偏波保持ファイバ
（ＰＭＦ）等を用いて、偏波制御部２１から出力される
信号光の偏波モード間に固定の光遅延量を与えらるもの
である。ここでは、各ＰＭＤ補償ユニット２０1〜２０N
で与えられる各々の光遅延量をΔτC1〜ΔτCNとする。
波制御部２１および固定遅延素子２２をそれぞれ有す
る。偏波制御部２１は、後段の固定遅延素子２２への入
力光の偏波方向を調整（軸合わせ）するものであり、例
えば、１／４波長板（λ／４板）２１ａおよび１／２波
長板（λ／２板）２１ｂを有する。１／４波長板２１ａ
および１／２波長板２１ｂは、図示しないがアクチュエ
ータをそれぞれ備えており、制御回路２５から送られる
制御信号に従って外部から駆動できるようになってい
る。固定遅延素子２２は、例えば、偏波保持ファイバ
（ＰＭＦ）等を用いて、偏波制御部２１から出力される
信号光の偏波モード間に固定の光遅延量を与えらるもの
である。ここでは、各ＰＭＤ補償ユニット２０1〜２０N
で与えられる各々の光遅延量をΔτC1〜ΔτCNとする。
【００７８】制御回路２５は、各ＰＭＤモニタ２４Ａ，
２４Ｂからのモニタ強度に基づいて、ＰＭＤ補償ユニッ
ト２０Nから出力される信号光のＰＭＤ量を判断し、Ｐ
ＭＤ補償量が最適となるように、各ＰＭＤ補償ユニット
２０1〜２０Nをフィードバック制御する。
２４Ｂからのモニタ強度に基づいて、ＰＭＤ補償ユニッ
ト２０Nから出力される信号光のＰＭＤ量を判断し、Ｐ
ＭＤ補償量が最適となるように、各ＰＭＤ補償ユニット
２０1〜２０Nをフィードバック制御する。
【００７９】次に、第２実施形態の動作について説明す
る。図８は、上記のような構成のＰＭＤ補償装置２Ａを
用いてＰＭＤ補償を行った場合における、ＰＭＤ量Δτ
Tに対するパワーペナルティの変化を示す図である。
る。図８は、上記のような構成のＰＭＤ補償装置２Ａを
用いてＰＭＤ補償を行った場合における、ＰＭＤ量Δτ
Tに対するパワーペナルティの変化を示す図である。
【００８０】図８に示すように、例えば、伝送速度Ｂが
４０Ｇｂ／ｓのＮＲＺ信号光に対して、ＰＭＤによる許
容ペナルティを１ｄＢとすると、ＰＭＤ補償無しの場合
のＰＭＤ耐力は約１０ｐｓとなる。そこで、本ＰＭＤ補
償装置２Ａでは、各ＰＭＤ補償ユニット２０1〜２０Nの
固定遅延素子２２における光遅延量ΔτC1〜ΔτCNを、
例えば２０ｐｓ等にそれぞれ設定する。そして、制御回
路２５によって、ＰＭＤモニタ２４Ａ，２４Ｂのモニタ
強度が最大になるように、各固定遅延素子２２の前段に
配置した偏波制御部２１が、上述の図３で説明した基本
原理に従ってフィードバック制御される。
４０Ｇｂ／ｓのＮＲＺ信号光に対して、ＰＭＤによる許
容ペナルティを１ｄＢとすると、ＰＭＤ補償無しの場合
のＰＭＤ耐力は約１０ｐｓとなる。そこで、本ＰＭＤ補
償装置２Ａでは、各ＰＭＤ補償ユニット２０1〜２０Nの
固定遅延素子２２における光遅延量ΔτC1〜ΔτCNを、
例えば２０ｐｓ等にそれぞれ設定する。そして、制御回
路２５によって、ＰＭＤモニタ２４Ａ，２４Ｂのモニタ
強度が最大になるように、各固定遅延素子２２の前段に
配置した偏波制御部２１が、上述の図３で説明した基本
原理に従ってフィードバック制御される。
【００８１】具体的には、信号光のＰＭＤ量ΔτTが、
例えば２０ｐｓ，４０ｐｓ，…，２０×Ｎｐｓとなると
き、図８の横軸下方に対応させて示したような、ＰＭＤ
補償ユニット２０1〜２０Nにおける光遅延量の組み合わ
せ（ΔτC1，ΔτC2，…，ΔτCN）が実現されるよう
に、各ＰＭＤ補償ユニット２０1〜２０Nの偏波制御部２
１を制御することで、補償後のＰＭＤ量を零にすること
が可能となり、ＰＭＤ補償後のパワーペナルティが零に
なる。なお、図８には、伝送路Ｌで発生するＰＭＤ量Δ
τTの値を正とし、それを補償する光遅延量ΔτC1〜Δ
τCNの値を負として表記したが、これとは逆の符号設定
も可能である。
例えば２０ｐｓ，４０ｐｓ，…，２０×Ｎｐｓとなると
き、図８の横軸下方に対応させて示したような、ＰＭＤ
補償ユニット２０1〜２０Nにおける光遅延量の組み合わ
せ（ΔτC1，ΔτC2，…，ΔτCN）が実現されるよう
に、各ＰＭＤ補償ユニット２０1〜２０Nの偏波制御部２
１を制御することで、補償後のＰＭＤ量を零にすること
が可能となり、ＰＭＤ補償後のパワーペナルティが零に
なる。なお、図８には、伝送路Ｌで発生するＰＭＤ量Δ
τTの値を正とし、それを補償する光遅延量ΔτC1〜Δ
τCNの値を負として表記したが、これとは逆の符号設定
も可能である。
【００８２】例えば、信号光のＰＭＤ量ΔτT＝２０ｐ
ｓを補償する場合を考えると、１段目のＰＭＤ補償ユニ
ット２０1の固定遅延素子２２に入力される信号光の偏
波方向が、固定遅延素子２２で最大の光遅延が生じる方
向に一致するように、偏波制御部２１によって制御さ
れ、他のＰＭＤ補償ユニット２０2〜２０Nの各固定遅延
素子２２に入力される信号光の偏波方向が、固定遅延素
子２２での光遅延量が零となる方向に一致するように、
各々の偏波制御部２１によって制御されることで、光遅
延量の組み合わせ（ΔτC1，ΔτC2，…，ΔτCN）＝
（−２０，０，…，０）が実現される。
ｓを補償する場合を考えると、１段目のＰＭＤ補償ユニ
ット２０1の固定遅延素子２２に入力される信号光の偏
波方向が、固定遅延素子２２で最大の光遅延が生じる方
向に一致するように、偏波制御部２１によって制御さ
れ、他のＰＭＤ補償ユニット２０2〜２０Nの各固定遅延
素子２２に入力される信号光の偏波方向が、固定遅延素
子２２での光遅延量が零となる方向に一致するように、
各々の偏波制御部２１によって制御されることで、光遅
延量の組み合わせ（ΔτC1，ΔτC2，…，ΔτCN）＝
（−２０，０，…，０）が実現される。
【００８３】上記のような設定例の場合、光遅延量が２
０ｐｓの固定遅延素子２２をＮ段接続することで、補償
可能なＰＭＤ量ΔτTとしては、２０ｐｓ×Ｎ＋１０ｐ
ｓまで拡大できることになる。例えば、伝送路ＬのＰＭ
Ｄ量ΔτT＝１５０ｐｓをＰＭＤ補償装置２Ａで補償す
るためには、７段のＰＭＤ補償ユニットを用いればよい
ことになる。上記の内容を一般化した場合、許容ＰＭＤ
量をΔτmaxとすると、光遅延量２Δτmaxの固定遅延素
子２２をＮ段接続することで、ＰＭＤの補償可能範囲の
上限が（２Ｎ＋１）Δτmaxとなる。
０ｐｓの固定遅延素子２２をＮ段接続することで、補償
可能なＰＭＤ量ΔτTとしては、２０ｐｓ×Ｎ＋１０ｐ
ｓまで拡大できることになる。例えば、伝送路ＬのＰＭ
Ｄ量ΔτT＝１５０ｐｓをＰＭＤ補償装置２Ａで補償す
るためには、７段のＰＭＤ補償ユニットを用いればよい
ことになる。上記の内容を一般化した場合、許容ＰＭＤ
量をΔτmaxとすると、光遅延量２Δτmaxの固定遅延素
子２２をＮ段接続することで、ＰＭＤの補償可能範囲の
上限が（２Ｎ＋１）Δτmaxとなる。
【００８４】なお、ここでは、固定遅延素子２２の光遅
延量を許容ＰＭＤ量の２倍に設定するようにしたが、本
発明はこれに限られるものではない。図８に示したよう
に、伝送路ＬのＰＭＤ量ΔτTがＰＭＤ補償ユニット２
０1〜２０Nの組み合わせによってちょうど相殺される場
合（ΔτT＝２０ｐｓ，４０ｐｓ，…，２０×Ｎｐｓ）
には、パワーペナルティの値がほぼ零となるが、伝送路
ＬのＰＭＤ量ΔτTがそれらの値から離れてしまうと、
パワーペナルティの値が上昇することが分かる。このよ
うな場合でも、ＰＭＤによる許容ペナルティ（例えば１
ｄＢ等）を超えないようにする必要があり、そのために
は、各段のＰＭＤ補償ユニット２０1〜２０Nにおける固
定の光遅延量の値を小さく設定するのが望ましい。ただ
し、これは、所要のＰＭＤ補償可能範囲を確保しようと
すると、ＰＭＤ補償ユニットの段装を増やすことになる
ため、伝送特性とシステム全体の大きさとのトレードオ
フを考慮して、各段の光遅延量とＰＭＤ補償ユニットの
数とを決める必要がある。
延量を許容ＰＭＤ量の２倍に設定するようにしたが、本
発明はこれに限られるものではない。図８に示したよう
に、伝送路ＬのＰＭＤ量ΔτTがＰＭＤ補償ユニット２
０1〜２０Nの組み合わせによってちょうど相殺される場
合（ΔτT＝２０ｐｓ，４０ｐｓ，…，２０×Ｎｐｓ）
には、パワーペナルティの値がほぼ零となるが、伝送路
ＬのＰＭＤ量ΔτTがそれらの値から離れてしまうと、
パワーペナルティの値が上昇することが分かる。このよ
うな場合でも、ＰＭＤによる許容ペナルティ（例えば１
ｄＢ等）を超えないようにする必要があり、そのために
は、各段のＰＭＤ補償ユニット２０1〜２０Nにおける固
定の光遅延量の値を小さく設定するのが望ましい。ただ
し、これは、所要のＰＭＤ補償可能範囲を確保しようと
すると、ＰＭＤ補償ユニットの段装を増やすことになる
ため、伝送特性とシステム全体の大きさとのトレードオ
フを考慮して、各段の光遅延量とＰＭＤ補償ユニットの
数とを決める必要がある。
【００８５】このように第２実施形態のＰＭＤ補償器に
よれば、偏波制御部２１および固定遅延素子２２からな
るＰＭＤ補償ユニットを多段接続し、ＰＭＤモニタ２４
Ａ，２４Ｂのモニタ強度が最大となるように、各ＰＭＤ
補償ユニットの偏波制御部２１をフィードバック制御す
ることによっても、第１実施形態の場合と同様の効果を
得ることが可能である。また、固定遅延素子２２は、第
１実施形態で用いた可変ＰＭＤ補償部１１に比べてデバ
イスの実現が比較的簡単であるため、本ＰＭＤ補償装置
２Ａを容易に構成することができるという利点もある。
よれば、偏波制御部２１および固定遅延素子２２からな
るＰＭＤ補償ユニットを多段接続し、ＰＭＤモニタ２４
Ａ，２４Ｂのモニタ強度が最大となるように、各ＰＭＤ
補償ユニットの偏波制御部２１をフィードバック制御す
ることによっても、第１実施形態の場合と同様の効果を
得ることが可能である。また、固定遅延素子２２は、第
１実施形態で用いた可変ＰＭＤ補償部１１に比べてデバ
イスの実現が比較的簡単であるため、本ＰＭＤ補償装置
２Ａを容易に構成することができるという利点もある。
【００８６】次に、第２実施形態の変形例について説明
する。図９は、第２実施形態の変形例にかかるＰＭＤ補
償装置の構成を示すブロック図である。
する。図９は、第２実施形態の変形例にかかるＰＭＤ補
償装置の構成を示すブロック図である。
【００８７】図９において、本ＰＭＤ補償装置２Ｂは、
上述した第２実施形態のＰＭＤ補償装置２Ａの構成につ
いて、制御回路２５に相当する機能を各ＰＭＤ補償ユニ
ット２０1〜２０Nに内蔵させたものである。具体的に
は、１／４波長板２１ａおよび１／２波長板２１ｂを制
御する制御回路２５’が各ＰＭＤ補償ユニット２０1〜
２０Nに設けられ、ＰＭＤモニタ２４Ａ，２４Ｂから出
力される各強度検出信号が、各々のＰＭＤ補償ユニット
２０1〜２０Nの制御回路２５’にそれぞれ送られるよう
にする。上記以外の他の部分の構成および本ＰＭＤ補償
装置２Ｂが適用される光伝送システムの構成は、第２実
施形態の場合と同様である。
上述した第２実施形態のＰＭＤ補償装置２Ａの構成につ
いて、制御回路２５に相当する機能を各ＰＭＤ補償ユニ
ット２０1〜２０Nに内蔵させたものである。具体的に
は、１／４波長板２１ａおよび１／２波長板２１ｂを制
御する制御回路２５’が各ＰＭＤ補償ユニット２０1〜
２０Nに設けられ、ＰＭＤモニタ２４Ａ，２４Ｂから出
力される各強度検出信号が、各々のＰＭＤ補償ユニット
２０1〜２０Nの制御回路２５’にそれぞれ送られるよう
にする。上記以外の他の部分の構成および本ＰＭＤ補償
装置２Ｂが適用される光伝送システムの構成は、第２実
施形態の場合と同様である。
【００８８】上記のような構成のＰＭＤ補償装置２Ｂで
は、ＰＭＤモニタ２４Ａ，２４Ｂの各モニタ強度を用い
たフィードバック制御が、ＰＭＤ補償ユニット２０1〜
２０Nの各制御回路２５’によりそれぞれ行われるよう
になる。各々の制御回路２５’の制御動作は、上述した
第２実施形態の制御回路２５の制御動作と基本的に同様
であって、フィードバック制御の対象となる設定パラメ
ータが、それぞれのユニット内にある１／４波長板２１
ａおよび１／２波長板２１ｂの各位置となる点が異なる
だけである。
は、ＰＭＤモニタ２４Ａ，２４Ｂの各モニタ強度を用い
たフィードバック制御が、ＰＭＤ補償ユニット２０1〜
２０Nの各制御回路２５’によりそれぞれ行われるよう
になる。各々の制御回路２５’の制御動作は、上述した
第２実施形態の制御回路２５の制御動作と基本的に同様
であって、フィードバック制御の対象となる設定パラメ
ータが、それぞれのユニット内にある１／４波長板２１
ａおよび１／２波長板２１ｂの各位置となる点が異なる
だけである。
【００８９】このように、各ＰＭＤ補償ユニット２０1
〜２０Nが制御回路２５’をそれぞれ備えるようにした
ことで、第２実施形態の場合に比べて、例えば、個々の
ＰＭＤ補償ユニット２０1〜２０Nの交換やアップグレー
ド等を容易に行うことが可能になる。
〜２０Nが制御回路２５’をそれぞれ備えるようにした
ことで、第２実施形態の場合に比べて、例えば、個々の
ＰＭＤ補償ユニット２０1〜２０Nの交換やアップグレー
ド等を容易に行うことが可能になる。
【００９０】次に、本発明によるＰＭＤ補償装置の第３
実施形態について説明する。上述した第１実施形態およ
び第２実施形態では、抽出周波数の異なる２つのＰＭＤ
モニタのモニタ強度を用いて、ＰＭＤの補償量のフィー
ドバック制御を行うようにした場合を説明した。第３実
施形態では、ＰＭＤの補償可能範囲をさらに拡大させる
場合について考える。第１、２実施形態における補償可
能範囲をさらに拡大させるためには、ＰＭＤモニタの検
出感度を上げて不確定幅を狭くするか、若しくは、ＰＭ
Ｄモニタの数を増やせばよい。ＰＭＤモニタの検出感度
不確定幅を狭くするのには一定の限界があるため、ここ
では、ＰＭＤモニタの数を３つに増やして補償可能範囲
のさらなる拡大を図ることを考える。
実施形態について説明する。上述した第１実施形態およ
び第２実施形態では、抽出周波数の異なる２つのＰＭＤ
モニタのモニタ強度を用いて、ＰＭＤの補償量のフィー
ドバック制御を行うようにした場合を説明した。第３実
施形態では、ＰＭＤの補償可能範囲をさらに拡大させる
場合について考える。第１、２実施形態における補償可
能範囲をさらに拡大させるためには、ＰＭＤモニタの検
出感度を上げて不確定幅を狭くするか、若しくは、ＰＭ
Ｄモニタの数を増やせばよい。ＰＭＤモニタの検出感度
不確定幅を狭くするのには一定の限界があるため、ここ
では、ＰＭＤモニタの数を３つに増やして補償可能範囲
のさらなる拡大を図ることを考える。
【００９１】図１０は、本発明によるＰＭＤ補償装置の
第３実施形態を示すブロック図である。図１０におい
て、本ＰＭＤ補償装置３の構成が上述した第１実施形態
のＰＭＤ補償装置１Ａの構成と異なる点は、周波数ｆ3
成分の強度を検出するＰＭＤモニタ１３Ｃを新たに設け
ると共に、光カプラ１２Ｂに代えて、光カプラ１２Ａの
分岐光を３分岐して各ＰＭＤモニタ１３Ａ，１３Ｂ，１
３Ｃにそれぞれ送る光カプラ１２Ｂ’を設けた点であ
る。上記以外の他のＰＭＤ補償装置３の構成および該Ｐ
ＭＤ補償装置３を用いた光伝送システムの構成は第１実
施形態の場合と同様である。
第３実施形態を示すブロック図である。図１０におい
て、本ＰＭＤ補償装置３の構成が上述した第１実施形態
のＰＭＤ補償装置１Ａの構成と異なる点は、周波数ｆ3
成分の強度を検出するＰＭＤモニタ１３Ｃを新たに設け
ると共に、光カプラ１２Ｂに代えて、光カプラ１２Ａの
分岐光を３分岐して各ＰＭＤモニタ１３Ａ，１３Ｂ，１
３Ｃにそれぞれ送る光カプラ１２Ｂ’を設けた点であ
る。上記以外の他のＰＭＤ補償装置３の構成および該Ｐ
ＭＤ補償装置３を用いた光伝送システムの構成は第１実
施形態の場合と同様である。
【００９２】ＰＭＤモニタ１３Ｃは、上述の図２に示し
たＰＭＤモニタ１３Ａ，１３Ｂの構成と同様に、受光器
（ＰＤ）１３ａ、バンドパスフィルタ（ＢＰＦ）１３ｂ
および強度検出器１３ｃからなる。ＰＭＤモニタ１３Ｃ
のＢＰＦ１３ｂは、中心周波数がｆ3（＜ｆ2＜ｆ1）の
通過帯を持つものとする。このＰＭＤモニタ１３Ｃで検
出されたモニタ強度は、他のＰＭＤモニタ１３Ａ，１３
Ｂの各モニタ強度と共に制御回路１４’に伝えられて、
ＰＭＤ補償量のフィードバック制御に用いられる。
たＰＭＤモニタ１３Ａ，１３Ｂの構成と同様に、受光器
（ＰＤ）１３ａ、バンドパスフィルタ（ＢＰＦ）１３ｂ
および強度検出器１３ｃからなる。ＰＭＤモニタ１３Ｃ
のＢＰＦ１３ｂは、中心周波数がｆ3（＜ｆ2＜ｆ1）の
通過帯を持つものとする。このＰＭＤモニタ１３Ｃで検
出されたモニタ強度は、他のＰＭＤモニタ１３Ａ，１３
Ｂの各モニタ強度と共に制御回路１４’に伝えられて、
ＰＭＤ補償量のフィードバック制御に用いられる。
【００９３】ここで、３つのＰＭＤモニタを用いたＰＭ
Ｄ補償量のフィードバック制御について説明する。図１
１は、ＰＭＤモニタを３つに増やすことによるＰＭＤ補
償範囲の拡大の効果を説明する図である。なお、横軸
は、伝送路Ｌにより信号光に生じるＰＭＤ量ΔτTを表
し、縦軸は、各ＰＭＤモニタ１３Ａ〜１３Ｃで検出され
る周波数ｆ1〜ｆ3成分の強度（モニタ強度）を表してい
る。また、ＰＭＤモニタ１３Ｃのモニタ強度が最初に零
（または極小）になるＰＭＤ量をＴ3とする。さらに、
ここでは、ＰＭＤモニタ１３Ａ〜１３Ｃでそれぞれ抽出
される各周波数ｆ1〜ｆ3は、許容ＰＭＤ量およびＰＭＤ
モニタの検出感度不確定幅から決まる最小値に設定して
ある。
Ｄ補償量のフィードバック制御について説明する。図１
１は、ＰＭＤモニタを３つに増やすことによるＰＭＤ補
償範囲の拡大の効果を説明する図である。なお、横軸
は、伝送路Ｌにより信号光に生じるＰＭＤ量ΔτTを表
し、縦軸は、各ＰＭＤモニタ１３Ａ〜１３Ｃで検出され
る周波数ｆ1〜ｆ3成分の強度（モニタ強度）を表してい
る。また、ＰＭＤモニタ１３Ｃのモニタ強度が最初に零
（または極小）になるＰＭＤ量をＴ3とする。さらに、
ここでは、ＰＭＤモニタ１３Ａ〜１３Ｃでそれぞれ抽出
される各周波数ｆ1〜ｆ3は、許容ＰＭＤ量およびＰＭＤ
モニタの検出感度不確定幅から決まる最小値に設定して
ある。
【００９４】図１１に示すような３つのＰＭＤモニタ１
３Ａ〜１３Ｃを用いたＰＭＤ補償では、まず、ＰＭＤモ
ニタ１３Ｃのモニタ強度（周波数ｆ3成分）を用いたフ
ィードバック制御が最大値収束範囲内に安定してＰＭＤ
量がＴ2以下になった後に、ＰＭＤモニタ１３Ｂのモニ
タ強度（周波数ｆ2成分）を用いたフィードバック制御
に切り替えられる。そして、ＰＭＤモニタ１３Ｂによる
フィードバック制御が最大値収束範囲内に安定してＰＭ
Ｄ量がＴ1以下になった後に、ＰＭＤモニタ１３Ａのモ
ニタ強度（周波数ｆ1成分）を用いたフィードバック制
御に切り替えられ、ＰＭＤ量ΔτTが許容ＰＭＤ量以下
にされる。このように、モニタ強度が最大になる状態を
基準としてＰＭＤモニタの切り替えを行う方式は、上述
の図３で説明した本発明の基本原理と同様であり、ここ
では、ＰＭＤモニタを３系統に増やしたことによって、
ＰＭＤの補償可能範囲の上限が、２系統のときのＴ2か
らＴ3に大幅に拡大されることになる。
３Ａ〜１３Ｃを用いたＰＭＤ補償では、まず、ＰＭＤモ
ニタ１３Ｃのモニタ強度（周波数ｆ3成分）を用いたフ
ィードバック制御が最大値収束範囲内に安定してＰＭＤ
量がＴ2以下になった後に、ＰＭＤモニタ１３Ｂのモニ
タ強度（周波数ｆ2成分）を用いたフィードバック制御
に切り替えられる。そして、ＰＭＤモニタ１３Ｂによる
フィードバック制御が最大値収束範囲内に安定してＰＭ
Ｄ量がＴ1以下になった後に、ＰＭＤモニタ１３Ａのモ
ニタ強度（周波数ｆ1成分）を用いたフィードバック制
御に切り替えられ、ＰＭＤ量ΔτTが許容ＰＭＤ量以下
にされる。このように、モニタ強度が最大になる状態を
基準としてＰＭＤモニタの切り替えを行う方式は、上述
の図３で説明した本発明の基本原理と同様であり、ここ
では、ＰＭＤモニタを３系統に増やしたことによって、
ＰＭＤの補償可能範囲の上限が、２系統のときのＴ2か
らＴ3に大幅に拡大されることになる。
【００９５】ここで、上記のようなＰＭＤの補償可能範
囲の拡大効果を定量的に説明しておく。一般に、ＰＭＤ
モニタで抽出される周波数ｆeに対するモニタ強度を表
す、図１１に示したような特性曲線Ｋ（ｆe）は、光強
度分岐比γを０．５とした場合、次の（１）式で表すこ
とができる。
囲の拡大効果を定量的に説明しておく。一般に、ＰＭＤ
モニタで抽出される周波数ｆeに対するモニタ強度を表
す、図１１に示したような特性曲線Ｋ（ｆe）は、光強
度分岐比γを０．５とした場合、次の（１）式で表すこ
とができる。
【００９６】 Ｋ（ｆe）＝１−４γ（１−γ）ｓｉｎ2（πｆeΔτT） ＝｛１＋ｃｏｓ（２πｆeΔτT）｝／２ …（１） ＰＭＤモニタの検出感度不確定幅をピーク（モニタ強度
の最大値）のΔＩ倍、許容ＰＭＤ量をΔτmaxとする
と、ＰＭＤモニタ１３Ａに対応した特性曲線（ｆe＝
ｆ1）に関して、次のような関係が成り立つことにな
る。
の最大値）のΔＩ倍、許容ＰＭＤ量をΔτmaxとする
と、ＰＭＤモニタ１３Ａに対応した特性曲線（ｆe＝
ｆ1）に関して、次のような関係が成り立つことにな
る。
【００９７】 ｛１＋ｃｏｓ（２πｆ1Δτmax）｝／２＝１−ΔＩ ∴ｆ1＝ｃｏｓ-1（１−２ΔＩ）／２πΔτmax ∴Ｔ1＝１／（２ｆ1）＝πΔτmax／ｃｏｓ-1（１−２
ΔＩ） また、これと同様にして他のＰＭＤモニタについても次
のような関係が成り立つことになる。
ΔＩ） また、これと同様にして他のＰＭＤモニタについても次
のような関係が成り立つことになる。
【００９８】Ｔ2＝πＴ1／ｃｏｓ-1（１−２ΔＩ） Ｔ3＝πＴ2／ｃｏｓ-1（１−２ΔＩ） 上記の関係をｎ系統のＰＭＤモニタにまで拡張して一般
化すると、次のようになる。
化すると、次のようになる。
【００９９】 Ｔn＝｛π／ｃｏｓ-1（１−２ΔＩ）｝n・Δτmax このように本発明によるＰＭＤの補償可能範囲は、ＰＭ
Ｄモニタの系統数に応じて指数関数的に拡大することが
分かる。例えば、Δτmax＝０．２Ｔ（Ｔは１タイムス
ロット）、ΔＩ＝０．１とすると、ＰＭＤの補償可能範
囲の上限値は、Ｔ1＝０．９８Ｔ，Ｔ2＝４．８Ｔ，Ｔ3
＝２３Ｔ，…，Ｔn＝４．８８n×０．２Ｔなどになる。
Ｄモニタの系統数に応じて指数関数的に拡大することが
分かる。例えば、Δτmax＝０．２Ｔ（Ｔは１タイムス
ロット）、ΔＩ＝０．１とすると、ＰＭＤの補償可能範
囲の上限値は、Ｔ1＝０．９８Ｔ，Ｔ2＝４．８Ｔ，Ｔ3
＝２３Ｔ，…，Ｔn＝４．８８n×０．２Ｔなどになる。
【０１００】上記のようにして、第３実施形態のＰＭＤ
補償装置３では、３つのＰＭＤモニタを用いたＰＭＤ補
償量のフィードバック制御が制御回路１４’によって実
行される。なお、１／４波長板１０ａ、１／２波長板１
０ｂおよび光遅延器１１ｂに対する制御回路１４’の具
体的な処理動作は、第１実施形態の場合に説明した、初
期設定モードおよびトラッキングモードにおけるそれぞ
れのアルゴリズムと同様であるため説明を省略する。
補償装置３では、３つのＰＭＤモニタを用いたＰＭＤ補
償量のフィードバック制御が制御回路１４’によって実
行される。なお、１／４波長板１０ａ、１／２波長板１
０ｂおよび光遅延器１１ｂに対する制御回路１４’の具
体的な処理動作は、第１実施形態の場合に説明した、初
期設定モードおよびトラッキングモードにおけるそれぞ
れのアルゴリズムと同様であるため説明を省略する。
【０１０１】このように第３実施形態のＰＭＤ補償装置
３によれば、３つのＰＭＤモニタ１３Ａ〜１３Ｂを用い
ることで、ＰＭＤの補償可能範囲をさらに拡大すること
ができ、一般化すると、ｎ個のＰＭＤモニタを用いるこ
とで、ＰＭＤの補償可能範囲を指数関数的に拡大するこ
とが可能である。本発明によるＰＭＤ補償技術では、複
数のＰＭＤモニタの周波数差を最大限に確保できるた
め、従来の補償技術に比べて、ＰＭＤモニタの数を最小
限にすることが可能になる。
３によれば、３つのＰＭＤモニタ１３Ａ〜１３Ｂを用い
ることで、ＰＭＤの補償可能範囲をさらに拡大すること
ができ、一般化すると、ｎ個のＰＭＤモニタを用いるこ
とで、ＰＭＤの補償可能範囲を指数関数的に拡大するこ
とが可能である。本発明によるＰＭＤ補償技術では、複
数のＰＭＤモニタの周波数差を最大限に確保できるた
め、従来の補償技術に比べて、ＰＭＤモニタの数を最小
限にすることが可能になる。
【０１０２】なお、上記の第３実施形態では、第１実施
形態の構成についてＰＭＤモニタを追加する場合を説明
したが、これと同様にして、第１実施形態の各変形例、
並びに、第２実施形態およびその変形例についても、３
つまたはそれ以上のＰＭＤモニタを追加することが可能
である。
形態の構成についてＰＭＤモニタを追加する場合を説明
したが、これと同様にして、第１実施形態の各変形例、
並びに、第２実施形態およびその変形例についても、３
つまたはそれ以上のＰＭＤモニタを追加することが可能
である。
【０１０３】また、上述した第１〜第３実施形態では、
各ＰＭＤモニタがバンドパスフィルタ（ＢＰＦ）を使用
して抽出した周波数成分の強度を検出する構成について
説明したが、本発明はこれに限らず、例えば、ＢＰＦに
代えてローパスフィルタ（ＬＰＦ）を使用して抽出した
周波数成分の強度を検出するようにしても構わない。Ｌ
ＰＦを使用する方式は、例えば、信号光が経時的にスペ
クトルの変動する符号形式である場合に、広範囲の周波
数成分の強度を積分した値が得られるため、単一周波数
を抽出するＢＰＦを用いた方式に比べて、より安定した
ＰＭＤ補償を実現することが可能である。さらに、ＢＰ
ＦとＬＰＦを併用することも考えられる。例えば、高周
波側のＰＭＤモニタとしてＢＰＦを用い、低周波側のＰ
ＭＤモニタとしてＬＰＦを用いてもよい。これは、信号
光のベースバンド信号が高周波側の成分を時間的に安定
して持っているのに対して、低周波側に相当する長いビ
ットパターンに関しては、検出頻度が時間変動しやすい
ことが考えられるため、低周波側にＬＰＦを用いること
でモニタ強度の安定化を図ることができるという利点が
ある。
各ＰＭＤモニタがバンドパスフィルタ（ＢＰＦ）を使用
して抽出した周波数成分の強度を検出する構成について
説明したが、本発明はこれに限らず、例えば、ＢＰＦに
代えてローパスフィルタ（ＬＰＦ）を使用して抽出した
周波数成分の強度を検出するようにしても構わない。Ｌ
ＰＦを使用する方式は、例えば、信号光が経時的にスペ
クトルの変動する符号形式である場合に、広範囲の周波
数成分の強度を積分した値が得られるため、単一周波数
を抽出するＢＰＦを用いた方式に比べて、より安定した
ＰＭＤ補償を実現することが可能である。さらに、ＢＰ
ＦとＬＰＦを併用することも考えられる。例えば、高周
波側のＰＭＤモニタとしてＢＰＦを用い、低周波側のＰ
ＭＤモニタとしてＬＰＦを用いてもよい。これは、信号
光のベースバンド信号が高周波側の成分を時間的に安定
して持っているのに対して、低周波側に相当する長いビ
ットパターンに関しては、検出頻度が時間変動しやすい
ことが考えられるため、低周波側にＬＰＦを用いること
でモニタ強度の安定化を図ることができるという利点が
ある。
【０１０４】（付記１）伝送路の偏波モード分散による
信号光への影響を補償する偏波モード分散補償方法にお
いて、伝送路を介して入力される信号光に生じた偏波モ
ード分散を補償する偏波モード分散補償ステップと、該
偏波モード分散補償ステップで補償された信号光におけ
るベースバンドスペクトル中の複数の特定周波数成分を
抽出する特定周波数成分抽出ステップと、該特定周波数
成分抽出ステップで抽出された各特定周波数成分の強度
をそれぞれ検出する強度検出ステップと、該強度検出ス
テップで検出されるすべての特定周波数成分の強度が、
検出感度の不確定幅に応じて決まる最大値収束範囲内に
なるように、前記偏波モード分散補償ステップにおける
偏波モード分散補償量をフィードバック制御する補償量
制御ステップと、を含んでなることを特徴とする偏波モ
ード分散補償方法。
信号光への影響を補償する偏波モード分散補償方法にお
いて、伝送路を介して入力される信号光に生じた偏波モ
ード分散を補償する偏波モード分散補償ステップと、該
偏波モード分散補償ステップで補償された信号光におけ
るベースバンドスペクトル中の複数の特定周波数成分を
抽出する特定周波数成分抽出ステップと、該特定周波数
成分抽出ステップで抽出された各特定周波数成分の強度
をそれぞれ検出する強度検出ステップと、該強度検出ス
テップで検出されるすべての特定周波数成分の強度が、
検出感度の不確定幅に応じて決まる最大値収束範囲内に
なるように、前記偏波モード分散補償ステップにおける
偏波モード分散補償量をフィードバック制御する補償量
制御ステップと、を含んでなることを特徴とする偏波モ
ード分散補償方法。
【０１０５】（付記２）前記補償量制御ステップは、相
対的に低周波側の特定周波数成分の強度が前記最大値収
束範囲内になった後に、相対的に高周波側の特定周波数
成分の強度が前記最大値収束範囲内になるように、偏波
モード分散補償量のフィードバック制御に用いる特定周
波数成分の強度の切り替えを順次行うことを特徴とする
付記２に記載の偏波モード分散補償方法。
対的に低周波側の特定周波数成分の強度が前記最大値収
束範囲内になった後に、相対的に高周波側の特定周波数
成分の強度が前記最大値収束範囲内になるように、偏波
モード分散補償量のフィードバック制御に用いる特定周
波数成分の強度の切り替えを順次行うことを特徴とする
付記２に記載の偏波モード分散補償方法。
【０１０６】（付記３）伝送路の偏波モード分散による
信号光への影響を補償する偏波モード分散補償装置にお
いて、伝送路を介して入力される信号光に生じた偏波モ
ード分散を補償する偏波モード分散補償手段と、該偏波
モード分散補償手段から出力される信号光におけるベー
スバンドスペクトル中の複数の特定周波数成分を抽出す
る特定周波数成分抽出手段と、該特定周波数成分抽出手
段で抽出された各特定周波数成分の強度をそれぞれ検出
する強度検出手段と、該強度検出手段で検出されるすべ
ての特定周波数成分の強度が、検出感度の不確定幅に応
じて決まる最大値収束範囲内になるように、前記偏波モ
ード分散補償手段における偏波モード分散補償量をフィ
ードバック制御する補償量制御手段と、を備えて構成さ
れたことを特徴とする偏波モード分散補償装置。
信号光への影響を補償する偏波モード分散補償装置にお
いて、伝送路を介して入力される信号光に生じた偏波モ
ード分散を補償する偏波モード分散補償手段と、該偏波
モード分散補償手段から出力される信号光におけるベー
スバンドスペクトル中の複数の特定周波数成分を抽出す
る特定周波数成分抽出手段と、該特定周波数成分抽出手
段で抽出された各特定周波数成分の強度をそれぞれ検出
する強度検出手段と、該強度検出手段で検出されるすべ
ての特定周波数成分の強度が、検出感度の不確定幅に応
じて決まる最大値収束範囲内になるように、前記偏波モ
ード分散補償手段における偏波モード分散補償量をフィ
ードバック制御する補償量制御手段と、を備えて構成さ
れたことを特徴とする偏波モード分散補償装置。
【０１０７】（付記４）前記補償量制御手段は、相対的
に低周波側の特定周波数成分の強度が前記最大値収束範
囲内になった後に、相対的に高周波側の特定周波数成分
の強度が前記最大値収束範囲内になるように、前記偏波
モード分散補償手段における偏波モード分散補償量のフ
ィードバック制御に用いる特定周波数成分の強度の切り
替えを順次行うことを特徴とする付記３に記載の偏波モ
ード分散補償装置。
に低周波側の特定周波数成分の強度が前記最大値収束範
囲内になった後に、相対的に高周波側の特定周波数成分
の強度が前記最大値収束範囲内になるように、前記偏波
モード分散補償手段における偏波モード分散補償量のフ
ィードバック制御に用いる特定周波数成分の強度の切り
替えを順次行うことを特徴とする付記３に記載の偏波モ
ード分散補償装置。
【０１０８】（付記５）前記特定周波数成分抽出手段
は、前記特定周波数成分に対応した通過中心周波数を持
つバンドパスフィルタを有し、該バンドパスフィルタを
用いて当該特定周波数成分の抽出を行うことを特徴とす
る付記３に記載の偏波モード分散補償装置。
は、前記特定周波数成分に対応した通過中心周波数を持
つバンドパスフィルタを有し、該バンドパスフィルタを
用いて当該特定周波数成分の抽出を行うことを特徴とす
る付記３に記載の偏波モード分散補償装置。
【０１０９】（付記６）前記特定周波数成分抽出手段
は、前記特定周波数成分に対応したカットオフ周波数を
持つローパスフィルタを有し、該ローパスフィルタを用
いて当該特定周波数成分の抽出を行うことを特徴とする
付記３に記載の偏波モード分散補償装置。
は、前記特定周波数成分に対応したカットオフ周波数を
持つローパスフィルタを有し、該ローパスフィルタを用
いて当該特定周波数成分の抽出を行うことを特徴とする
付記３に記載の偏波モード分散補償装置。
【０１１０】（付記７）前記偏波モード分散補償手段
は、前記信号光について、２つの偏波モードへの光強度
の分岐比を決定する偏波制御部と、２つの偏波モード間
に光遅延差を与える光遅延部とを有し、前記偏波制御部
の分岐比および前記光遅延部の光遅延差の組み合わせに
応じて偏波モード分散補償量が設定されることを特徴と
する付記３に記載の偏波モード分散補償装置。
は、前記信号光について、２つの偏波モードへの光強度
の分岐比を決定する偏波制御部と、２つの偏波モード間
に光遅延差を与える光遅延部とを有し、前記偏波制御部
の分岐比および前記光遅延部の光遅延差の組み合わせに
応じて偏波モード分散補償量が設定されることを特徴と
する付記３に記載の偏波モード分散補償装置。
【０１１１】（付記８）前記偏波モード分散補償手段
は、光遅延差を変えることが可能な可変光遅延素子と、
該可変光遅延素子への入力光の偏波方向を変える波長板
とを有し、前記補償量制御手段は、前記可変光遅延素子
の光遅延量および前記波長板の位置の少なくとも一方を
フィードバック制御することを特徴とする付記７に記載
の偏波モード分散補償装置。
は、光遅延差を変えることが可能な可変光遅延素子と、
該可変光遅延素子への入力光の偏波方向を変える波長板
とを有し、前記補償量制御手段は、前記可変光遅延素子
の光遅延量および前記波長板の位置の少なくとも一方を
フィードバック制御することを特徴とする付記７に記載
の偏波モード分散補償装置。
【０１１２】（付記９）前記偏波モード分散補償手段
は、直列に接続された複数の偏波モード分散補償ユニッ
トを有し、該各偏波モード分散補償ユニットは、予め設
定した光遅延差を与える固定光遅延素子と、該固定光遅
延素子への入力光の偏波方向を変える波長板とを含み、
前記補償量制御手段は、前記各偏波モード分散補償ユニ
ットの波長板の位置をそれぞれフィードバック制御する
ことを特徴とする付記７に記載の偏波モード分散補償装
置。
は、直列に接続された複数の偏波モード分散補償ユニッ
トを有し、該各偏波モード分散補償ユニットは、予め設
定した光遅延差を与える固定光遅延素子と、該固定光遅
延素子への入力光の偏波方向を変える波長板とを含み、
前記補償量制御手段は、前記各偏波モード分散補償ユニ
ットの波長板の位置をそれぞれフィードバック制御する
ことを特徴とする付記７に記載の偏波モード分散補償装
置。
【０１１３】（付記１０）付記３に記載の偏波モード分
散補償装置を用いた光伝送システムであって、前記偏波
モード分散補償装置が、光送信機と光受信機の間を接続
する伝送路の途中に設けられたことを特徴とする光伝送
システム。
散補償装置を用いた光伝送システムであって、前記偏波
モード分散補償装置が、光送信機と光受信機の間を接続
する伝送路の途中に設けられたことを特徴とする光伝送
システム。
【０１１４】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によるＰＭ
Ｄ補償技術によれば、複数の特定周波数成分の強度が各
々の最大値に収束するようにＰＭＤ補償量を制御するこ
とで、信号光のＰＭＤ量の変化に正確に追随したフィー
ドバック制御が可能になり、高い精度のＰＭＤ補償が実
現できる。このようなＰＭＤ補償技術を適用して光伝送
システムを構築すれば、伝送路を伝搬する信号光のＰＭ
Ｄが広い範囲で確実に補償されるため、高速信号光を長
距離に亘って伝送することが可能になる。
Ｄ補償技術によれば、複数の特定周波数成分の強度が各
々の最大値に収束するようにＰＭＤ補償量を制御するこ
とで、信号光のＰＭＤ量の変化に正確に追随したフィー
ドバック制御が可能になり、高い精度のＰＭＤ補償が実
現できる。このようなＰＭＤ補償技術を適用して光伝送
システムを構築すれば、伝送路を伝搬する信号光のＰＭ
Ｄが広い範囲で確実に補償されるため、高速信号光を長
距離に亘って伝送することが可能になる。
【図１】本発明の第１実施形態の構成を示すブロック図
である。
である。
【図２】本発明に用いられるＰＭＤモニタの構成例を示
すブロック図である。
すブロック図である。
【図３】本発明によるＰＭＤ補償の基本原理を説明する
ための図であって、２つのＰＭＤモニタを用いた場合に
対応する図である。
ための図であって、２つのＰＭＤモニタを用いた場合に
対応する図である。
【図４】本発明の第１実施形態におけるＰＭＤ量に対す
るパワーペナルティの変化を示す図である。
るパワーペナルティの変化を示す図である。
【図５】本発明の第１実施形態の変形例を示すブロック
図である。
図である。
【図６】本発明の第１実施形態の別の変形例を示すブロ
ック図である。
ック図である。
【図７】本発明の第２実施形態の構成を示すブロック図
である。
である。
【図８】同上第２実施形態の動作を説明する図である。
【図９】本発明の第２実施形態の変形例を示すブロック
図である。
図である。
【図１０】本発明の第３実施形態の構成を示すブロック
図である。
図である。
【図１１】本発明によるＰＭＤ補償の基本原理を説明す
るための図であって、３つのＰＭＤモニタを用いた場合
に対応する図である。
るための図であって、３つのＰＭＤモニタを用いた場合
に対応する図である。
【図１２】従来のＰＭＤ補償技術について補償可能範囲
が１タイムスロットに制約されてしまうことを説明する
図である。
が１タイムスロットに制約されてしまうことを説明する
図である。
【図１３】複数のＰＭＤモニタを用いた従来のＰＭＤ補
償技術を説明するための図である。
償技術を説明するための図である。
【図１４】ＰＭＤによる伝送光波形劣化を測定するため
の実験系の概要を示す図である。
の実験系の概要を示す図である。
【図１５】図１４の実験系において、光遅延差ΔτTを
変化させたときのパワーペナルティを示す図である。
変化させたときのパワーペナルティを示す図である。
【図１６】図１５の場合における伝送光波形の変化を示
す図である。
す図である。
【図１７】公知のＰＭＤ補償技術に用いられるＰＭＤモ
ニタ系の一例を示す図である。
ニタ系の一例を示す図である。
【図１８】図１７のＰＭＤモニタ系を用いて測定した２
０ＧＨｚ成分強度のΔτT依存性を示す図である。
０ＧＨｚ成分強度のΔτT依存性を示す図である。
【図１９】図１７のＰＭＤモニタ系を用いて測定した２
０ＧＨｚ成分強度のγ依存性を示す図である。
０ＧＨｚ成分強度のγ依存性を示す図である。
【図２０】公知のＰＭＤ補償技術を４０Ｇｂ／ｓ光伝送
システムに適用したときの実験系を示す図である。
システムに適用したときの実験系を示す図である。
【図２１】図２０の実験系を用いて測定した光遅延差Δ
τTに対するパワーペナルティを示す図である。
τTに対するパワーペナルティを示す図である。
【図２２】図２０の実験系を用いて測定した光遅延差Δ
τTに対する伝送光波形を示す図である。
τTに対する伝送光波形を示す図である。
１Ａ，１Ｂ，１Ｃ，２Ａ，２Ｂ，３ ＰＭＤ補償装置 １０，１０’，２１ 偏波制御部 １０ａ，２１ａ １／４波長板 １０ｂ，２１ｂ １／２波長板 １１，１１’ 可変ＰＭＤ補償部 １１ａ，１１ｃ 偏波ビームスプリッタ（ＰＢＳ） １１ｂ 光遅延器 １２Ａ，１２Ｂ，１２Ｂ’，１２Ｃ，２３Ａ，２３Ｂ
光カプラ １３Ａ，１３Ｂ，１３Ｃ，２４Ａ，２４Ｂ ＰＭＤモ
ニタ １４，１０ｃ，１１ｄ，２５，２５’ 制御回路 ２０1〜２０N，２０1’〜２０N’ ＰＭＤ補償ユニッ
ト ２２ 固定遅延素子（ＰＭＦ） ＯＳ 光送信機 ＯＲ 光受信機 Ｌ 伝送路
光カプラ １３Ａ，１３Ｂ，１３Ｃ，２４Ａ，２４Ｂ ＰＭＤモ
ニタ １４，１０ｃ，１１ｄ，２５，２５’ 制御回路 ２０1〜２０N，２０1’〜２０N’ ＰＭＤ補償ユニッ
ト ２２ 固定遅延素子（ＰＭＦ） ＯＳ 光送信機 ＯＲ 光受信機 Ｌ 伝送路
Claims (5)
- 【請求項１】伝送路の偏波モード分散による信号光への
影響を補償する偏波モード分散補償方法において、 伝送路を介して入力される信号光に生じた偏波モード分
散を補償する偏波モード分散補償ステップと、 該偏波モード分散補償ステップで補償された信号光にお
けるベースバンドスペクトル中の複数の特定周波数成分
を抽出する特定周波数成分抽出ステップと、 該特定周波数成分抽出ステップで抽出された各特定周波
数成分の強度をそれぞれ検出する強度検出ステップと、 該強度検出ステップで検出されるすべての特定周波数成
分の強度が、検出感度の不確定幅に応じて決まる最大値
収束範囲内になるように、前記偏波モード分散補償ステ
ップにおける偏波モード分散補償量をフィードバック制
御する補償量制御ステップと、 を含んでなることを特徴とする偏波モード分散補償方
法。 - 【請求項２】前記補償量制御ステップは、相対的に低周
波側の特定周波数成分の強度が前記最大値収束範囲内に
なった後に、相対的に高周波側の特定周波数成分の強度
が前記最大値収束範囲内になるように、偏波モード分散
補償量のフィードバック制御に用いる特定周波数成分の
強度の切り替えを順次行うことを特徴とする請求項１に
記載の偏波モード分散補償方法。 - 【請求項３】伝送路の偏波モード分散による信号光への
影響を補償する偏波モード分散補償装置において、 伝送路を介して入力される信号光に生じた偏波モード分
散を補償する偏波モード分散補償手段と、 該偏波モード分散補償手段から出力される信号光におけ
るベースバンドスペクトル中の複数の特定周波数成分を
抽出する特定周波数成分抽出手段と、 該特定周波数成分抽出手段で抽出された各特定周波数成
分の強度をそれぞれ検出する強度検出手段と、 該強度検出手段で検出されるすべての特定周波数成分の
強度が、検出感度の不確定幅に応じて決まる最大値収束
範囲内になるように、前記偏波モード分散補償手段にお
ける偏波モード分散補償量をフィードバック制御する補
償量制御手段と、 を備えて構成されたことを特徴とする偏波モード分散補
償装置。 - 【請求項４】前記補償量制御手段は、相対的に低周波側
の特定周波数成分の強度が前記最大値収束範囲内になっ
た後に、相対的に高周波側の特定周波数成分の強度が前
記最大値収束範囲内になるように、前記偏波モード分散
補償手段における偏波モード分散補償量のフィードバッ
ク制御に用いる特定周波数成分の強度の切り替えを順次
行うことを特徴とする請求項３に記載の偏波モード分散
補償装置。 - 【請求項５】前記偏波モード分散補償手段は、前記信号
光について、２つの偏波モードへの光強度の分岐比を決
定する偏波制御部と、２つの偏波モード間に光遅延差を
与える光遅延部とを有し、前記偏波制御部の分岐比およ
び前記光遅延部の光遅延差の組み合わせに応じて偏波モ
ード分散補償量が設定されることを特徴とする請求項３
に記載の偏波モード分散補償装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000213266A JP4582874B2 (ja) | 2000-07-13 | 2000-07-13 | 偏波モード分散補償方法および偏波モード分散補償装置 |
| US09/793,689 US6829440B2 (en) | 2000-07-13 | 2001-02-27 | Method and apparatus for compensation of polarization-mode dispersion |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000213266A JP4582874B2 (ja) | 2000-07-13 | 2000-07-13 | 偏波モード分散補償方法および偏波モード分散補償装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002033701A true JP2002033701A (ja) | 2002-01-31 |
| JP4582874B2 JP4582874B2 (ja) | 2010-11-17 |
Family
ID=18709046
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000213266A Expired - Fee Related JP4582874B2 (ja) | 2000-07-13 | 2000-07-13 | 偏波モード分散補償方法および偏波モード分散補償装置 |
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|---|---|
| US (1) | US6829440B2 (ja) |
| JP (1) | JP4582874B2 (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2004064315A1 (ja) * | 2003-01-10 | 2004-07-29 | Fujitsu Limited | 秘匿性を有する光通信システムおよび光通信方法 |
| JP2007306248A (ja) * | 2006-05-10 | 2007-11-22 | Mitsubishi Electric Corp | 偏波分離装置および光受信装置 |
| JP2010045491A (ja) * | 2008-08-11 | 2010-02-25 | Oki Electric Ind Co Ltd | 偏波モード分散補償方法及び光伝送システム |
| JP2012137583A (ja) * | 2010-12-27 | 2012-07-19 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 偏波多重光変調器 |
| US8488961B2 (en) | 2006-11-30 | 2013-07-16 | Nec Corporation | Dispersion determining apparatus and automatic dispersion compensating system using the same |
| US9071355B2 (en) | 2009-11-19 | 2015-06-30 | Huawei Technologies Co., Ltd. | Dynamic dispersion detecting method and apparatus |
Families Citing this family (21)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100414456B1 (ko) * | 2001-03-07 | 2004-01-07 | 테라링크 커뮤니케이션스(주) | 광통신망에서 편광모드분산 및 색분산 감시장치 및 방법 |
| US20020159672A1 (en) * | 2001-03-13 | 2002-10-31 | Fells Julian A. | Adjustable dispersion compensators, adjustable optical filters, and control signals and strain applicators therefor |
| FI20011418A (fi) * | 2001-06-29 | 2002-12-30 | Nokia Corp | Menetelmä ja laite signaalin vastaanottamiseksi optisessa CDMA-järjestelmässä |
| DE10147169A1 (de) * | 2001-09-25 | 2003-04-30 | Siemens Ag | Anordnung zur Kompensation von Verzerrungen optischer Signale |
| US6970652B2 (en) | 2001-12-07 | 2005-11-29 | Oplink Communications, Inc. | Auto-setting and optimization of EAM with optical line systems |
| US6765723B1 (en) * | 2002-03-26 | 2004-07-20 | Nortel Networks Limited | Compensation of polarization-dependent distortion such as PMD |
| US7403717B2 (en) * | 2002-04-18 | 2008-07-22 | Telefonaktiebolaget Lm Ericsson (Publ) | Method and apparatus for first-order polarization mode dispersion compensation |
| JP2004045684A (ja) * | 2002-07-11 | 2004-02-12 | Sony Corp | 画像表示装置における照明光学装置及び画像表示装置 |
| CN1492250A (zh) * | 2002-08-16 | 2004-04-28 | �ձ����ŵ绰��ʽ���� | 偏振波模式色散补偿方法及偏振波模式色散补偿装置 |
| JP4053389B2 (ja) * | 2002-09-19 | 2008-02-27 | 富士通株式会社 | 光信号対雑音比のモニタ方法およびそれを用いた光伝送システム |
| US7362977B2 (en) * | 2002-09-30 | 2008-04-22 | Lucent Technologies Inc. | Method for reduction of non-linear intra-channel distortions |
| EP1427120B1 (en) * | 2002-12-03 | 2005-02-09 | Alcatel | Polarization mode dispersion controller using feed-forward compensation |
| JP4301822B2 (ja) * | 2003-01-24 | 2009-07-22 | 富士通株式会社 | 偏波モード分散補償機能を有する光増幅器 |
| JP4091956B2 (ja) * | 2003-07-10 | 2008-05-28 | 富士通株式会社 | 巻き戻し動作が不要な、リセットフリーかつエンドレス偏波制御のための偏波モード分散補償器およびその方法 |
| US7379235B2 (en) * | 2005-03-18 | 2008-05-27 | Fujitsu Limited | Reducing polarization dependence of a wavelength dispersion variation monitor |
| US7454092B2 (en) * | 2006-10-24 | 2008-11-18 | Kailight Photonics, Inc. | Systems and methods for polarization mode dispersion mitigation |
| US7796895B2 (en) * | 2007-01-26 | 2010-09-14 | Bti Systems Inc. | Method and system for dynamic dispersion compensation |
| TWI734975B (zh) | 2014-06-27 | 2021-08-01 | 美商Ｃ２Ｎ醫療診斷有限責任公司 | 人類化抗-tau抗體 |
| US11641248B2 (en) * | 2021-03-01 | 2023-05-02 | Google Llc | System, apparatus, and architecture for migrating an optical communication network |
| US11689292B2 (en) | 2021-03-01 | 2023-06-27 | Google Llc | Polarization-folding coherent optical technology for short reach optical communication |
| KR20240061925A (ko) * | 2022-11-01 | 2024-05-08 | 한국전자통신연구원 | 광송신기, 광수신기 및 상기 광송신기와 광수신기의 동작 방법 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH11196046A (ja) * | 1997-09-16 | 1999-07-21 | Lucent Technol Inc | 一次偏波モード分散（ｐｍｄ）を自動補償をする方法および装置 |
| WO2000003506A1 (de) * | 1998-07-10 | 2000-01-20 | Siemens Aktiengesellschaft | Einrichtung zur detektion von polarisationsmodendispersion |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000031903A (ja) * | 1998-07-07 | 2000-01-28 | Hitachi Ltd | 偏波分散補償装置および偏波分散補償方法 |
| JP2000091993A (ja) * | 1998-07-17 | 2000-03-31 | Kokusai Electric Co Ltd | アナログ光伝送システム |
| KR100407824B1 (ko) * | 2002-02-21 | 2003-12-01 | 한국전자통신연구원 | 전송광섬유에서 발생하는 편광모드분산을 보상하는 방법및 장치 |
-
2000
- 2000-07-13 JP JP2000213266A patent/JP4582874B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
2001
- 2001-02-27 US US09/793,689 patent/US6829440B2/en not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH11196046A (ja) * | 1997-09-16 | 1999-07-21 | Lucent Technol Inc | 一次偏波モード分散（ｐｍｄ）を自動補償をする方法および装置 |
| WO2000003506A1 (de) * | 1998-07-10 | 2000-01-20 | Siemens Aktiengesellschaft | Einrichtung zur detektion von polarisationsmodendispersion |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| JPN6009037962, Ｄ． Ｓａｎｄｅｌ ｅｔ ａｌ．, "Ａｕｔｏｍａｔｉｃ ｐｏｌａｒｉｓａｔｉｏｎ ｍｏｄｅ ｄｉｓｐｅｒｓｉｏｎ ｃｏｍｐｅｎｓａｔｉｏｎ ｉｎ ４０Ｇｂｉｔ／ｓ ｏｐｔｉｃａｌ ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ ｓｙｓｔｅｍ", ＥＬＥＣＴＲＯＮＩＣＳ ＬＥＴＴＥＲＳ, 19981112, Ｖｏｌ．３４， Ｎｏ．２３, ２２５８−２２５９, GB * |
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2004064315A1 (ja) * | 2003-01-10 | 2004-07-29 | Fujitsu Limited | 秘匿性を有する光通信システムおよび光通信方法 |
| US6999655B2 (en) | 2003-01-10 | 2006-02-14 | Fujitsu Limited | Optical communication system and optical communication method having confidentiality |
| JP2007306248A (ja) * | 2006-05-10 | 2007-11-22 | Mitsubishi Electric Corp | 偏波分離装置および光受信装置 |
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