JP2003298515A

JP2003298515A - 波長分散と偏波モード分散を共に補償するシステム

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Publication number: JP2003298515A
Application number: JP2002098073A
Authority: JP
Inventors: Tomoo Takahara; 智夫高原; Jens C Rasmussen; シラスムッセンイエンス; Hiromi Ooi; 寛己大井; Joji Ishikawa; 丈二石川
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd
Priority date: 2002-03-29
Filing date: 2002-03-29
Publication date: 2003-10-17
Anticipated expiration: 2022-03-29
Also published as: US20050078964A1; JP4278913B2; US7218856B2; WO2003084100A1

Abstract

(57)【要約】【課題】波長分散と偏波モード分散を共に最適に補償す
ることの出来る装置を提供する。【解決手段】送信されてきた光伝送信号について、先に
偏波モード分散補償器ＰＭＤＣによって偏波モード分散
補償を行い、その後段で波長分散補償器ＶＤＣで波長分
散を補償する。偏波モード分散補償を行う場合に必要と
なる、光伝送信号がどの程度の偏波モード分散を受けて
いるかを測定する場合には、波長分散の影響を受けない
パラメータであるストークスパラメータを使用して偏波
モード分散の測定を行い分散補償を行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、光通信システムに
おいて、現在進展しつつある大容量化、高速化、長距離
化を実現するために不可欠な波長分散補償方法及び偏波
モード分散補償方法に関する。特に、本発明は、単一波
長又は波長多重された超高速光伝送システムにおいて、
波長分散及び偏波モード分散を最適に補償するためのシ
ステムに関する。

【０００２】

【従来の技術】近年のネットワーク容量の急激な増加に
伴い、ネットワークの更なる大容量化の要求が高まって
いる。現在、１チャネル当たりの伝送容量１０Ｇｂ／ｓ
をベース技術とした波長多重（ＷＤＭ）光伝送方式が実
用化されているが、今後更なる大容量化が必要であり、
周波数利用効率と装置コストの問題により、１チャネル
あたり４０Ｇｂ／ｓ以上の高速光伝送システムの実現が
期待されている。

【０００３】しかしながら、このような超高速光伝送シ
ステムでは、波長分散及び偏波モード分散に起因する伝
送波形劣化が発生するため、光信号の伝送距離が制限さ
れるという問題がある。そのため、超高速光システム実
現の上で、波長分散及び偏波モード分散を高精度に補償
するシステムが必要となる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】Ｉ）波長分散についてまず、波長分散の概略について説明する。

【０００５】伝送速度１０Ｇｂ／ｓを超える光通信シス
テムでは、波長分散に対するトレランスが著しく小さく
なる。例えば、４０Ｇｂ／ｓＮＲＺ方式の波長分散トレ
ランスは、１００ｐｓ／ｎｍ以下となる。

【０００６】一方では、光通信システムの中継間隔は、
一定ではない。そのため、例えば、１７ｐｓ／ｎｍ／ｋ
ｍの波長分散値を持つ１．３μｍ零分散シングルモード
ファイバ（ＳＭＦ）を用いた場合、中継間隔が数ｋｍ異
なっただけで、波長分散トレランスを逸脱することにな
る。

【０００７】一方では、通信キャリアが所有する光ファ
イバ伝送路は、中継区間毎の距離、波長分散値について
正確に把握されておらず、ＤＣＦ（Dispersion Compen
sation Fiber）などを用いた固定波長分散補償方法で
高精度な波長分散補償を実現することは困難なケースが
多い。

【０００８】更に、波長分散値はファイバ温度や応力な
どにより経時的に変化するため、システム運用開始時だ
けではなく、システム運用中も波長分散を厳密に測定し
ながら、中継区間毎の波長分散量を最適に調整する必要
がある。例えば、光ファイバの種類ＤＣＦ伝送路の長さ５００ｋｍ温度変動１００℃ を想定すると、［波長分散量］＝［零分散波長の温度依存性］×「伝送路の温度変化量］×［伝送路の分散スロープ］×［伝送距離］＝０．０３ｎｍ／℃×１００℃×０．０７ｐｓ／ｎｍ²／ｋｍ×５００ｋｍ＝１０５ｐｓ／ｎｍとなり、この値は、４０Ｇｂ／ｓＮＲＺ信号の波長分
散トレランスとほぼ同等となってしまう。従って、常時
伝送路の波長分散値をモニタし、波長分散補償量の最適
制御を行う自動波長分散補償システムは、ＳＭＦ伝送路
だけではなく、１．５５μｍ零分散シフトファイバ（Ｄ
ＳＦ）や、ＮＺ−ＤＳＦを伝送路として用いたシステム
でも不可欠なものとなる。ＩＩ）偏波モード分散について次に、偏波モード分散（ＰＭＤ：Polarization Mode
Dispersion）について述べる。

【０００９】ＰＭＤは、光信号における偏光成分（例え
ばＴＥモード及びＴＭモードのような２つのモード光）
の伝搬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おいて発生しうるものであ
る。

【００１０】一般的に偏波モード分散の影響は、光信号
が大きくなればなるほど、また、光信号の伝送距離が長
くなるほど大きくなり、無視できないものとなる。ま
た、主に日本国以外に敷設された古い光伝送路を構成す
る光ファイバには、単位長当たり１ｐｓ／ｋｍ^1/2（ピ
コ秒／ｋｍ^1/2：ピコは１０の−１２乗を示す）を超え
るような大きなＰＭＤ値を持つと言われているものもあ
り、そのような光ファイバを用いて短距離伝送（例えば
５０ｋｍ伝送）を行った場合でも光遅延差（Δτ）は、
４０Ｇｂ／ｓＮＲＺ信号の１タイムスロット２５ｐｓ
に対して、７ｐｓ以上となる。このため、前述の波長分
散と同様に偏波モード分散の影響も無視できないものと
なる。実際には、光通信システムには光増幅器や波長分
散補償器などの偏波モード分散を生じる部材を伝送路中
に設ける必要があるため、光信号の伝送距離が更に制限
されるおそれがある。更に、偏波モード分散は、光ファ
イバに加わる応力や温度変化によって経時変化を示すた
め、敷設時だけでなく、運用中も伝送路の偏波モード分
散の状態をモニタし、動的に補償する必要がある。

【００１１】上記のように、波長分散と偏波モード分散
は光通信システムの性能を制限する大きな要因であり、
光通信システムの性能を改善するためには、波長分散、
偏波モード分散の双方を個別に動的に補償する、つま
り、自動分散補償システムを用意する必要がある。

【００１２】自動分散補償器を実現するための要素技術
は、下記の（ａ）〜（ｃ）の三つにまとめられる。（ａ）可変分散補償器の実現（ｂ）伝送路の分散値モニタの実現（ｃ）可変分散補償器のフィードバック最適化制御方法
の実現（ａ）の内、波長分散補償器としては、これまでに一例
として、下記のようなものが提案されている。（１）ＶＩＰＡ “VARIABLE DISPERSION COMPENSATOR USING THE V
IRTUALLY IMAGED PHASED ARRAY（ＶＩＰＡ）FOR 40
-GBIT/S WDM TRANSMISSION SYSTEMS”ECOC2000,PD
Topic2, 2.3 （２）TUNABLE RING RESONATOR“TUNABLE RING RES
ONATOR DISPERSION COMPENSATORS REALIZED IN HI
GHREFRACTIVE-INDEX CONTRASTSION TECHNOLOGY”ECOC
2000,PD Topic2,2.2 （３）ＦＢＧ（Fiber Bragg Grating）“TWIN FIBRE
GRATING ADJUSTABLE DISPERSION COMPENSATOR FO
R 40GBIT/S”ECOC2000,PD Topic2, 2.4 また、偏波モード分散補償器としても、これまでに一例
として、下記のようなものが提案されている。（１）光信号の送信端に偏波制御器（ＰＣ：Polarizati
on Controller）を設け、伝送特性を受信端からフィー
ドバックして、２つの偏波モードへの光強度の分岐比γ
を０又は１となるように制御する方法。 “Optical Equalization of Polarization Dispers
ion”、SPIE Vol.1.1787 Multigigabit Fiber Comm
unications, 1992, pp.346-357 （２）光信号の受信端に偏波制御器と偏波保持ファイバ
（ＰＭＦ：PolarizationMaintaining Fiber）とを設
け、偏波制御器を制御することにより、光伝送路とは逆
符号な２つの偏波モード間の遅延差を与える方法。 “Automatic compensation technique for timewis
e fluctuating Polarization mode dispersion in
in−line amplifier systems”、Electro.Lett.,
vol.30, No.4, 1994, pp348-349 （３）光信号の受信端に、偏波制御器と偏波ビームスプ
リッタ（ＰＢＳ：Polarization Beam Splitter）と、
この偏波ビームスプリッタにより、２つに分岐された光
信号成分をそれぞれ受光する受光器と、これら受光器に
より得られた２つの電気信号間に遅延差を与える可変遅
延素子を設けて、偏波制御器及び可変遅延素子を制御す
る方法。 “Polarization Control Method for Suppressing
Polarization Mode dispersion Influence in O
ptical Transmission systems”, J.of Lightwave
Technol., Vol.12, NO.5, 1994, pp891-898 次に、フィードバック制御に不可欠な（ｂ）伝送路の分
散値モニタについても幾つかの提案がなされている。

【００１３】まず、波長分散値の測定方法としては、複
数の異なる波長の光を光ファイバに入力し、出力光間の
群遅延や位相差を測定するパルス法や位相法が、従来よ
り提案されている。しかし、これらの方法を用いて、シ
ステム運用中に通信の品質を落とすことなく常時波長分
散測定を行うためには、（１）各中継区間毎に一組の波
長分散測定器が必要となる、（２）データ信号とは異な
る波長の測定光を波長多重する必要がある、といった課
題があり、これらを実現することは経済性及び装置サイ
ズの面から見て現実的ではない。

【００１４】このような問題を解決する波長分散モニタ
の一例として、幾つかの手法が提案されている。以下に
波長分散モニタの一例を示す。（１）波形歪みにより、特定の周波数成分強度が変化す
る性質を利用し、受信ベースバンド信号中の特定周波数
成分強度を用いる方法（“Automatic Dispersion Equ
alization in 40 Gbit/s Transmission by Seaml
ess-Switching between Multiple Signal Wavelengt
hs”, ECOC’99, pp.l-150-151）。（２）エラーレートを用いた方法受信器でエラーレートをモニタし、エラーレートが最良
になるように波長分散補償器をフィードバック制御する
方法。

【００１５】実用的な分散モニタは、いずれの場合も分
散に起因する波形歪みを直接又は間接に用いる。このた
め、波長分散と偏波モード分散が同時に生じているよう
なケースでは、波形歪みが波長分散に起因するものか、
偏波モード分散に起因するものか区別できないため、波
長分散と偏波モード分散双方を同時に補償する自動分散
補償器の実現は困難である。

【００１６】また、偏波モード分散の測定方法として
は、（１）消光法（セナルモン法）（２）回転検光子法（３）回転移相子法（４）位相変調法等が提案されており、偏光状態の表示（表現）方法とし
ては、（１）ポアンカレ球（２）ジョーンズベクトル（３）ストークスベクトルが提案されている（「偏光状態の表示法と測定法」、OP
TRONICS, （1997）, No.5 pp.109-117）。

【００１７】ジョーンズベクトルを用いた偏波モード分
散の測定方法及びその装置は、一例として特開平９−７
２８２７に提案されている。また、波長分散が存在する
環境下での適用は困難であるが、受信信号中の特定周波
数成分をモニタすることによる偏波分散モニタも提案さ
れている（本出願人の下で特許出願中）。

【００１８】本発明の課題は、波長分散と偏波モード分
散を共に最適に補償することの出来るシステムを提供す
ることである。

【００１９】

【課題を解決するための手段】本発明のシステムは、光
ファイバを伝送線路として用いる通信システムにおい
て、光ファイバを伝送することによって光信号が受ける
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に、該光信号が受けている偏
波モード分散の状態に関する情報をフィードバックする
偏波モード分散測定手段と、該光ファイバを伝送するこ
とによって光信号が受ける波長分散を補償する波長分散
補償手段と、該波長分散補償手段に、該光信号が受けて
いる波長分散の状態に関する情報をフィードバックす
る、該偏波モード分散補償手段よりも受信側に設けられ
た波長分散測定手段とを備えることを特徴とする。

【００２０】本発明によれば、波長分散補償を行うため
の波長分散の測定位置を、偏波モード分散補償手段の後
段に設けたので、波長分散は、偏波モード分散が補償さ
れた後の状態で測定することが出来る。偏波モード分散
は、波長分散の大小に関わらず、精度良く測定が可能で
あるので、先に偏波モード分散補償を行い、偏波モード
分散補償を行った後の状態で波長分散を測定し、この測
定結果に基づいて波長分散補償を行うことで、偏波モー
ド分散と波長分散を共に最適に補償することが出来る。

【００２１】

【発明の実施の形態】本発明は、光通信システムにおい
て、波長分散と偏波モード分散の双方をそれぞれ最適に
フィードバック制御する自動波長分散補償器と自動偏波
モード分散補償器を併せ持つ自動分散補償システムを提
供する。

【００２２】図１は、本発明の実施形態の基本構成を示
すブロック構成図である。図２は、図１の構成におい
て、必要となる制御アルゴリズムを示すフローチャート
である。

【００２３】図１においては、偏波モード分散補償器１
の次段に可変波長分散補償器２が設けられ、その次段に
受信装置の光／電気変換器３が設けられる。また、偏波
モード分散モニタ５は、偏波モード分散補償器１の出力
をモニタし、偏波モード分散補償器１にフィードバック
をかける。また、波長分散モニタ４は、可変波長分散補
償器２の出力をモニタし、可変波長分散補償器２にフィ
ードバックをかける。波長分散モニタは、自動波長分散
補償器のフィードバック制御には不可欠である。しか
し、これまでに提案されている実用的な波長分散モニタ
は、（１）特定周波数抽出方式同様の提案が偏波モード分散モニタとしても提案されて
いるように、偏波モード分散と波長分散のいずれの変動
に起因するものか切り分けができない。従って、偏波モ
ード分散耐力が弱い。（２）エラーレートを用いた方式エラーレートの変動は、波長分散のみならず偏波モード
分散によっても生じる。従って、偏波モード分散と波長
分散のいずれの変動に起因するものか切り分けが出来な
い。従って、偏波モード分散耐力が弱い。と偏波モード
分散耐力に乏しい。このため、可変波長分散補償器のフ
ィードバック制御は、偏波モード分散が安定した状態で
モニタされた波長分散の情報に基づいて行う必要があ
る。

【００２４】そこで、本発明の実施形態では、図１に示
すように偏波モード分散補償器（ＰＭＤＣ：Polarizati
on Mode Dispersion Compensator）を可変波長分散
補償器（ＶＤＣ：Variable Chromatic Dispersion C
ompensator）の前段に配置する。

【００２５】偏波モード分散補償器後段に自動波長分散
補償器を配置することにより、自動波長分散補償器に入
力する伝送信号から偏波モード分散に起因する波形歪み
を排除することが可能となる。

【００２６】ただし、偏波モード分散補償後に波長分散
補償を行うことが前提であるため、常に偏波モード分散
値が十分に補償され安定した状態で波長分散補償を行う
必要がある。このため、図２のフローチャートに示す制
御が必要となる。

【００２７】図２によれば、最初、偏波モード分散補償
器も自動波長分散補償器も起動していない状態から始ま
る場合には、ステップＳ１において、偏波モード分散補
償器ＰＭＤＣの制御から開始する。そして、ステップＳ
３において、ＰＭＤが許容範囲内になったか否かを判断
し、許容範囲内でないと判断した場合には、ステップＳ
２において、ＰＭＤＣ制御を行い、ステップＳ３におい
て、許容範囲内になったと判断された場合には、ステッ
プＳ４に進む。

【００２８】ステップＳ４においては、自動波長分散補
償器ＶＤＣの制御を開始する。そして、ステップＳ６に
おいて、波長分散は許容値範囲内か否かを判断し、許容
値範囲外である場合には、ステップＳ５において、ＶＤ
Ｃ制御を行い、許容値範囲内であると判断された場合に
は、ステップＳ７に進んで、通常監視状態に移る。

【００２９】ステップＳ７においては、ＰＭＤは許容値
範囲内か否かを判断し、範囲内である場合には、ステッ
プＳ９に進む。ステップＳ７において、ＰＭＤが許容値
範囲内にないと判断された場合には、ステップＳ８にお
いてＰＭＤＣ制御を行い、ステップＳ７に戻って、ＰＭ
Ｄが許容値範囲に入るまで制御を行う。

【００３０】ステップＳ９では、波長分散が許容値範囲
内か否かを判断し、範囲内にない場合には、ステップＳ
１０において、ＶＤＣ制御を行い、ステップＳ９に戻っ
て、波長分散が許容値範囲内になるまで制御を繰り返
す。ステップＳ９で、波長分散値が許容値範囲内にある
と判断された場合には、ステップＳ７に戻って、通常監
視制御を続ける。

【００３１】この実施形態では、偏波モード分散補償を
先にやってから波長分散補償を行う構成例を示したが、
後の実施形態に示されるように、偏波モード分散補償器
ＰＭＤＣを波長分散モニタの前段に持ってきていれば、
補償器の位置が前後しても同じ効果が得られる。すなわ
ち、波長分散モニタは、偏波モード分散補償された状態
で観測を行うようにすればよいので、偏波モード分散補
償器ＰＭＤＣより後ろに波長分散モニタの観測点を設け
るようにする。

【００３２】更に、本発明の実施形態では、偏波モード
分散のモニタ値としてストークスパラメータを用いるこ
とを提案する。図３は、本発明の第２の実施形態を説明
するブロック構成図である。

【００３３】同図においては、図１と同じ構成要素には
同じ参照符号を付し、説明を省略する。ただし、同図に
おいては、偏波モード分散モニタ５がストークスパラメ
ータをモニタすることとなっている。ストークスパラメ
ータは、伝送路の波長分散の状態に依存ずることなく、
偏波モード分散の状態のモニタが可能である。

【００３４】前段に挿入されたＰＭＤＣ１（Polarizati
on Mode Dispersion Compensator ：偏波モード分散
補償器）はストークスパラメータによりモニタリングさ
れた偏波モード分散の情報により、偏波モード分散最適
値にフィードバック制御可能とされる。ＶＤＣ２（Vari
able Chromatic Dispersion Compensator：可変波長
分散補償器）には、偏波モード分散補償された伝送信号
が入力するため、波長分散モニタ４の偏波モード分散耐
力の如何に関わらず、正確な波長分散の情報がモニタで
き、可変波長分散補償器２を波長分散最適値にフィード
バック制御することが可能となる。

【００３５】以上により、偏波モード分散と波長分散の
同時補償可能な自動分散補償システムの提供が可能とな
る。図４は、本発明の第３の実施形態を示すブロック構
成図である。

【００３６】同図において、図１と同じ構成要素には同
じ参照符号を付して、説明を省略する。上記実施形態で
は、波長分散補償器に偏波モード分散補償された伝送信
号を入力する必要があるため、偏波モード分散補償器と
波長分散補償器の配置順に制約がある。この対策とし
て、提案をするのが本実施形態である。

【００３７】波長分散補償器２、偏波モード分散補償器
１の配置順に関わらず、偏波モード分散補償器１の出力
を使用して波長分散をモニタすることにより、偏波モー
ド分散の影響を除去した信号により波長分散をモニタす
ることが可能である。

【００３８】図３及び図４の場合も、図２のフローチャ
ートに従った処理が必要である。図２のフローチャート
は既に説明したので、ここでは、説明を省略する。図５
及び図６は、偏波モード分散の測定パラメータとしての
ストークスパラメータの有効性を説明する図である。

【００３９】ここで、ストークスパラメータの定義を説
明する。光は、電磁波であり、光の進行方向に対し垂直
に電気ベクトルが振動する横波である。ここで、光の進
行方向に垂直な平面内で、直交する二つの電気ベクトル
を各々、Ｅｕ＝Ａｕ・ｓｉｎ（ωｔ＋δｕ）Ｅｖ＝Ａｖ・ｓｉｎ（ωｔ＋δｖ）・・・・（１）とする。ここで、Ｅｕ、Ｅｖは、直交する二つの電気ベ
クトルの成分であり、Ａｕ、Ａｖは、電気ベクトルの振
幅を表す時間に依存しない値である。また、ωは各振動
数であり、δｕ、δｖは、それぞれの直交成分の位相で
ある。

【００４０】一般に、ストークスパラメータは、光の直
交する二つの成分Ｅｕ、Ｅｖを用いて次のように定義さ
れる。Ｓ０＝＜Ｅｕ・Ｅｕ^*＋Ｅｖ・Ｅｖ^*＞Ｓ１＝＜Ｅｕ・Ｅｕ^*−Ｅｖ・Ｅｖ^*＞Ｓ２＝＜Ｅｕ^*・Ｅｖ＋Ｅｕ・Ｅｖ^*＞Ｓ４＝＜Ｅｕ^*・Ｅｖ−Ｅｕ・Ｅｖ^*＞・・・・（２）ここで、＊は、複素共役を表し、＜・・・＞は、時間平
均を表す。今の場合、電気ベクトルは実数で示されてい
るので、複素共役をとっても同じ電気ベクトル成分とな
る。これらＳ０〜Ｓ３の４つの量は強度の次元を持ち、
Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３は、正、負、または、０の値を取る。

【００４１】このようにして定義されるストークスパラ
メータは波長分散の影響をほとんど受けることなく、偏
波の状態を示すことが出来る。具体的に、Ｓ０、Ｓ１、
Ｓ２、Ｓ３の得るための手段について説明する。

【００４２】Ｓ０は、入力光をビームスプリッタで４つ
に光分離した内の１つの光を直接検出することで得られ
る。Ｓ１は入力光をビームスプリッタで４つに光分離し
た内の１つの光を予め定めた軸から９０度または０度の
位置に軸を有する偏光子を設け、偏光子の出力を検出す
ることで得ることができる。

【００４３】Ｓ２は入力光をビームスプリッタで４つに
光分離した内の１つの光を予め定めた軸から４５度また
は１２５度の位置に軸を有する偏光子を設け、偏光子の
出力を検出することで得ることができる。

【００４４】Ｓ３は入力光をビームスプリッタで４つに
光分離した内の１つの光を予め定めた軸から９０度また
は０度の位置にｃ軸を有するλ／４板に入射し、λ／４
板からの出力をＳ２の偏光子の軸と同じ軸を有する偏光
子を設け、偏光子出力を検出することで得ることができ
る。

【００４５】また、検出する光に対して偏光子を２π／
ｎの角度で回転させてｎ回測定することでもＳ０、Ｓ
１、Ｓ２、Ｓ３を得ることができる。更に、検出する光
に対して移相子を２π／ｎの角度で回転させて回転し、
その光を固定した偏光子を介して測定することでも、Ｓ
０、Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３を得ることができる。

【００４６】図５は、分散変動時のストークスパラメー
タを使ったＰＭＤモニタの有効性確認実験の実験設定を
示す図である。すなわち、波長分散及び偏波モード分散
（ＰＭＤ）同時補償を実現するために、波長分散の状態
に依存せず、ＰＭＤを安定してモニタできる方法として
ストークスパラメータを使用する場合の動作を実証する
ための実験として、伝送路中の波長分散値を変えた場合
でも、安定してＤＯＰ（偏光度：Degree Of Polariza
tion）が測定できるか確認した。

【００４７】同図（ａ）は、波長分散のみがあるときの
ＤＯＰ測定系を示す図であり、波長分散を与える構成と
してＤＣＦを用いている。なお、ここでは、偏波状態を
１／２波長板と１／４波長板を用いて制御している。

【００４８】同図（ｂ）は、偏波モード分散のみがある
ときのＤＯＰ測定系を示す図であり、偏波モード分散を
与える構成としてＰＭＤＥ（Polarization Mode Disp
ersion Emulator）を使用した場合である。

【００４９】同図（ｃ）は、偏波モード分散と波長分散
が混在する場合のＤＯＰ測定系を示す図であり、同図
（ａ）と（ｂ）を組み合わせた構成をしている。これら
においては、送信系として、４０Ｇｂ／ｓのＮＲＺ送信
器を使用している。また、受信系としては、ストークス
パラメータによって定義されるＤＯＰの測定器が設けら
れている。なお、ＤＯＰは、以下の式で定義される。ＤＯＰ＝√（Ｓ１²＋Ｓ２²＋Ｓ３²）／Ｓ０図６は、図５の測定系を用いたＤＯＰの測定結果を示す
図である。

【００５０】同図（ａ）は、ＤＣＦの波長分散値を−４
０７ｐｓ／ｎｍに設定した場合であって、図５（ａ）〜
（ｃ）の場合のＤＯＰの測定結果（％）が示されてい
る。ＤＯＰは、値が１００％に近いほど、偏波状態が安
定になっていることを示している。また、図６（ａ）〜
（ｃ）の項１〜３は、それぞれ、ＰＭＤＥの偏波分散値
をＤＯＰでほぼ７０％、８０％、９０％に設定して測定
を行った場合を示している。

【００５１】図６（ａ）〜（ｃ）を見ると、ＤＣＦのみ
の場合では、偏波分散がＰＭＤＥが設けられていないの
で、ＤＯＰの値はほぼ１００％に近い値を示している。
ここで、実際にＤＯＰを測定すると、偏波分散がほとん
どない状態でも１０％位の誤差は常にあるということを
認識されたい。

【００５２】次に、図６（ａ）〜（ｃ）のＰＭＤＥを設
けた場合を見ると、項１〜３に対応して、それぞれ、測
定値がほぼ７０％、８０％、９０％を示していることが
分かる。

【００５３】次に、図５（ｃ）の実験系に対応する測定
結果を図６（ａ）〜（ｃ）で見ると、項１〜３のいずれ
においても、ＤＣＦの波長分散値の値によらず、ほぼ１
０％の誤差の範囲内で、７０％、８０％、９０％のＤＯ
Ｐの値が測定されていることが分かる。

【００５４】これらの実験結果より、ストークスパラメ
ータによる偏波モード分散モニタが、波長分散耐力特性
に優れ、波長分散の状態によらずに偏波モード分散モニ
タとして有効であることが確認できる。

【００５５】図７は、本発明の第４の実施形態を示す図
である。図７の構成は、波長多重光通信方式において、
自動波長分散補償器と自動偏波モード分散補償器を併せ
持つ自動分散補償システムを実現する構成である。

【００５６】本実施形態においては、第１の実施形態の
自動分散補償器を分波器により分波された波長毎に個別
に配置し、個別補償を行うことにより波長多重方式にお
いて、自動分散補償方式を実現する。

【００５７】なお、ここで、λ１〜λｎの記号は、異な
る波長を特定するためのものであって、実際の波長多重
光に含まれる信号光の波長を特定の配列で順序づけるも
のではない。

【００５８】図７の構成においては、各波長λ１〜λｎ
の光送信機１０−１〜１０−ｎから送信された光信号
は、合波器１１において合波され、伝送線路１２を通っ
て、受信機の分波器１３に入力される。分波器１３で
は、波長多重光を各波長λ１〜λｎの光信号に分波し、
それぞれＰＭＤＣ１〜ｎ、ＶＤＣ１〜ｎを通ることによ
って、前述した実施形態のように、偏波モード分散補償
され、波長分散補償された後、Ｏ／Ｅ１〜ｎによって受
信される。

【００５９】図８は、本発明の第５の実施形態を示す図
である。同図においては、図７と同じ構成要素には同じ
参照符号を付して、説明を省略する。

【００６０】本実施形態では、第４の実施形態におい
て、偏波モード分散モニタのモニタ値としてストークス
パラメータを利用する。前述したように、ストークスパ
ラメータは、波長分散の状態に依存せずに、偏波の状態
をモニタすることが出来るため、波長分散と偏波モード
分散とが混在している状態から偏波モード分散による影
響を抽出し、適切な偏波モード分散補償を行うことが出
来る。そして、このような偏波モード分散補償を行った
後の状態を、波長分散モニタで検出し、波長分散補償を
行うことによって、偏波モード分散と波長分散補償とを
適切に行うことが出来る。

【００６１】その他の構成については、図７と同様であ
るので説明を省略する。図９は、本発明の第６の実施形
態を示す図である。同図においては、図７と同じ構成要
素には同じ参照符号を付し、説明を省略する。

【００６２】図４で提案する自動分散補償器を分波器に
より分波された波長毎に個別に配置し、個別補償を行う
ことにより波長多重通信方式において、波長分散補償
器、偏波モード分散補償器の配置順に関わらず、自動分
散補償器を実現する。

【００６３】すなわち、本実施形態は、第４あるいは第
５の実施形態において、偏波モード分散補償器と波長分
散補償器の構成を図４の構成としたものである。ここ
で、前述したように、波長分散モニタは偏波モード分散
による分散と波長分散による分散を区別できないが、偏
波モード分散モニタは、偏波モード分散の影響を切り分
けられるという事実がある。従って、波長分散モニタの
観測点が偏波モード分散補償器ＰＭＤＣの後ろに有れ
ば、偏波モード分散補償後の信号を観測することが出来
るので、波長分散と偏波モード分散とをそれぞれ適切に
補償することが出来る。このような見解に基づき、波長
分散補償器ＶＤＣは、偏波モード分散補償器ＰＭＤＣよ
り送信器側（前段）に設けられているが、波長分散モニ
タの観測点は、偏波モード分散補償器の後段（受信側）
に配置するようにしている。

【００６４】その他の構成については、図８と同じなの
で説明を省略する。図１０〜１５は、本発明の第７の実
施形態の各構成例を示す図である。なお、図１０〜図１
５においては、図７と同じ構成要素には同じ参照符号を
付し、説明を省略する。

【００６５】図７〜図９に示した、波長毎に個別に波長
分散補償を行う自動分散補償システムの場合、波長多重
される波長数分の波長分散補償器（偏波モード分散補償
器と波長分散補償器の組み合わせ）が必要となり、コス
ト、サイズ面での負荷が大きい。この解決策として、波
長分散補償器を波長多重光全体を一括して補償する構成
として設ける。

【００６６】図１０〜１２は、伝送線路の受信端あるい
は受信機の中（図１０）、送信端あるいは、送信機の中
（図１１）又は中継器の中あるいは、伝送路の途中の独
立した場所（図１２）のいずれか１カ所以上で、伝送さ
れる波長多重信号を一括して補償する可変波長分散補償
器と、分波器で分波された波長毎に個別に補償を行う偏
波モード分散補償器を有し、１つ以上の偏波モード分散
補償器の出力を波長分散モニタとして使用し、可変波長
分散補償器をフィードバック制御することにより、自動
分散補償システムを実現する。

【００６７】ここで、図１０〜１２においては、分波器
によって分波された後の全ての波長の光信号の波長分散
をモニタし、これを用いて、波長分散補償器ＶＤＣを制
御する構成を図示しているが、前述のように、波長分散
値をモニタする光信号は必ずしも全てでなくても良い。
すなわち、波長分散の仕組み等は、現在多くの部分が解
明されており、伝送線路として使用される光ファイバの
特性が分かれば、ある程度、どのような波長分散が生じ
るかを予測することが出来るためである。従って、ただ
１つのみの光信号の波長分散値を測定しても、この値か
ら他のチャネルの光信号がどのような波長分散を受ける
かをある程度精度良く推定することが出来るので、これ
を用いて波長分散補償すれば十分だからである。

【００６８】図１３〜１５は、（可変）波長分散補償器
ＶＤＣと合わせて、ファイバグレーティング、ＤＣＦな
どの固定波長分散スロープ補償器を配置し、波長分散ス
ロープも合わせて補償する構成の提案。ただし、可変波
長分散補償器、固定波長分散スロープ補償器の配置の順
は問わない。

【００６９】すなわち、図１３は、固定波長分散スロー
プ補償器と波長分散補償器ＶＤＣを受信機側、あるいは
受信機の中に設けたものであり、図１４は、これらを送
信機側あるいは送信機の中に設けたものであり、図１５
は、これらを中継器の中あるいは伝送線路の途中の独立
した位置に設けた場合を示している。

【００７０】この場合も、波長分散モニタは、受信側で
分波された全ての波長の光信号の波長分散値をモニタす
る必要はなく、１以上の光信号について波長分散値を測
定すればよい。ここで重要なのは、やはり、偏波モード
分散補償器ＰＭＤＣの後段（受信側、Ｏ／Ｅに近い方）
に波長分散モニタの観測地点があることである。

【００７１】固定波長分散スロープ補償器は、伝送線路
である光ファイバの波長分散スロープを平坦化するため
のものであり、予め使用する光ファイバの特性を調べて
おき、これに従って、固定波長分散スロープ補償器の補
償値を決定するようにする。

【００７２】なお、固定波長分散スロープ補償器は、既
に公知であるため、説明を省略する。可変波長分散補償
器をフィードバック制御するために、受信端で分波後、
一つ以上のチャネルの伝送信号をモニタとして利用する
が、偏波モード分散補償されていることが前提であるた
め、図１６のフローチャートに従った制御が必要とな
る。

【００７３】図１６は、図１０〜図１５の実施形態にお
ける分散補償制御処理のフローチャートである。まず、
制御の開始段階では、ＶＤＣの動作は行わず、ＶＤＣは
光信号を通過させるのみとしておく。そして、ステップ
Ｓ２０において、波長多重光信号のチャネルの識別番号
であるλを「１」に設定する。次に、ステップＳ２１に
おいて、ＰＭＤＣ制御を開始し、ステップＳ２２におい
て、ＰＭＤは許容値内か否かを判断する。ＰＭＤが許容
値内でない場合には、ステップＳ２３において、ＰＭＤ
制御を行い、ステップＳ２２に戻って、ＰＭＤが許容値
内になるまで、制御を繰り返す。そして、ＰＭＤが許容
値内になった場合には、ステップＳ２４に進み、全ての
チャネルについて制御を完了したかを判断する。ステッ
プＳ２４において、まだ全てのチャネルについて制御が
完了していないと判断された場合には、すてＳ２５にお
いて、λを１増やし、ステップＳ２１に戻って、処理を
繰り返す。ステップＳ２４において、全てのチャネルに
ついてＰＭＤの制御が完了したと判断された場合には、
ステップＳ２６において、ＶＤＣの制御を開始する。

【００７４】ステップＳ２７においては、波長分散のモ
ニタの結果、波長分散は許容値内にあるか否かを判断す
る。ここで、モニタする光信号は、全てのチャネルでも
良いし、一部チャネルだけでも良いし、１つのチャネル
だけでも良い。波長分散が許容値内にない場合には、ス
テップＳ２８において、ＶＤＣ制御を行い、ステップＳ
２７に戻って、波長分散が許容値内になるまで制御を続
ける。ステップＳ２７において、波長分散が許容値内に
あると判断された場合には、ステップＳ２９に進み、通
常監視状態に移る。

【００７５】通常監視状態では、ステップＳ２９におい
て、チャネルを特定するλを「１」に設定し、ステップ
Ｓ３０において、ＰＭＤが許容値内にあるか否かを判断
する。ＰＭＤが許容値内にない場合には、ステップＳ３
１において、ＰＭＤＣを制御し、ステップＳ３０に戻っ
て、ＰＭＤが許容値内に入るまで制御を続ける。ステッ
プＳ３０において、ＰＭＤが許容値内に入ったと判断さ
れた場合には、ステップＳ３２に進む。ステップＳ３２
では、全てのチャネルについて、ＰＭＤの補償が終わっ
たか否かを判断し、終わっていないと判断された場合に
は、ステップＳ３３において、チャネルを特定するλを
１増やし、ステップＳ３０に戻って、他のチャネルのＰ
ＭＤの補償を行う。ステップＳ３２において、全てのチ
ャネルのＰＭＤの補償が終わったと判断された場合に
は、ステップＳ３４に進み、波長分散は許容値内である
か否かを判断する。これは、前述の通り、全てのチャネ
ルの波長分散を測定しても良いし、一部チャネルのみで
も、１つのチャネルのみでもかまわない。そして、波長
分散が許容値内に無いと判断された場合には、ステップ
Ｓ３５において、ＶＤＣを制御し、ステップＳ３４に進
む。

【００７６】ステップＳ３４において、波長分散が許容
値内にないと判断されているうちは、ステップＳ３５に
進み、ＶＤＣ制御を繰り返し、ステップＳ３４におい
て、波長分散が許容値内にあると判断されると、波長分
散補償が完了したとして、ステップＳ２９に戻る。通常
監視状態では、ステップＳ２９からステップＳ３４まで
の処理を繰り返し、常時行い、偏波モード分散と波長分
散の状態を最適に保つようにする。

【００７７】図１７及び図１８は、本発明の第８の実施
形態を示す図である。図１７及び図１８において、図１
５と同じ構成要素には同じ参照符号を付し、説明を省略
する。図１７は、波長多重信号を受信端等に挿入する分
波器で分波後に、複数チャネル毎に一括して可変波長分
散補償器を挿入し、更に、可変波長分散補償器の後段に
挿入する分波器で単一チャネルに分波した各個別波長毎
に偏波モード分散補償器を配置する。偏波モード分散補
償器により、偏波モード分散補償された複数チャネルの
伝送信号を波長分散モニタとして利用し、可変波長分散
補償器をフィードバック制御することにより、自動分散
補償システムを実現する。

【００７８】ここでも、チャネルを区別するλ１〜λｎ
は、単にチャネルを区別するための記号であり、波長の
値そのものとは特に関係がない。従って、分波器で波長
多重光を分波後、複数チャネル毎にまとめる場合のまと
め方は特に本発明の実施形態では限定しない。

【００７９】図１７の実施形態の一構成例においては、
各ＶＤＣに複数のグループ分けされたチャネルの内の１
グループが入力され、波長分散補償される。これは、Ｖ
ＤＣの動作帯域が限定されており、波長多重されている
全ての光信号を包含するような帯域幅を有していない場
合に有効である。例えば、ＶＤＣとしてファイバグレー
ティングを使った装置を使用する場合、一般にファイバ
グレーティングは、その動作帯域が狭いため、波長多重
光の全体帯域をいっぺんに波長分散補償するということ
ができない。この場合、動作帯域の中心波長が異なるフ
ァイバグレーティングを使ったＶＤＣを複数用意し、こ
れらの動作帯域に対応するチャネルの光信号をグループ
化して入力し、ＶＤＣに波長分散補償させるようにする
ことが考えられる。

【００８０】図１８は、可変波長分散補償器と合わせ
て、ファイバグレーティング、ＤＣＦなどの個別波長分
散スロープ補償器を配置し、波長分散スロープも合わせ
て補償する構成である。ただし、可変波長分散補償器、
固定波長分散スロープ補償器の配置の順は問わない。

【００８１】本実施形態の図１８の構成例は、第７の実
施形態と図１７の構成を組み合わせたものであり、波長
分散値のみの補償ではなく、波長分散スロープも補償し
ようと言うものである。この場合、ここで使用している
のは、固定波長分散スロープ補償器であるので、補償す
べき波長分散スロープは、予め伝送線路である光ファイ
バの特性を調べた結果に基づいて設定されるべきであ
る。

【００８２】上記第８の実施形態においては、可変波長
分散補償されていることが前提であるため、可変波長分
散補償器毎に、図１９のフローチャートに従った制御が
必要となる。

【００８３】図１９は、第８の実施形態の制御処理を示
すフローチャートである。まず、ＰＭＤＣもＶＤＣも動
作していない状態において、ステップＳ４０において、
チャネルを特定するλを「１」に設定する。そして、ス
テップＳ４１において、ＰＭＤＣ制御を開始する。ま
ず、ステップＳ４２において、ＰＭＤは許容値範囲内か
否かを判断する。ステップＳ４２において、ＰＭＤが許
容値範囲内にないと判断された場合には、ステップＳ４
３において、ＰＭＤＣ制御を行い、ステップＳ４２に戻
って、ＰＭＤが許容値範囲内におさまるまで制御を繰り
返す。ステップＳ４２において、ＰＭＤが許容範囲内に
おさまったと判断された場合には、ステップＳ４４に進
み、全てのチャネルについてＰＭＤ補償が済んだか否か
を判断する。まだ済んでいない場合には、ステップＳ４
５において、チャネルを特定するλを「１」だけ増や
し、ステップＳ４１に戻って、異なるチャネルについ
て、ＰＭＤＣ制御を行う。ステップＳ４４において、全
てのチャネルについて制御が終わったと判断された場合
には、ステップＳ４６において、ＶＤＣの制御を開始す
る。

【００８４】まず、ステップＳ４７において、波長分散
は許容値範囲か否かを判断し、許容値範囲内でないと判
断した場合には、ステップＳ４８において、ＶＤＣ制御
を行い、ステップＳ４７に戻って、波長分散が許容値範
囲内に収まるまで、ＶＤＣ制御を行う。ステップＳ４７
において、波長分散が許容値範囲内に収まったと判断さ
れた場合には、ステップＳ４９に進んで、通常監視状態
に入る。

【００８５】ステップＳ４９においては、チャネルを特
定するλを「１」に設定し、ステップＳ５０において、
ＰＭＤは許容値範囲内か否かを判断する。ステップＳ５
０において、ＰＭＤが許容値範囲外と判断された場合に
は、ステップＳ５１のＰＭＤ制御を行い、ステップＳ５
０に戻る。そして、ステップＳ５０において、ＰＭＤが
許容値範囲内に収まるまで、処理を繰り返す。ステップ
Ｓ５０において、ＰＭＤが許容値範囲内となった場合に
は、ステップＳ５２に進み、全てのチャネルについてＰ
ＭＤ補償が最適に行われたかを判断し、まだ、処理して
いないチャネルがある場合には、ステップＳ５３におい
て、λを「１」増やし、ステップＳ５０に進む。

【００８６】ステップＳ５２において、全てのチャネル
についてＰＭＤ補償が適切にされたと判断されたと判断
された場合には、ステップＳ５４に進んで、波長分散が
許容値内であるか否かを判断する。波長分散が許容値範
囲外であると判断された場合には、ステップＳ５５にお
いて、ＶＤＣ制御が行われ、ステップＳ５４に戻る。ス
テップＳ５４において、波長分散が許容値範囲内である
と判断された場合には、ステップＳ４９に戻って、処理
を繰り返し、監視制御を続ける。

【００８７】なお、第８の実施形態においても、前述の
実施形態と同様に、全てのチャネルの波長分散値を波長
分散モニタで測定する必要はなく、少なくとも１つ以上
のチャネルについて測定し、その他は、伝送線路の特性
と、測定値から推定した波長分散量に基づいて、他のチ
ャネルの波長分散を補償しても良い。

【００８８】図２０、及び図２１は、本発明の第９の実
施形態を示す図である。図２０及び図２１においては、
図１７と同じ構成要素には同じ参照符号を付し、説明を
省略する。本実施形態においては、全波一括で波長分散
補償を行う構成に、新たに可変分散スロープ補償器を追
加し、自動波長分散スロープ補償も行う自動分散補償シ
ステムを実現する。

【００８９】可変波長分散補償器のみをフィードバック
制御する場合には、個別に偏波モード分散された伝送信
号の１チャネルのみのモニタにより、可変波長分散補償
器を制御することが原理的に可能であるが、可変波長分
散スロープ補償器を制御する場合には、複数のチャネル
のモニタが必要となる。なぜなら、波長分散スロープの
影響は、複数のチャネル間の波長分散の受け方の違いに
現れるからである。

【００９０】例えば、２チャネルの波長分散モニタを行
う場合、次のような考え方となる。・モニタする波長をλ１、λ２とし、その波長差がλ２
−λ１＝ｄであるものとする。・λ１の波長分散値がｃｄ１、λ２の波長分散値がｃｄ
２であるものとする。・波長分散スロープは、（ｃｄ２−ｃｄ１）／ｄであ
り、波長分散スロープについても、フィードバック制御
することが可能となる。

【００９１】図２０及び図２１の構成においては、図１
３〜図１５の構成の固定波長分散スロープ補償器の代わ
りに、（可変）波長分散スロープ補償器が設けられてい
る。この可変波長分散スロープ補償器には、波長分散モ
ニタでモニタされた波長分散スロープに基づいた制御信
号が入力されている。可変波長分散スロープ補償器の位
置は、ＶＤＣの前段でも後段でも良く、また、可変波長
分散スロープ補償器とＶＤＣの組み合わせの配置位置
は、どちらが前段に来るようにしても良い。すなわち、
図２０のような配置でも良いし、図２１のような配置で
も良い。

【００９２】また、波長分散モニタがモニタする（観測
する）波長（チャネル）の数は、複数チャネルとする。
すなわち、前述したように、波長分散スロープを動的に
補償するために、常時チャネル間の波長分散を受けた量
の違いを測定する必要があるからである。

【００９３】図２２及び図２３は、本発明の第１０の実
施形態を示す図である。図２２及び図２３において、図
１７と同じ構成要素には同じ参照符号を付し、説明を省
略する。波長多重信号を受信端等に挿入する分波器で分
波後に、複数チャネル毎に一括して可変波長分散補償器
と、可変波長分散スロープ補償器を挿入し、更に、可変
波長分散補償器の後段に挿入する分波器で単一チャネル
に分波した各個別波長毎に偏波モード分散補償器を配置
する。偏波モード分散補償器により、偏波モード分散補
償された複数チャネルの伝送信号を波長分散モニタとし
て利用し、可変波長分散補償器と、可変波長分散スロー
プ補償器をフィードバック制御することにより、波長分
散スロープも合わせて補償する自動分散補償システムを
実現する。

【００９４】本実施形態により、自動波長分散補償と偏
波モード分散補償を合わせて実現する自動分散補償シス
テムの実現が果たされる。その結果、光通信システムに
おける自動分散補償を効果的に行うことが可能となり、
超高速化、長距離化が可能となる。

【００９５】図２２及び図２３においては、受信側で、
分波器によって波長多重光を分波した後、グループ化
し、各グループ毎に、波長分散補償及び波長分散スロー
プ補償を行って、その後に、分波器によって各グループ
を各波長に分波し、偏波モード分散を行う構成となって
いる。ここで、λと下付文字で示された各波長の信号
は、このλによって区別されているのみであって、波長
のグループ分けの仕方を制限するものではない。

【００９６】このようなグループ分けは、前述したよう
に、ＶＤＣの動作帯域が制限されている場合にしばしば
行われることである。また、波長分散モニタがモニタす
るチャネルの数は、各グループ内で複数チャネルとす
る。

【００９７】図２４は、偏波モード分散補償器の一構成
例を示す図である。図２４においては、偏波モード分散
補償器２０は、偏波制御器２１、偏波保存ファイバ２
２、カプラ２３、ストークスパラメータ抽出回路２４、
及び制御回路２５からなっている。一般に、偏波モード
分散補償器２０は、波長板やファラデー回転子などから
なる偏波制御器２１と、偏波保存ファイバ２２（ＰＭ
Ｆ：Polarization Maintaining Fiber）と、制御回路
２５とからなるが、本発明の実施形態で使用する偏波モ
ード分散補償器２０では、偏波モード分散の検出パラメ
ータとして、ストークスパラメータを使用するので、ス
トークスパラメータ抽出回路２４が設けられている。ス
トークスパラメータは、従来技術で記載した偏波モード
分散の観測方法で得られた光の電気ベクトルの傾きか
ら、ストークスパラメータを定義に従って演算すること
によって得る。

【００９８】図２４に示されるように、偏波モード分散
補償器２０では、フィードバック回路が形成されている
が、これは、前述の実施形態に示したように、偏波モー
ド分散モニタからのストークスパラメータを制御回路に
入力し、偏波制御器２１を制御して、最適な偏波モード
分散の補償を行うためのフィードバック回路である。

【００９９】図２５は、波長分散補償器の一例として、
ＶＩＰＡ（Virtually Imaged Phased Array）の構成
を使った構成を示す図である。ＶＩＰＡ板は、光ファイ
バから出力された光がコリメートレンズによって平行光
にされた後、半円筒レンズなどによって、ＶＩＰＡ板の
照射窓を介して線状に集光される光を受け入れる。そし
て、ＶＩＰＡ板内で、この光を多重反射させつつ、少し
ずつＶＩＰＡ板から出射させて、出射された光同士が干
渉するようにする。この干渉により、波長によって異な
った方向に進む光が生成される。この干渉結果の出力光
は、レンズによって平行光にされた後、グレーティング
対などの、波長によって経路を変える手段によって、異
なる波長の光の経路を変える。そして、特殊な表面形状
をした分散平坦化３次元ミラーの表面に光を当てる。こ
のとき、波長毎に経路が異なっているので、３次元ミラ
ーのどの位置に光が当たるかは、波長によって異なって
くる。反射された光は、元来た路と同じ経路を戻って、
ＶＩＰＡ板に入力され、照射窓から出射される。

【０１００】３次元ミラーにあたる場所が波長によって
異なることによって波長毎に与えられる分散量が異なる
ので、全体の光に対して一定の波長分散量を与えられる
と共に、グレーティング対の間隔を変えることによっ
て、異なる波長が３次元ミラーにあたる場所を、ＶＩＰ
Ａ板が出力光を出力する方向とは独立に可変する事が出
来るので、波長分散スロープを制御することが出来る。

【０１０１】したがって、伝送路で光信号が受けた波長
分散と逆符号の波長分散を、この装置によって与えるこ
とによって波長分散を補償することが出来る。特に、波
長毎に異なった波長分散を与えることが出来るので、波
長分散スロープを可変する事が出来、従って、波長分散
スロープの補償も行うことが出来る。

【０１０２】図２６は、波長分散補償、偏波モード分散
補償の双方を一括補償する場合の第１の構成例を示す図
である。同図においては、図１７と同じ構成要素には同
じ参照符号を付して、説明を省略する。

【０１０３】偏波モード分散モニタ、波長分散モニタは
分波後の１チャネル以上を利用して偏波モード分散の状
態及び波長分散の状態をモニタし、これをＶＤＣ及びＰ
ＭＤＣにフィードバックし、波長多重光全体を一括して
分散補償する。ここで、重要なことは、波長分散モニタ
の観測地点が、偏波モード分散補償器ＰＭＤＣより後段
に来ていることである。これにより、前述の実施形態と
同じように、偏波モード分散と波長分散とを最適に補償
することができる。

【０１０４】図２７は、波長分散補償、偏波モード分散
補償の双方を一括補償する場合の第２の構成例である。
同図においては、図１７と同じ構成要素には同じ参照符
号を付して、説明を省略する。

【０１０５】ここで、前述の実施形態でも述べたよう
に、図２６の構成において、ＶＤＣ、ＰＭＤＣの配置順
は任意でよいため、図２７では、図２６の構成のＶＤＣ
とＰＭＤＣの配置順を入れ替えた構成となってる。その
他については、前述の実施形態と同じ動作となるので、
説明を省略する。

【０１０６】なお、ここでは、波長分散モニタの観測地
点が偏波モード分散モニタの観測地点より前段に来てい
るが、これは問題ではなく、前述したように、偏波モー
ド分散補償器ＰＭＤＣより後段に波長分散モニタの観測
地点を設けている点が重要である。

【０１０７】図２８は、波長分散補償、偏波モード分散
補償の双方を一括補償する場合の第３の構成例を示す図
である。同図においては、図１７と同じ構成要素には同
じ参照符号を付して、説明を省略する。

【０１０８】本構成例は、固定波長分散スロープ補償器
を合わせて配置する場合であり、各補償器の配置順は任
意である。ただし、波長分散モニタの観測点は、偏波モ
ード分散補償器ＰＭＤＣの後段に設ける必要がある。ま
た、波長分散モニタは、分波された全ての波長（チャネ
ル）の波長分散を測定する必要はなく、少なくとも１以
上のチャネルについて波長分散をすればよい。

【０１０９】図２９は、波長分散補償、偏波モード分散
補償の双方を一括補償する場合の第４の構成例を示す図
である。同図において、図１７と同じ構成要素には同じ
参照符号を付して、説明を省略する。

【０１１０】本構成例は、可変波長分散スロープ補償器
を合わせて配置し、波長分散スロープについても、フィ
ードバック制御する構成である。各補償器の配置順は任
意であるが、複数チャネルの波長分散を観測する波長分
散モニタが必要となる。すなわち、複数チャネル間にわ
たる波長分散スロープの時間的変化を観測する必要があ
るからである。

【０１１１】図３０は、波長分散補償、偏波モード分散
補償の双方を一括補償する場合の第５の構成例を示す図
である。同図において、図１７と同じ構成要素には同じ
参照符号を付して、説明を省略する。

【０１１２】本構成例では、分波後に、複数チャネル毎
に波長分散補償、偏波モード分散補償の双方を一括補償
する構成である。前述の実施形態で述べたように、波長
分散補償器ＶＤＣの動作帯域が狭い場合、波長多重光を
複数の帯域に分け、それぞれについて、波長分散補償器
ＶＤＣを使って、分割された帯域内の光信号を一括して
波長分散補償しようとするものである。このように、光
信号を複数の帯域毎に複数のグループに分けて分散補償
を行う場合、波長分散モニタはそのグループ内の全ての
光信号の波長分散量を測定する必要はなく、１以上の波
長について観測を行えばよい。この場合も、波長分散モ
ニタの観測点は、偏波モード分散補償器ＰＭＤＣの後段
である必要がある。

【０１１３】また、図３０には記載されていないが、可
変あるいは固定の波長分散スロープ補償器を設けること
も可能である。なお、前述の実施形態、構成例において
は、偏波モード分散補償後の光信号の波長分散を測定で
きるように、偏波モード分散補償器ＰＭＤＣの後段に波
長分散モニタを設けると共に、幾つかのフローチャート
でも説明したように、分散補償を行う場合、先に、偏波
モード分散補償を行ってから波長分散補償を行うことが
重要である。

【０１１４】（付記１）光ファイバを伝送線路として用
いる通信システムにおいて、光ファイバを伝送すること
によって光信号が受ける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に、
該光信号が受けている偏波モード分散の状態に関する情
報をフィードバックする偏波モード分散測定手段と、該
光ファイバを伝送することによって光信号が受ける波長
分散を補償する波長分散補償手段と、該波長分散補償手
段に、該光信号が受けている波長分散の状態に関する情
報をフィードバックする、該偏波モード分散補償手段よ
りも受信側に設けられた波長分散測定手段と、を備える
ことを特徴とするシステム。

【０１１５】（付記２）前記偏波モード分散の状態に関
する情報は、ストークスパラメータを使用したものであ
ることを特徴とする付記１に記載のシステム。（付記３）前記偏波モード分散補償手段による偏波モー
ド分散の補償を行った後に、前記波長分散補償手段によ
る波長分散補償を行うことを特徴とする付記１に記載の
システム。

【０１１６】（付記４）前記システムは、波長分割多重
通信システムに適用されることを特徴とする付記１に記
載のシステム。（付記５）前記偏波モード分散測定手段は、前記波長分
割多重通信システムの波長多重光に含まれる光信号を各
チャネル毎の光信号に分波した後の、各チャネルの光信
号のそれぞれの偏波モード分散を測定することを特徴と
する付記４に記載のシステム。

【０１１７】（付記６）前記波長分散測定手段は、前記
波長分割多重通信システムの波長多重光に含まれる光信
号を各チャネル毎の光信号に分波した後の、各チャネル
の光信号の内、１以上のチャネルについて波長分散を測
定することを特徴とする付記４に記載のシステム。

【０１１８】（付記７）前記波長分散補償手段は、前記
波長多重光の波長分散補償を一括して行うことを特徴と
する付記４に記載のシステム。（付記８）前記偏波モード分散補償手段は、前記波長多
重光の偏波モード分散補償を一括して行うことを特徴と
する付記４に記載のシステム。

【０１１９】（付記９）前記波長分散補償手段は、前記
波長多重光を分波し、グループ化した後、グループ毎に
一括して波長分散補償を行うことを特徴とする付記４に
記載のシステム。

【０１２０】（付記１０）前記偏波モード分散補償手段
は、前記波長多重光の各チャネル毎に偏波モード分散補
償を行うことを特徴とする付記４に記載のシステム。（付記１１）波長分散スロープを補償する波長分散スロ
ープ補償手段を更に備えることを特徴とする付記１に記
載のシステム。

【０１２１】（付記１２）前記波長分散スロープ補償手
段は、補償すべき分散スロープの補償量を可変出来るこ
とを特徴とする付記１１に記載のシステム。（付記１３）光ファイバを伝送することによって光信号
が受ける偏波モード分散の状態を測定し、偏波モード分
散を補償する偏波モード分散補償手段と、該光ファイバ
を伝送することによって光信号が受ける波長分散を測定
し、波長分散を補償する、該偏波モード分散補償手段よ
り受信側に波長分散の測定点を持つ波長分散補償手段と
を備える通信システムにおける偏波モード分散及び波長
分散の補償方法であって、該偏波モード分散補償手段に
よって、該光信号が受けた偏波モード分散を補償するス
テップと、該偏波モード分散の補償が行われた後に、該
波長分散補償手段によって、該光信号が受けた波長分散
を補償するステップと、を備えることを特徴とする方
法。

【０１２２】（付記１４）前記偏波モード分散の状態
は、ストークスパラメータによって表されることを特徴
とする付記１３に記載の方法。（付記１５）前記システムは、波長分割多重通信システ
ムに適用されることを特徴とする付記１３に記載の方
法。

【０１２３】（付記１６）前記偏波モード分散測定手段
は、前記波長分割多重通信システムの波長多重光に含ま
れる光信号を各チャネル毎の光信号に分波した後の、各
チャネルの光信号のそれぞれの偏波モード分散を測定す
ることを特徴とする付記１５に記載の方法。

【０１２４】（付記１７）前記波長分散測定手段は、前
記波長分割多重通信システムの波長多重光に含まれる光
信号を各チャネル毎の光信号に分波した後の、各チャネ
ルの光信号の内、１以上のチャネルについて波長分散を
測定することを特徴とする付記１５に記載の方法。

【０１２５】（付記１８）前記波長分散補償手段は、前
記波長多重光の波長分散補償を一括して行うことを特徴
とする付記１５に記載の方法。（付記１９）前記偏波モード分散補償手段は、前記波長
多重光の偏波モード分散補償を一括して行うことを特徴
とする付記１５に記載の方法。

【０１２６】（付記２０）前記波長分散補償手段は、前
記波長多重光を分波し、グループ化した後、グループ毎
に一括して波長分散補償を行うことを特徴とする付記１
５に記載の方法。

【０１２７】（付記２１）前記偏波モード分散補償手段
は、前記波長多重光の各チャネル毎に偏波モード分散補
償を行うことを特徴とする付記１５に記載の方法。（付記２２）波長分散スロープを補償するステップを更
に備えることを特徴とする付記１３に記載の方法。

【０１２８】

【０１２９】

【発明の効果】本発明によれば、高速光通信で問題とな
る波長分散と偏波モード分散の両方を適切に補償するこ
とが出来る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態の基本構成を示すブロック構
成図である。

【図２】図１の構成において、必要となる制御アルゴリ
ズムを示すフローチャートである。

【図３】本発明の第２の実施形態を説明するブロック構
成図である。

【図４】本発明の第３の実施形態を示すブロック構成図
である。

【図５】偏波モード分散の測定パラメータとしてのスト
ークスパラメータの有効性を説明する図（その１）であ
る。

【図６】偏波モード分散の測定パラメータとしてのスト
ークスパラメータの有効性を説明する図（その２）であ
る。

【図７】本発明の第４の実施形態を示す図である。

【図８】本発明の第５の実施形態を示す図である。

【図９】本発明の第６の実施形態を示す図である。

【図１０】本発明の第７の実施形態の各構成例を示す図
（その１）である。

【図１１】本発明の第７の実施形態の各構成例を示す図
（その２）である。

【図１２】本発明の第７の実施形態の各構成例を示す図
（その３）である。

【図１３】本発明の第７の実施形態の各構成例を示す図
（その４）である。

【図１４】本発明の第７の実施形態の各構成例を示す図
（その５）である。

【図１５】本発明の第７の実施形態の各構成例を示す図
（その６）である。

【図１６】図１０〜図１５の実施形態における分散補償
制御処理のフローチャートである。

【図１７】本発明の第８の実施形態を示す図（その１）
である。

【図１８】本発明の第８の実施形態を示す図（その２）
である。

【図１９】第８の実施形態の制御処理を示すフローチャ
ートである。

【図２０】本発明の第９の実施形態を示す図（その１）
である。

【図２１】本発明の第９の実施形態を示す図（その２）
である。

【図２２】本発明の第１０の実施形態を示す図（その
１）である。

【図２３】本発明の第１０の実施形態を示す図（その
２）である。

【図２４】偏波モード分散補償器の一構成例を示す図で
ある。

【図２５】波長分散補償器の一例として、ＶＩＰＡ（Vi
rtually Imaged Phased Array）の構成を使った構成
を示す図である。

【図２６】波長分散補償、偏波モード分散補償の双方を
一括補償する場合の第１の構成例を示す図である。

【図２７】波長分散補償、偏波モード分散補償の双方を
一括補償する場合の第２の構成例である。

【図２８】波長分散補償、偏波モード分散補償の双方を
一括補償する場合の第３の構成例を示す図である。

【図２９】波長分散補償、偏波モード分散補償の双方を
一括補償する場合の第４の構成例を示す図である。

【図３０】波長分散補償、偏波モード分散補償の双方を
一括補償する場合の第５の構成例を示す図である。

【符号の説明】

１０−１〜１０−ｎ光送信機１１合波器１２伝送線路１３分波器

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者大井寛己神奈川県川崎市中原区上小田中４丁目１番１号富士通株式会社内 (72)発明者石川丈二神奈川県川崎市中原区上小田中４丁目１番１号富士通株式会社内Ｆターム(参考） 5K102 AA01 AA03 AA10 AD01 AD02 AH23 KA32 KA33 MA02 MB01 MC07 MD01 MD06 MD07 MH03 MH12 MH22 PA12 PC03 PH23 PH24 PH25 PH47 PH48 PH49

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】光ファイバを伝送線路として用いる通信シ
ステムにおいて、光ファイバを伝送することによって光信号が受ける偏波
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に、該光信号が受けている偏
波モード分散の状態に関する情報をフィードバックする
偏波モード分散測定手段と、該光ファイバを伝送することによって光信号が受ける波
長分散を補償する波長分散補償手段と、該波長分散補償手段に、該光信号が受けている波長分散
の状態に関する情報をフィードバックする、該偏波モー
ド分散補償手段よりも受信側に設けられた波長分散測定
手段と、を備えることを特徴とするシステム。
【請求項２】前記偏波モード分散の状態に関する情報
は、ストークスパラメータを使用したものであることを
特徴とする請求項１に記載のシステム。
【請求項３】前記偏波モード分散補償手段による偏波モ
ード分散の補償を行った後に、前記波長分散補償手段に
よる波長分散補償を行うことを特徴とする請求項１に記
載のシステム。
【請求項４】前記システムは、波長分割多重通信システ
ムに適用されることを特徴とする請求項１に記載のシス
テム。
【請求項５】前記偏波モード分散測定手段は、前記波長
分割多重通信システムの波長多重光に含まれる光信号を
各チャネル毎の光信号に分波した後の、各チャネルの光
信号のそれぞれの偏波モード分散を測定することを特徴
とする請求項４に記載のシステム。