JP2008118358A - 光信号処理装置、光信号伝送システム及び光信号処理方法 - Google Patents

Abstract

【課題】偏波スクランブリングにより偏波モード分散の影響を緩和する際に生ずる問題点を解決し得る構成を提供することを目的とする。
【解決手段】前記偏波スクランブリングを受けた受信光信号が有する微分群遅延を光学的に抑制する偏波モード分散補償手段と、偏波モード分散補償手段によって微分群遅延が抑制された光信号を電気信号に変換する信号変換手段と、信号変換手段によって得られた電気信号に対し誤り訂正処理を実施する誤り訂正手段とよりなり、前記偏波モード分散補償手段は、前記偏波スクランブリングを高速化することによってジッタ許容範囲への影響が増加する受信光信号中のジッタ振幅を抑制する構成とした。
【選択図】図５

Description

本発明は光信号処理装置、光信号伝送システム及び光信号処理方法に係り、特に光ファイバの偏波モード分散による影響を偏波スクランブリングによって緩和する構成の光信号伝送システムに適用される光信号処理装置、光信号処理方法及び光信号伝送システムに関する。

光信号伝送を行う場合に信号伝送媒体たる光ファイバの偏波モード分散（ＰＭＤ：Ｐｏｌａｒｉｚａｔｉｏｎ Ｍｏｄｅ Ｄｉｓｐｅｒｓｉｏｎ）による影響を、偏波スクランブリング（Ｐｏｌａｒｉｚａｔｉｏｎ Ｓｃｒａｍｂｌｉｎｇ）によって緩和する方法が知られている（非特許文献１〜４参照）。

図１（ａ）はその場合の光信号伝送システムについて説明するためのブロック図である。

図１（ａ）中、送信装置１０から送信された光信号は偏波スクランブラ４０による偏波スクランブリングを受けた後、光ファイバ５０で伝送され、受信装置２０で受信される。受信装置２０で送信情報が抽出された後、前方誤り訂正処理部２５により前方誤り訂正（FEC: Forward Error Correction）処理を受ける。

図１（ｂ）はこのような光信号伝送システムの効果を説明するための図である。

図１（ｂ）中、「偏波スクランブリング無」の曲線は上記偏波スクランブラ４０による偏波スクランブリングを行わない場合のペナルティを示し、「偏波スクランブリング有」の曲線は上記偏波スクランブラ４０による偏波スクランブリングを行う場合のペナルティを示し、「偏波スクランブリング及びＦＥＣ」の曲線は上記偏波スクランブラ４０による偏波スクランブリング処理を行なった上で更に受信側で前方誤り訂正処理を行った場合のペナルティを示す。

図１（ｂ）により明らかなように、偏波スクランブリングを施すことにより偏波モード分散許容範囲（PMD tolerance）を向上可能であり、又受信側で前方誤り訂正処理を行うことにより更に効果的に偏波モード分散許容範囲を向上可能である。

ここでペナルティとは偏波モード分散によって光信号伝送システムに生ずる不利の度合いを表す指標であり、正常な光信号の伝送を果たすためにはこの値を一定値以内に抑える必要がある。又偏波モード分散許容範囲とは、上記ペナルティを上記一定値以内に抑えるために許容される偏波モード分散量の最大値を示す。

しかしながらこの偏波スクランブリングは伝送される光信号中に微分群遅延（DGD: differential group delay）に等しい量のジッタを引き起こすことが知られている。

図２はこの現象を説明するための図である。図２（ａ）は図１（ａ）と同様の構成の光伝送システムを示し、図２（ｂ）は同システムにおいて偏波クランブリングによって引き起こされるジッタの様子を示す。

又図６〜図８は偏波モード分散による影響について説明するための図である。

図６及び図７はシングルモードファイバにおける一次偏波モード分散について説明するための図である。

図６（ａ）は送信信号であり、これが同図（ｂ）に示される如く光ファイバで伝送される場合を想定する。同図（ｂ）に示す如く、シングルモードファイバは角度θを有する２つの偏波モードを有し、これら偏波モード間で信号伝送速度が異なる。この場合でも伝送する信号が一の偏波モードにおいて伝送される限り、同図（ｃ）、（ｄ）に示す如く、偏波モード分散による影響は生じない。

他方、図７（ｂ）に示す如く伝送する信号が２つの偏波モードにまたがって伝送された場合、これらの偏波モード間で信号伝送速度が異なることにより、同図（ｃ）に示す如く偏波モード分散による影響が生じ、もって同図（ｄ）に示す如くに受信信号において信号波形に歪が生ずる。

図７は、光ファイバとして、複数の光ファイバ５０−１，５０−２，５０−３，．．．を連結した状態を想定した場合のモデルを示す図である。このような場合、同図に示す如く各光ファイバの偏波モードが異なる角度θをもって連結されると、連結された光ファイバの全体によって生ずる微分群遅延及び偏波モードの角度θは、各々伝送する信号の波長に依存し、その偏波モード分散（すなわち高次偏波モード分散）はその時々の周囲温度等によって逐次変動する複雑な特性を有することとなり、その影響を全て予測して効果的な偏波モード分散補償を行うことは容易ではない。

偏波スクランブリングは前方誤り訂正処理におけるＦＥＣフレーム期間との関連において高速化、すなわち偏波状態を高速に変化させ、全ての偏波状態を一のＦＥＣフレーム期間内に納めるようにすることで、前方誤り訂正処理における誤り訂正の実効が得られる（非特許文献５参照）。

しかしながら偏波スクランブリングを高速化することにより上記偏波スクランブリングによって引き起こされるジッタが深刻化することが知られている。

図３はジッタ許容範囲を説明するための図である。図３中、折れ線によって囲われた範囲内がジッタ許容範囲に該当する。この範囲は、ジッタによる影響が十分に小さく、もって受信光信号に対するクロックリカバリにより送信情報を精度良く抽出可能な範囲を示す（非特許得文献６参照）。

図３に示される如く、ジッタ周波数（横軸）が増加するとその分ジッタ許容範囲が減少し、もってクロックリカバリによる信号の確実な捕捉が困難となり、その結果受信光信号から送信情報を精度良く抽出することができなくなる。偏波スクランブリングを高速化することによりジッタ周波数が増加し、その結果ジッタ振幅のジッタ許容範囲への影響が増大するため、受信光信号から送信情報を精度良く抽出することが困難となる。

図４は偏波スクランブリングにおけるスクランブリング周波数に対する上記ペナルティの増減を示す。図４に示す如く、偏波スクランブリングが低速（図４中、左側）の場合前方誤り訂正処理の実効が得られず、もってペナルティが増加する。他方、偏波スクランブリングを高速化した場合前方誤り訂正処理の実効を得ることは実行可能であるものの、図３とともに上述のジッタ許容範囲の減少により、送信情報の抽出を精度良く行い得ず、もってやはりペナルティが増加してしまう（図４中、実線の曲線）。

これは偏波スクランブリングの高速化によって図３に示される如くジッタ振幅のジッタ許容範囲への影響が増加し、もって受信信号に対するクロックリカバリを正常に実行できず、もって送信情報の精度の良い抽出が困難となるためである。
ＷＯ２００４／０８３９４５ Ａ１号公報 特開２０００−３３０７９号公報 特開２００４−２１９７０１号公報 特開２００５−６５２７３号公報 "Ｍｕｌｔｉｃｈａｎｎｅｌ ＰＭＤ Ｍｉｔｉｇａｔｉｏｎ ａｎｄ Ｏｕｔａｇｅ Ｒｅｄｕｃｔｉｏｎ Ｔｈｒｏｕｇｈ ＦＥＣ Ｗｉｔｈ Ｓｕｂ−Ｂｕｒｓｔ―Ｅｒｒｏｒ−Ｃｏｒｒｅｃｔｉｏｎ Ｐｅｒｉｏｄ、ＰＭＤ Ｓｃｒａｍｂｌｉｎｇ"、Ｘｉａｎｇ Ｌｉｕ、ＩＥＥＥメンバー、Ｃｈｏｎｇｊｉｎ Ｘｉｅ，ＩＥＥＥメンバー、Ａｄｒｉａａｎ Ｊ．ｖａｎ Ｗｉｊｎｇａａｄｅｎ，ＩＥＥＥシニアメンバー、ＩＥＥＥ ＰＨＯＴＯＮＩＣＳ ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ ＬＥＴＴＥＲＳ，ＶＯＬ．９，ＳＥＰＴＥＭＢＥＲ ２００４、２１８３〜２１８５頁 "Ｍｕｌｔｉｃｈａｎｎｅｌ ＰＭＤ ｍｉｔｉｇａｔｉｏｎ ｔｈｒｏｕｇｈ ｆｏｒｗａｒｄｅｄ−ｅｒｒｏｒ−ｃｏｒｒｅｃｔｉｏｎ ｗｉｔｈ ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ ｆａｓｔ ＰＭＤ ｓｃｒａｍｂｌｉｎｇ"、Ｘ．Ｌｉｕ，Ｃ．Ｘｉｅ，Ａｄｒｉａａｎ Ｊ．ｖａｎ Ｗｉｊｎｇａａｄｅｎ、ＷＥ２，１〜３頁 "Ｉｍｐｒｏｖｅｄ ＰＭＤ Ｔｏｌｅｒａｎｃｅ ｉｎ Ｓｙｓｔｅｍｓ Ｕｓｉｎｇ Ｅｎｈａｎｃｅｄ Ｆｏｒｗａｒｄｅｄ Ｅｒｒｏｒ Ｃｏｒｒｅｃｔｉｏｎ ｔｈｒｏｕｇｈ Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ Ｆａｓｔ Ｐｏｌａｒｉｚａｔｉｏｎ Ｓｃｒａｍｂｌｉｎｇ"、Ｘ．Ｌｉｕ，Ｃ．Ｒ．Ｇｉｔｅｓ（１），Ｘ．Ｗｅｉ（２），Ａ．Ｊ．ｖａｎ Ｗｉｊｎｇａａｄｅｎ（２）、Ｙ．Ｈ．Ｋａｏ（３），Ｃ．Ｘｉｅ（１），Ｌ．Ｍｏｌｌｅｒ（１）、ＥＣＯＣ ２００５ Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ−Ｖｏｌ．３、Ｐａｐｅｒ Ｗｅ１．３．６、３４３〜３４４頁 "Ｄｉｒｅｃｔ Ｍｅａｓｕｒｅ ｏｆ Ｓｙｓｔｅｍ Ｍａｒｇｉｎ Ｅｎｈａｎｃｅｍｅｎｔ ｂｙ Ｐｏｌａｒｉｚａｔｉｏｎ Ｓｃｒａｍｂｌｉｎｇ"、Ｃ．Ｒ．Ｄａｖｉｄｓｏｎ，Ｈ．Ｚｈａｎｇ，Ｙ．Ｃａｉ，Ｌ．Ｌｉｕ，Ｊ．−Ｘ．Ｃａｉ，Ａ．Ｐｈｉｌｉｐａｔｓｋｉｉ，Ｍ．Ｎｉｓｓｏｖ，Ｎｅａｌ Ｓ．Ｂｅｒｇａｎｏ，ＷＥ１ "Ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ ｅｖａｌｕａｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ ｅｆｆｅｃｔ ｏｆ ｐｏｌａｒｉｚａｔｉｏｎ ｓｃｒａｍｂｌｉｎｇ ｓｐｅｅｄ ｏｎ ｔｈｅ ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ ｏｆ ＰＭＤ ｍｉｔｉｇａｔｉｏｎ ｕｓｉｎｇ ＦＥＣ"、Ｚｈｉｈｏｎｇ Ｌｉ，Ｊｉｎｙｕｕ Ｍｏ，Ｙｌ Ｄｏｎｇ，Ｙｉｘｉｎ Ｗａｎｇ、Ｃｈａｏ Ｌｕ、ＭＦ６９ "Ｊｉｔｔｅｒ ａｎｄ ｗａｎｄｅｒ ｔｏｌｅｒａｎｃｅ ｏｆ ｎｅｔｗｏｒｋ ｉｎｔｅｒｆａｃｅｓ"、ＩＴＵ−Ｔ Ｒｅｃ．Ｇ．８２５１（１１／２００１），５，８頁 「自動偏波モード分散補償技術の現状と課題」、（株）富士通研究所、磯村章彦、石川丈二、ＯＰＴＴＯＮＩＣＳ（２００３）Ｎｏ．１０，１〜４頁

本発明はこのような問題点に鑑み、偏波スクランブリングにより光ファイバの偏波モード分散の影響を緩和する光信号伝送システムにおいて、偏波スクランブリングを高速化することにより誤り訂正処理の実効を得るとともに、偏波スクランブリングの高速化によるジッタ許容範囲の減少を効果的に抑制し得る、すなわち図４中、実線の曲線で示される如く、偏波スクランブリングを高速化してもペナルティを効果的に低減し得る構成を実現することを目的とする。

本発明ではこの課題の解決のため、偏波スクランブリングにより偏波モード分散の影響を緩和する構成とされてなる光信号伝送システムにおいて、偏波スクランブリングを受けた受信光信号が有する微分群遅延を光学的に打ち消す偏波モード分散補償手段（図５中、光学的偏波モード分散補償装置３０に対応する）を設けるようにした。

その結果図５中（ｂ）、（ｃ）に示される如く、この偏波モード分散補償手段により微分群遅延を抑制することが可能となり、もってジッタ振幅を低減してジッタ許容範囲を向上させ、もって誤り訂正処理の実効を得ることが可能となる。

このように本発明によれば偏波スクランブリングにより光ファイバの偏波モード分散の影響を緩和する構成の光信号伝送システムにおいて偏波スクランブリングを高速化することにより誤り訂正処理の実効を得る構成において、偏波スクランブリングの高速化によるジッタ許容範囲の減少を効果的に防止する、すなわち図４中、実線の曲線で示される如く、偏波スクランブリングを高速化してもペナルティを効果的に低減し得ることが可能となる。もって光ファイバの偏波モード分散による影響を更に効果的に緩和可能な構成を提供し得る。

図９は本発明の第１実施例による光信号伝送システムの構成を示すブロック図である。

図９に示す如く、同システムは送信局に設けられた送信装置１０−１，１０−２，．．．、１０−ｎ、波長分割多重装置（wavelength division multiplexer/demultiplexer）１３及び偏波スクランブラ４０，送信局と受信局との間を接続する光ファイバ５０，受信局側に設けられた波長分割多重装置（wavelength division multiplexer/demultiplexer）２３，光学的偏波モード分散補償装置３０−１，３０−２，...、３０−ｎ、受信装置２０−１，２０−２，．．．，２０−ｎ及び前方誤り訂正装置２５−１，２５−２，．．．、２５−ｎを含む。

送信局側の送信装置１０−１，１０−２，．．．，１０−ｎは、それぞれ対応する所定のｎ種の波長のレーザ光を、予め当該波長毎に割り当てられた送信信号で変調する機能を有する。当該送信装置１０−１，１０−２，．．．、１０−ｎの機能により、これら予め波長毎に割り当てられた送信信号に対応する、当該所定のｎ種の波長の光信号が生成される。

このようにして生成されたｎ種の波長の光信号は波長分割多重装置１３で多重される。このようにして得られた波長多重信号は偏波スクランブラ４０により偏波スクランブリングを受けた上で光ファイバ５０により、受信局に伝送される。

光ファイバ５０を伝送された光信号は受信局の波長分割多重装置２３によって波長毎に分離（すなわち分波）される。このようにして得られた波長毎に光信号は、それぞれの波長に対応する光学的偏波モード分散補償装置３０−１，３０−２，．．．，３０−ｎによって、波長毎に偏波モード分散補償処理が実施される。その結果図５（ｂ）、（ｃ）に示される如く波長毎に光信号に含まれる微分群遅延が抑制され、もって後述の如くの高速の偏波スクランブリングによりジッタ許容範囲への影響が増加するジッタ振幅が効果的に抑制される。

このようにして微分群遅延が抑制された波長毎の光信号は、それぞれ対応する波長について設けられた受信装置２０−１，２０−２，．．．、２０−ｎによって電気信号に変換されるとともに、クロックリカバリ機能により対応するディジタル信号に変換される。このようにして前記予め波長毎に割り当てられた各送信情報が抽出される。

このようして得られた前記波長毎の光信号に対応するディジタル信号に対し、前方誤り訂正装置２５−１，２５−２，．．．、２５−ｎによって前方誤り訂正処理が実施される。その結果、当該ディジタル信号に誤りが含まれていた場合これが訂正され、もって誤りが訂正された状態で、前記予め波長毎に割り当てられた各送信情報が得られる。

尚これら各送信装置１０−１，１０−２，．．．、１０−ｎ、波長分割多重装置１３、偏波スクランブラ４０，波長分割多重装置２３，受信装置２０−１，２０−２，．．．、２０−ｎ及び前方誤り訂正装置２５−１，２５−２，．．．、２５−ｎは、それぞれ周知の構成のものを適用可能である。尚、偏波スクランブラと前方誤り訂正とを使用したシステムを開示した文献として、例えば特許文献４がある。特に同文献の図２の構成図中、ＦＰＳ２０８とＦＥＣデコーダ２３０とが、偏波スクランブラ４０及び前方誤り訂正装置２５−１，２０−２，．．．，２５−ｎにそれぞれ対応する。

ここで上記偏波スクランブラ４０は、受信局の前方誤り訂正装置２５−１，２５−２，．．．、２５−ｎにおいて実施される前方誤り訂正処理におけるＦＥＣフレーム期間内に全ての偏波状態が現れるように、高速に偏波スクランブリングを行う機能を有する。その結果、前記の如く前方誤り訂正処理の実効が得られ、もって確実な誤り訂正がなされる。これは以下の理由による。

すなわち前方誤り訂正では各ＦＥＣフレームが誤り訂正の単位とされる。他方、偏波スクランブリングにより光信号の偏波状態が変動するが、その際、偏波状態はランダムではあるが一定の周期で変動する。その場合の周期がＦＥＣフレーム期間より長い場合、各周期毎の偏波状態の変動に起因する情報の誤りが複数のＦＥＣフレームにまたがって現れることになる。そのような場合、前方誤り訂正ではこれを検出して訂正することができないことによる。

図１０（ａ）は波長毎の光学的偏波モード分散補償装置３０−１，３０−２，．．．，３０−ｎの各々の構成例を説明するためのブロック図である。尚同構成例は非特許文献７の図１（ａ）及びその関連説明部分で述べられている「光段補償方式」に対応する。

同図に示す如く、各光学的偏波モード分散補償装置３０−１，３０−２，．．．、３０−ｎは、偏波コントローラ３０ａ、可変ＤＧＤ光回路３０ｂ、光検出器３０ｃ及びＰＭＤモニタ３０ｄよりなる。同光学的偏波モード分散補償装置３０−１，３０−２，．．．、３０−ｎでは、対応する光受信装置２０−１，２０−２，．．．、２０−ｎの前段で、高速の偏波コントローラ３０ａによって可変ＤＧＤ光回路３０ｂへの入力偏波状態を調整することで光波形整形を行う。このようにして、光ファイバ５０中の偏波モード分散による影響を積極的に打ち消すための偏波モード分散作用を奏するように構成される。その結果、受信光信号に含まれる微分群遅延を効果的に抑制することが可能となる。したがって高速偏波スクランブリングによりジッタ許容範囲への影響が増加するジッタ振幅が効果的に抑制される。

その結果、上記の如く高速動作される偏波スクランブラ４０によって高速偏波スクランブリングが実施されることによりジッタ周波数が増加された受信光信号内のジッタ振幅が低減され、その影響が効果的に抑制される。

したがって受信光信号に対する、受信装置２０−１，２０−２，．．．，２０−ｎのジッタ許容範囲が向上され、受信装置２０−１，２０−２，．．．、２０−ｎにおけるクロックリカバリ処理が確実に実施され、もって受信光信号に対応するディジタル信号が精度良く得られる。

そしてそのようにして得られたディジタル信号に対し更に前方誤り訂正装置２５−１，２５−２，．．．、２５−ｎによる前方誤り訂正処理が実施されることにより、光学的偏波モード分散補償装置３０−１，３０−２，．．．、３０−ｎによる偏波偏波モード分散補償処理によって補償しきれなかった信号歪みが合った場合でも、これによって生じる情報の誤りが確実に訂正される。その結果更に高精度に送信情報が再生され得る。

ここで受信光信号の偏波状態は上記の如く偏波スクランブリングによりランダム且つ高速に変動する。これに追従するために、偏波コントローラ３０ａのみでなく、ＰＭＤモニタ３０ｄを含む光学的偏波モード分散補償装置３０−１，３０−２，．．．、３０−ｎの自動フィードバック制御系全体が高速度応答性を有するように構成することが望ましい。

図１１は本発明の第２実施例による光信号伝送システムの構成を説明するためのブロック図である。

図１１の光信号伝送システムは、受信局に設けられた光学的偏波モード分散補償装置３０−０の構成及びその設置位置を除き、前述の図９の光信号伝送システムと同様の構成を有する。したがってここでは図９とともに上述の第１実施例の説明と重複する内容の説明を省略する。

図１１に示す如く、第２実施例の光信号伝送システムは送信局に設けられた送信装置１０−１，１０−２，．．．、１０−ｎ、波長分割多重装置１３及び偏波スクランブラ４０，送信局と受信局との間を接続する光ファイバ５０，受信局側に設けられた光学的偏波モード分散補償装置３０−０、波長分割多重装置２３，受信装置２０−１，２０−２，．．．，２０−ｎ及び前方誤り訂正装置２５−１，２５−２，．．．、２５−ｎを含む。

当該第２実施例の光信号伝送システムの受信局では、光ファイバ５０を伝送された光信号は、波長分割多重装置２３で波長毎に分離される前の波長多重状態、すなわち全ての波長の光信号が合成された状態で光学的偏波モード分散補償装置３０−０によって光学的偏波モード分散補償処理が実施される。

当該光学的偏波モード分散補償装置３０−０の構成は、図１０（ａ）とともに上述の第１実施例における各光学的偏波モード分散補償装置３０−１，３０−２，．．．、３０−ｎのものと同様である。ただし後述の如く波長毎に光学的偏波モード分散補償処理を実施する必要があるため、そのための構成が必要となる。

具体的には、一旦受信光信号を、多重された波長毎に分波するための分波器を設け、光学的偏波モード分散補償処理後に再度波長多重状態に戻すための合波器を設ける構成が考えられる。それ以外にも、波長多重状態で光学的偏波モード分散補償処理を行う方法も提案されている。

ここで図９中、波長分割多重装置２３，光学的偏波モード分散補償装置３０−１，３０−２，．．．，３０−ｎ、受信装置２０−１，２０−２，．．．、２０−ｎ及び前方誤り訂正装置２５−１，２５−２，．．．、２５−ｎが、光信号処理装置に対応する。同様に図１１中、光学的偏波モード分散補償装置３０−０，波長分割多重装置２３，受信装置２０−１，２０−２，．．．、２０−ｎ及び前方誤り訂正装置２５−１，２５−２，．．．、２５−ｎが、光信号処理装置に対応する。

ここでこのように高速に動作された偏波スクランブラ４０に組み合わせて光学偏波モード分散補償を実施する場合、上記の如く偏波モード分散補償の応答速度が問題となる。前方誤り訂正処理の効果を十分発揮させるためには偏波スクランブラ４０による偏波状態の変動速度，すなわち変動周波数を、少なくとも数百ｋHz以上にする必要がある。偏波モード分散補償はこの偏波状態の変動速度に追従する必要がある。したがって光学偏波モード分散補償装置には数百ｋHz以上の応答速度が求められる。特に図９あるいは前述の図１１に示す如くの波長分割多重光信号伝送システムの場合多重する波長間に相関関係がないため、図１０（ａ）に示されるＰＭＤモニタ３０ｄは多重された波長毎に光信号の偏波モード分散をモニタする必要がある。

図１１に示す構成の如く受信波長多重信号を一括して偏波モード分散補償するような場合、ＰＭＤモニタ３０ｄの応答速度が問題となる。一例として、1つのＰＭＤモニタ３０ｄを使用し、測定波長をスイッチング等により順次切り替えて測定する方法が考えられるが、その場合高速で測定波長を切り替える必要がある。或いは波長毎にＰＭＤモニタを個々に設ける構成も可能である。

尚、上記光学的偏波モード分散補償装置３０−０，３０−１，３０−２，．．．、３０−ｎとして、例えば特許文献１〜３に開示された技術を適用することも可能である。

このように本発明の実施例によれば高速で偏波スクランブリングを行うことにより前方誤り訂正処理における一フレーム期間内に全ての偏波状態が現れるようにしたため、前方誤り訂正処理の実効を得ることが可能となる。又、光学的偏波モード分散補償装置を設けることによって、上記高速偏波スクランブリングによりジッタ許容範囲への影響が増加するジッタ振幅を効果的に抑制可能なため、受信側におけるクロックリカバリによる信号の捕捉が確実になされ、もって送信情報の再生時、再生情報に含まれる誤り発生の可能性を効果的に減らし再生精度を更に向上させることができる。

図１０（ｂ）は図９、図１０（ａ）及び図１１とともに上述の、受信側の光信号処理装置におけるこのような作用効果を説明するための図である。同図は光信号処理装置の光学的偏波モード分散補償装置（光学的ＰＭＤＣ）３０−１，３０−２，．．．、３０−ｎ又は３０−０におけるフィードバック制御量及び前方誤り訂正（ＦＥＣ）の有無との関連性における、受信光信号に含まれる微分群遅延（ＤＧＤ）と受信側における信号再生時のＱペナルティとの関係を示す。ここでＱペナルティとは、受信信号を再生する際の不利の度合いを示す値であり、この値が高い場合には良好な信号再生性能が得られないことを意味する。

図１０（ｂ）に示す如く、光学的偏波モード分散補償装置３０−１，３０−２，．．．、３０−ｎ又は３０−０の制御量が小さい場合（図中、「制御量小」の曲線）、受信光信号に含まれる微分群遅延が小さい間はＱペナルティの値が小さく再生性能が良いが、受信光信号に含まれる微分群遅延が大きくなるとＱペナルティが増加し再生性能が低下する。他方光学的偏波モード分散補償装置３０−１，３０−２，．．．、３０−ｎ又は３０−０の制御量を大きくすることにより（図中、「制御量大」の曲線）、受信光信号に含まれる微分群遅延が小さい間は再生性能が低いが、受信光信号に含まれる微分群遅延が大きくなった場合の再生性能の低下の割合を小さくできる。

これに対し本実施例では、図９，図１０（ａ）、図１１とともに上述の如く光学的偏波モード分散補償装置３０−１，３０−２，．．．、３０−ｎ又は３０−０にて受信光信号に含まれる微分群遅延を抑制するとともに、前方誤り訂正装置２５−１，２５−２，．．．、２５−ｎを設け前方誤り訂正（ＦＥＣ）処理を実施する構成を有する。その結果上記光学的偏波モード分散補償装置におけるフィードバック制御量を小さくした場合、図１０（ｂ）中「制御量小且つＦＥＣ」の曲線の如く、受信光信号に含まれる微分群遅延が小さい間の再生性能が確保可能であるとともに、受信光信号に含まれる微分群遅延が大きくなった場合の再生性能の低下の割合を小さくすることが可能となる。その結果受信光信号に含まれる微分群遅延の量に関わらず比較的安定的に微分群遅延許容範囲を高く維持でき、もって良好な信号再生性能を提供することが可能となる。

本発明は以下の付記の構成をとり得る。
（付記１）
偏波スクランブリングを実施することにより光ファイバで生ずる偏波モード分散による影響を緩和する構成とされてなる光信号伝送システムにおける光信号処理装置であって、
受信光信号が有する微分群遅延を光学的に抑制する偏波モード分散補償手段と、
偏波モード分散補償手段によって微分群遅延が抑制された光信号を電気信号に変換する信号変換手段と、
信号変換手段によって得られた電気信号に対し誤り訂正処理を実施する誤り訂正手段とよりなり、
前記偏波モード分散補償手段は、前記偏波スクランブリングを高速化することによってジッタ許容範囲への影響が増加する受信光信号中のジッタ振幅を抑制する構成とされてなる光信号処理装置。
（付記２）
前記誤り訂正手段は、前記偏波スクランブリングの高速化によって偏波状態が高速で変動する偏波状態が所定のフレーム期間内に現れることにより所定の誤り訂正の効果を奏する構成とされてなる付記１に記載の光信号処理装置。
（付記３）
前記偏波モード分散補償手段は、偏波スクランブリングの高速化により生ずるジッタを抑制し、もって前記電気信号からクロックリカバリ処理による送信情報の抽出を可能にする構成とされてなる付記１に記載の光信号処理装置。
（付記４）
前記誤り訂正手段は前方誤り訂正処理を実施する構成とされてなる付記１に記載の光信号処理装置。
（付記５）
受信光信号は波長多重信号よりなり、受信光信号を波長毎に分離する波長分離手段を有し、
前記偏波モード分散補償手段は前記波長分離手段により波長毎に分離された受信光信号の波長毎に設けられてなり、微分群遅延を波長毎にモニタするモニタ手段と、
前記モニタ手段によって検出された微分群遅延に応じて受信光信号の微分群遅延を打ち消す補償手段とよりなる付記１に記載の光信号処理装置。
（付記６）
受信光信号は波長多重信号よりなり、受信光信号を波長毎に分離する波長分離手段を有し、
前記偏波モード分散補償手段は前記波長分離手段により受信光信号が波長毎に分離される前の段階に設けられ、受信光信号が含む微分群遅延を波長毎にモニタするモニタ手段と、
前記モニタ手段によって検出された微分群遅延に応じて受信光信号の微分群遅延を打ち消す補償手段とよりなる付記１に記載の光信号処理装置。
（付記７）
送信光信号に対し偏波スクランブリングを実施する偏波スクランブラと、
前記送信光信号を伝送する光ファイバと、
前記光ファイバによって伝送された送信光信号を受信し、当該受信光信号が有する微分群遅延を光学的に抑制する偏波モード分散補償手段と、偏波モード分散補償手段によって微分群遅延が補償された光信号を電気信号に変換する信号変換手段と、信号変換手段によって得られた電気信号に対し誤り訂正処理を実施する誤り訂正手段とよりなる光信号処理装置とよりなり、
前記偏波モード分散補償手段は、前記偏波スクランブリングを高速化することによってジッタ許容範囲への影響が増加する受信光信号中のジッタ振幅を抑制する構成とされてなる光信号伝送システム。
（付記８）
前記光信号処理装置の前記誤り訂正手段は、前記偏波スクランブリングの高速化によって偏波状態が高速で変動する偏波状態が所定のフレーム期間内に現れることにより所定の誤り訂正の効果を奏する構成とされてなる付記７に記載の光信号伝送システム。
（付記９）
前記光信号処理装置の前記偏波モード分散補償手段は、前記偏波スクランブラによる偏波スクランブリング処理の高速化により受信光信号中に生ずるジッタを抑制することにより、前記電気信号からクロックリカバリ処理によって送信情報を抽出することを可能にする構成とされてなる付記７に記載の光信号伝送システム。
（付記１０）
前記光信号処理装置の前記誤り訂正手段は前方誤り訂正処理を実施する構成とされてなる付記７に記載の光信号伝送システム。
（付記１１）
送信光信号は波長多重信号よりなり、
前記光信号処理装置は受信光信号を波長毎に分離する波長分離手段を有し、
前記光信号処理装置の前記偏波モード分散補償手段は前記波長分離手段により波長毎に分離された受信光信号の波長毎に設けられてなり、波長毎に微分群遅延をモニタするモニタ手段と、
前記モニタ手段によって検出された微分群遅延に応じ、当該波長に係る受信光信号の微分群遅延を打ち消す補償手段とよりなる付記７に記載の光信号伝送システム。
（付記１２）
送信光信号は波長多重信号よりなり、
前記光信号処理装置は、受信光信号を波長毎に分離する波長分離手段を有し、
前記光信号処理装置の前記偏波モード分散補償手段は前記波長分離手段により受信光信号が波長毎に分離される前の段階に設けられ、受信光信号が含む波長毎に微分群遅延をモニタするモニタ手段と、
前記モニタ手段によって検出された微分群遅延に応じ、当該波長に係る受信光信号の微分群遅延を打ち消す補償手段とよりなる付記７に記載の光信号伝送システム。
（付記１３）
偏波スクランブリングを実施することにより光ファイバにおける偏波モード分散による影響を緩和する構成とされてなる光伝送システムにおける光信号処理方法であって、
受信光信号が有する微分群遅延を光学的に抑制する構成の偏波モード分散補償段階と、
偏波モード分散補償段階にて微分群遅延が抑制された光信号を電気信号に変換する信号変換段階と、
信号変換段階にて得られた電気信号に対し誤り訂正処理を実施する誤り訂正段階とよりなり、
前記偏波モード分散補償段階では、前記偏波スクランブリング処理を高速化することによってジッタ許容範囲への影響が増加する受信光信号中のジッタ振幅を抑制する構成とされてなる光信号処理方法。
（付記１４）
前記誤り訂正段階では、前記偏波スクランブリング処理の高速化により、受信光信号において同偏波スクランブリング処理の結果生ずる偏波状態が時間軸についての所定のフレーム内に包含されるようになり、もって所定の誤り訂正の効果を奏する構成とされてなる付記１３に記載の光信号処理方法。
（付記１５）
前記偏波モード分散補償段階では、前記偏波スクランブリング処理の高速化により受信光信号中に生ずるジッタを抑制することにより、前記電気信号からクロックリカバリ処理によって送信情報を抽出することを可能にする構成とされてなる付記１３に記載の光信号処理方法。
（付記１６）
前記誤り訂正段階では前方誤り訂正処理を実施する構成とされてなる付記１３に記載の光信号処理方法。
（付記１７）
受信光信号は波長多重信号よりなり、受信光信号を波長毎に分離する波長分離段階を有し、
前記偏波モード分散補償段階では、前記波長分離段階により波長毎に分離された受信光信号の波長毎に微分群遅延をモニタするモニタ段階と、
前記モニタ段階にて検出された微分群遅延に応じ、受信光信号の微分群遅延を打ち消す補償段階とよりなる付記１３に記載の光信号処理方法。
（付記１８）
受信光信号は波長多重信号よりなり、受信光信号を波長毎に分離する波長分離段階を有し、
前記偏波モード分散補償段階では、前記波長分離段階にて受信光信号が波長毎に分離される前の段階で、受信光信号が含む波長毎に微分群遅延をモニタするモニタ段階と、
前記モニタ段階にて検出された微分群遅延に応じ、当該波長に係る受信光信号の微分群遅延を打ち消す補償段階とよりなる付記１３に記載の光信号処理方法。

従来の問題点を説明するための図（その１）である。 従来の問題点を説明するための図（その２）である。 従来の問題点を説明するための図（その３）である。 従来の問題点を説明するための図（その４）である。 本発明の実施の形態の構成を示すブロック図である。 一次偏波モード分散について説明するための図（その１）である。 一次偏波モード分散について説明するための図（その２）である。 高次偏波モード分散について説明するための図である。 本発明の第１実施例の構成を示すブロック図である。 光学的ＰＭＤＣを説明するための図である。 本発明の第２実施例の構成を示すブロック図である。

符号の説明

１０ 送信装置
２０ 受信装置
２５ 前方誤り訂正装置
３０ 光学的偏波モード分散補償装置
４０ 偏波スクランブラ
５０ 光ファイバ

Claims (10)

1. 偏波スクランブリングを実施することにより光ファイバの偏波モード分散による影響を緩和する構成とされてなる光信号伝送システムにおける光信号処理装置であって、
   受信光信号が有する微分群遅延を光学的に抑制する偏波モード分散補償手段と、
   偏波モード分散補償手段によって微分群遅延が抑制された光信号を電気信号に変換する信号変換手段と、
   信号変換手段によって得られた電気信号に対し誤り訂正処理を実施する誤り訂正手段とよりなり、
   前記偏波モード分散補償手段は、前記偏波スクランブリングを高速化することによってジッタ許容範囲への影響が増加する受信光信号中のジッタ振幅を抑制する構成とされてなる光信号処理装置。
2. 前記誤り訂正手段は、前記偏波スクランブリングの高速化によって偏波状態が高速で変動する偏波状態が所定のフレーム期間内に現れることにより所定の誤り訂正の効果を奏する構成とされてなる請求項１に記載の光信号処理装置。
3. 前記偏波モード分散補償手段は、偏波スクランブリングの高速化により生ずるジッタを抑制し、もって前記電気信号からクロックリカバリ処理による送信情報の抽出を可能にする構成とされてなる請求項１に記載の光信号処理装置。
4. 前記誤り訂正手段は前方誤り訂正処理を実施する構成とされてなる請求項１に記載の光信号処理装置。
5. 受信光信号は波長多重信号よりなり、受信光信号を波長毎に分離する波長分離手段を有し、
   前記偏波モード分散補償手段は前記波長分離手段により波長毎に分離された受信光信号の波長毎に設けられてなり、微分群遅延を波長毎にモニタするモニタ手段と、
   前記モニタ手段によって検出された微分群遅延に応じて受信光信号の微分群遅延を打ち消す補償手段とよりなる請求項１に記載の光信号処理装置。
6. 受信光信号は波長多重信号よりなり、受信光信号を波長毎に分離する波長分離手段を有し、
   前記偏波モード分散補償手段は前記波長分離手段により受信光信号が波長毎に分離される前の段階に設けられ、受信光信号が含む微分群遅延を波長毎にモニタするモニタ手段と、
   前記モニタ手段によって検出された微分群遅延に応じて受信光信号の微分群遅延を打ち消す補償手段とよりなる請求項１に記載の光信号処理装置。
7. 送信光信号に対し偏波スクランブリングを実施する偏波スクランブラと、
   前記送信光信号を伝送する光ファイバと、
   前記光ファイバによって伝送された送信光信号を受信し、当該受信光信号が有する微分群遅延を光学的に抑制する偏波モード分散補償手段と、偏波モード分散補償手段によって微分群遅延が補償された光信号を電気信号に変換する信号変換手段と、信号変換手段によって得られた電気信号に対し誤り訂正処理を実施する誤り訂正手段とよりなる光信号処理装置とよりなり、
   前記偏波モード分散補償手段は、前記偏波スクランブリングを高速化することによってジッタ許容範囲への影響が増加する受信光信号中のジッタ振幅を抑制する構成とされてなる光信号伝送システム。
8. 前記光信号処理装置の前記誤り訂正手段は、前記偏波スクランブリングの高速化によって偏波状態が高速で変動する偏波状態が所定のフレーム期間内に現れることにより所定の誤り訂正の効果を奏する構成とされてなる請求項７に記載の光信号伝送システム。
9. 偏波スクランブリングを実施することにより光ファイバにおける偏波モード分散による影響を緩和する構成とされてなる光伝送システムにおける光信号処理方法であって、
   受信光信号が有する微分群遅延を光学的に抑制する構成の偏波モード分散補償段階と、
   偏波モード分散補償段階にて微分群遅延が抑制された光信号を電気信号に変換する信号変換段階と、
   信号変換段階にて得られた電気信号に対し誤り訂正処理を実施する誤り訂正段階とよりなり、
   前記偏波モード分散補償段階では、前記偏波スクランブリング処理を高速化することによってジッタ許容範囲への影響が増加する受信光信号中のジッタ振幅を抑制する構成とされてなる光信号処理方法。
10. 前記誤り訂正段階では、前記偏波スクランブリング処理の高速化により、受信光信号において同偏波スクランブリング処理の結果生ずる偏波状態が時間軸についての所定のフレーム内に包含されるようになり、もって所定の誤り訂正の効果を奏する構成とされてなる請求項９に記載の光信号処理方法。

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