JP2010078775A - Polarization mode dispersion compensation apparatus and polarization mode dispersion compensation method - Google Patents

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祥宏 神田
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To keep the state of polarization (SOP) of output light output from a polarization mode dispersion (PMD) compensator always constant even when the PMD compensation is in operation. <P>SOLUTION: The polarization mode dispersion compensation apparatus is configured by including: a first polarization face controller 210; a variable differential group delay (DGD) controlling part 220; a second polarization face controller 232; a polarization analyzer 236; and a control signal generator 240. The first polarization face controller adjusts the state of polarization of an input received PMD compensation signal 209 and generates a polarization face control signal 211. The variable DGD controlling part gives DGD to one of a rectangular cross peculiar polarization mode of polarization of the polarized face control signal to generate a PMD compensation signal 215. The second polarization face controller adjusts the state of polarization of the PMD compensation signal, and generates and outputs an output signal 233. The output signal is partially tapped by an optical splitter 234 and a monitor signal 235 is picked up, and output outside as an output signal 251. The first polarization face controller, the variable DGD controlling part and the second polarization face controller are respectively controlled by the polarization analyzer and the control signal generator. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

この発明は、光伝送システムにおいて光伝送路を構成する光ファイバ(以後、光ファイバ伝送路ということもある。)の偏波モード分散に起因して生じる、光パルスの時間波形の歪みを除去する偏波モード分散補償方法及び偏波モード分散補償装置に関する。   The present invention eliminates distortion of a time waveform of an optical pulse caused by polarization mode dispersion of an optical fiber (hereinafter also referred to as an optical fiber transmission line) constituting an optical transmission line in an optical transmission system. The present invention relates to a polarization mode dispersion compensation method and a polarization mode dispersion compensation apparatus.

光伝送システムにおける伝送品質に影響を与える要因に、光の信号対雑音比(OSNR: Optical Signal-to-Noise Ratio)、及び光ファイバ伝送路の波長分散、非線形光学効果、偏波モード分散(PMD: Polarization Mode Dispersion)等がある。このうちPMDは時間的に変動する特性を有し、しかも伝送速度が高速になる程、PMDに起因して発生する光パルスの時間波形の歪が伝送品質に与える影響が大きくなるためPMDを補償する必要性が高まる。   Factors that affect transmission quality in optical transmission systems include optical signal-to-noise ratio (OSNR), chromatic dispersion of optical fiber transmission lines, nonlinear optical effects, and polarization mode dispersion (PMD). : Polarization Mode Dispersion). Among these, PMD has characteristics that vary with time, and the higher the transmission speed, the greater the effect of distortion of the optical pulse time waveform caused by PMD on the transmission quality. The need to do increases.

光ファイバの製造過程においてコアの断面形状が僅かに楕円形状となること等に起因して光ファイバに複屈折性が発現する。この複屈折性は、光ファイバ伝送路に加えられる曲げ応力、あるいは温度変化影響によって変動する。また、光ファイバの複屈折性の変動は、例えば、システムのメンテナンスの作業中に光ファイバ伝送路に触れるといった事態によっても生じ、あるいは光ファイバ伝送路の架橋部の振動等によっても生じる。   Birefringence develops in the optical fiber due to the fact that the cross-sectional shape of the core becomes slightly elliptical in the manufacturing process of the optical fiber. This birefringence varies depending on the bending stress applied to the optical fiber transmission line or the influence of temperature change. Further, the change in the birefringence of the optical fiber also occurs due to, for example, a situation in which the optical fiber transmission line is touched during the maintenance work of the system, or due to vibration of the bridge portion of the optical fiber transmission line.

光パルス信号を構成する光パルスが光ファイバ伝送路を伝播すると、光ファイバ伝送路の有する複屈折性に起因して、光パルスの直交する偏波成分の間に伝播時間差、すなわち群遅延(DGD:Differential Group Delay)が生じる。この現象がPMDである。なお、ここにいうPMDは、後述する高次のPMDと区別するために、1次のPMDということもある。ただし、以後の説明においては、煩雑を回避するため特に区別する必要がある場合を除き1次のPMDを単にPMDということもある。   When an optical pulse composing an optical pulse signal propagates through an optical fiber transmission line, due to the birefringence of the optical fiber transmission line, a propagation time difference, that is, a group delay (DGD) between orthogonal polarization components of the optical pulse. : Differential Group Delay) occurs. This phenomenon is PMD. Note that the PMD here is sometimes referred to as a primary PMD in order to distinguish it from a higher-order PMD described later. However, in the following description, the primary PMD may be simply referred to as PMD unless it is necessary to distinguish between them in order to avoid complications.

光伝送路を構成する光ファイバで発現するPMDの大きさの程度はPMD係数(単位:ps/(km1/2))で与えられる。PMDに起因して、伝送光パルス信号の1ビットの周期の30%に及ぶDGDが発生すると、光通信におけるビット誤り率(bit error rate)に大きな影響が現れることが知られている。 The degree of the size of PMD expressed in the optical fiber constituting the optical transmission line is given by the PMD coefficient (unit: ps / (km 1/2 )). It is known that when a DGD of 30% of the period of one bit of a transmission optical pulse signal occurs due to PMD, a large influence is exerted on a bit error rate in optical communication.

一例として、伝送ビットレート160 Gbit/sの光時分割多重(OTDM: Optical Time Division Multiplexing)信号について、PMDが与える影響について検討する。   As an example, the effect of PMD on an optical time division multiplexing (OTDM) signal with a transmission bit rate of 160 Gbit / s is examined.

伝送ビットレート160 Gbit/sのOTDM信号の1ビットの時間幅は6.25 psである。ここで、光ファイバ伝送路が、PMD係数0.2 ps/(km1/2)の単一モード光ファイバ(SMF: single mode fiber)であると仮定する。このSMFを光パルスが88 km伝播すると、DGDの値は1.9 psに達する。すなわち、このOTDM信号の1ビットの時間幅6.25 psに対して、1.9 ps というDGDの値は30%(1.9/6.25≒0.30)に達し、この場合の有効な伝送距離は88 kmに制限されることが分かる。 The time width of one bit of an OTDM signal with a transmission bit rate of 160 Gbit / s is 6.25 ps. Here, it is assumed that the optical fiber transmission line is a single mode fiber (SMF) having a PMD coefficient of 0.2 ps / (km 1/2 ). When an optical pulse propagates through this SMF for 88 km, the DGD value reaches 1.9 ps. In other words, the DGD value of 1.9 ps reaches 30% (1.9 / 6.25 ≒ 0.30) for the time width of 6.25 ps of 1 bit of this OTDM signal, and the effective transmission distance in this case is limited to 88 km. I understand that.

偏波モード分散に起因する光パルスの時間波形の歪を補償するPMD補償装置には、従来、光段補償方法と電気段補償方法の2通りの方法が知られている。電気段補償方法は、電子デバイスの動作速度の上限に起因して、伝送速度が40 Gbit/sを超える光パス信号のPMD補償を行うことが困難となる。そこで、光段補償方法が必要とされる。   Conventionally, two methods, an optical stage compensation method and an electrical stage compensation method, are known as a PMD compensation device that compensates for distortion of a time waveform of an optical pulse caused by polarization mode dispersion. In the electrical stage compensation method, it becomes difficult to perform PMD compensation of an optical path signal whose transmission speed exceeds 40 Gbit / s due to the upper limit of the operating speed of the electronic device. Therefore, an optical stage compensation method is required.

光段補償方法として、光信号を構成する光パルスの偏光度(DOP: Degree of Polarization)をモニターして、DGDを補償する方法が知られている(例えば、非特許文献1参照)。DOPをモニターしてDGDを補償する方法は、波形歪みの補償の対象である光信号の伝送ビットレートに依存せずに実行できること、及び任意のRZ(Return to Zero)フォーマットの光信号に対しても適用が可能であるという特長を有している。   As an optical stage compensation method, there is known a method of compensating for DGD by monitoring the degree of polarization (DOP: Degree of Polarization) of an optical pulse constituting an optical signal (see, for example, Non-Patent Document 1). The method of monitoring DOP and compensating for DGD can be performed without depending on the transmission bit rate of the optical signal that is the object of waveform distortion compensation, and for any RZ (Return to Zero) format optical signal Is also applicable.

この方法を実施するためのPMD補償装置は、偏波面コントローラ、偏光度補償器(以後、DGD補償器ということもある。)、偏波解析器、及びこれらを制御するための制御装置を具えて構成される。このPMD補償装置を用いるPMD補償方法には、DOPの値が極大となるように、偏波面コントローラ及びDGD補償器を適応的に制御し、PMDによる光パルスの時間波形歪を補償するアルゴリズムが利用されている。   A PMD compensator for carrying out this method includes a polarization plane controller, a polarization degree compensator (hereinafter also referred to as a DGD compensator), a polarization analyzer, and a controller for controlling them. Composed. The PMD compensation method using this PMD compensator uses an algorithm that adaptively controls the polarization controller and DGD compensator so that the DOP value is maximized, and compensates for the temporal waveform distortion of the optical pulse due to PMD. Has been.

図1を参照して、従来のPMD補償装置の構成及びその動作を説明する。図1は、従来のPMD補償装置の概略的ブロック構成図である。光信号の通路を太線で示し、電気信号の通路を細線で示してある。   The configuration and operation of a conventional PMD compensation device will be described with reference to FIG. FIG. 1 is a schematic block diagram of a conventional PMD compensation device. The optical signal path is indicated by a thick line, and the electrical signal path is indicated by a thin line.

PMD補償装置100は、偏波面コントローラ102、DGD補償器104、制御信号生成器106、光分岐器108、及び偏波解析器110を具えて構成されている。偏波面コントローラ102は、制御信号生成器106から供給される制御信号107aに応じて、入力光信号101の偏光状態を任意に変換することができる。   The PMD compensation apparatus 100 includes a polarization plane controller 102, a DGD compensator 104, a control signal generator 106, an optical splitter 108, and a polarization analyzer 110. The polarization plane controller 102 can arbitrarily convert the polarization state of the input optical signal 101 in accordance with the control signal 107a supplied from the control signal generator 106.

DGD補償器104は、制御信号生成器106から供給される制御信号107bに応じて、偏波面コントローラ102から出力される光信号103の固有偏光モードの一方の偏波モード成分に対してDGDの値を任意に調整することができる。すなわち、DGD補償器104は、偏波面コントローラ102から出力される光信号103のDGDの値を減少させて、光信号103のDGD補償を行う機能を有している。   The DGD compensator 104 has a DGD value for one polarization mode component of the intrinsic polarization mode of the optical signal 103 output from the polarization plane controller 102 in response to the control signal 107b supplied from the control signal generator 106. Can be adjusted arbitrarily. That is, the DGD compensator 104 has a function of reducing the DGD value of the optical signal 103 output from the polarization plane controller 102 and performing DGD compensation of the optical signal 103.

PMD補償装置100においては、入力光信号101に対して以下の第1から第3ステップから成るPMD補償方法が実施される。   In the PMD compensation apparatus 100, the PMD compensation method including the following first to third steps is performed on the input optical signal 101.

第1ステップは、入力光信号101に対して、この入力光信号101の2つの固有偏波モードのうちPMD補償装置100に先に到達した固有偏波モード成分の偏波方向と、DGD補償器の遅相軸(Slow axis)の方向とが合致するように、偏波面コントローラ102が制御されるステップである。   The first step is for the input optical signal 101, the polarization direction of the intrinsic polarization mode component that has reached the PMD compensation device 100 first of the two intrinsic polarization modes of the input optical signal 101, and the DGD compensator In this step, the polarization plane controller 102 is controlled so that the direction of the slow axis coincides with the direction of the slow axis.

DGD補償器104から出力される光信号105は、光分岐器108で受信光パルス信号109aと受信光パルス信号109bに分岐される。受信光パルス信号109bは、偏波解析器110に入力される。第2ステップは、この偏波解析器110において、受信光パルス信号109bのストークスパラメータを抽出して、DOPを算出するステップである。また、受信光パルス信号109aは、PMD補償装置100の後段に設けられる受信処理部(図示を省略してある。)に入力されて、電気信号の形態に変換する等の受信処理が行われる。   The optical signal 105 output from the DGD compensator 104 is branched by the optical splitter 108 into a received optical pulse signal 109a and a received optical pulse signal 109b. The received optical pulse signal 109b is input to the polarization analyzer 110. The second step is a step in which the polarization analyzer 110 extracts the Stokes parameters of the received optical pulse signal 109b and calculates the DOP. The received optical pulse signal 109a is input to a reception processing unit (not shown) provided at a subsequent stage of the PMD compensation apparatus 100, and reception processing such as conversion into an electric signal form is performed.

第3ステップは、制御信号生成器106において、偏波解析器110から出力されるDOP信号111に基づいて、上述の偏波解析器110で算出されたDOPが極大となるように、偏波面コントローラ102及びDGD補償器104へ供給すべき制御信号107a及び107bを算出するステップである。PMDに起因する光パルスの時間波形歪は、DOPが極大のときに最小となることが知られている(例えば、非特許文献2を参照)。   The third step is to control the polarization plane controller in the control signal generator 106 so that the DOP calculated by the polarization analyzer 110 is maximized based on the DOP signal 111 output from the polarization analyzer 110. 102 and control signals 107a and 107b to be supplied to the DGD compensator 104. It is known that the time waveform distortion of an optical pulse caused by PMD is minimized when DOP is maximal (see, for example, Non-Patent Document 2).

上述の第1から第3ステップを繰り返して、フィードバック制御を行うことによって、PMD補償装置100において、光パルスの時間波形歪の補償が実行される。   By performing the feedback control by repeating the first to third steps described above, the PMD compensation apparatus 100 performs compensation for the time waveform distortion of the optical pulse.

光ファイバの複屈折性に起因して、その伝播速度の偏波面の方向依存性が生ずるが、このとき光の位相速度が遅い偏波面の方向を規定する軸を遅相軸(slow axis)と呼び、伝播する光の位相速度が速い偏波面の方向を規定する軸を進相軸(fast axis)と呼ぶ。この遅相軸と進相軸との間の伝播時間差が、PMD量である。   Due to the birefringence of the optical fiber, the direction dependence of the polarization plane of the propagation speed occurs. At this time, the axis that defines the direction of the polarization plane where the phase speed of light is slow is the slow axis. The axis that defines the direction of the plane of polarization where the phase velocity of the propagating light is fast is called the fast axis. The difference in propagation time between the slow axis and the fast axis is the PMD amount.

光伝送路としての光ファイバの長さが短い場合には、進相軸と遅相軸とは、その方向が光の伝播方向(z軸方向とする。)に対して保存された状態で存在する。しかしながら、光伝送路としての光ファイバの長さが長くなると、進相軸と遅相軸とは、その方向が光の伝播方向(z軸方向)に対して保存された状態で存在するのではなく、z軸の位置に対応して進相軸及び遅相軸の向きは変化するという現象を無視することができなくなる。   When the length of the optical fiber as the optical transmission line is short, the fast axis and the slow axis exist in a state where the directions are preserved with respect to the light propagation direction (z-axis direction). To do. However, when the length of the optical fiber as the optical transmission line is increased, the fast axis and the slow axis do not exist in a state in which the direction is preserved with respect to the light propagation direction (z-axis direction). In other words, the phenomenon that the direction of the fast axis and the slow axis changes corresponding to the position of the z axis cannot be ignored.

この光ファイバを光パルスが伝播する場合、光パルスの波長スペクトル成分のうち長波長成分と短波長成分とでは、その進相軸及び遅相軸の向きも異なってくる。すなわち、進相軸及び遅相軸の向きのz軸依存性が波長成分ごとに異なり、光パルスの時間波形は、1次PMDとは異なり複雑に変形する。このように、z軸の位置に対応して進相軸及び遅相軸の向きが変化することに起因して発生するPMDを高次PMDと呼ぶ。   When an optical pulse propagates through this optical fiber, the direction of the fast axis and the slow axis differs between the long wavelength component and the short wavelength component of the wavelength spectral components of the optical pulse. That is, the z-axis dependency of the direction of the fast axis and the slow axis differs for each wavelength component, and the time waveform of the optical pulse is complicatedly deformed unlike the first-order PMD. Thus, the PMD generated due to the change of the direction of the fast axis and the slow axis corresponding to the position of the z axis is referred to as a high order PMD.

光伝送システムにおいて伝送速度が高速になる程、伝送される光パルス信号を構成する光パルスの時間波形の半値幅を狭くする必要がある。すなわち、伝送速度が高速になる程この光パルスの波長スペクトル幅は広くなる。従って、光パルスの波長スペクトル成分のうち長波長成分と短波長成分とでは、上述したように進相軸及び遅相軸の向きが異なることから、光パルスの波長スペクトル幅は広くなるほど進相軸及び遅相軸の向きの相違が大きくなる。この結果、光伝送システムにおいて伝送速度が高速になる程、高次PMDの影響が現れやすくなる。言い換えると、光伝送システムにおいて伝送速度が高速になる程、高次PMDの抑圧を行う必要性が増す。   As the transmission speed becomes higher in the optical transmission system, it is necessary to narrow the half width of the time waveform of the optical pulse constituting the transmitted optical pulse signal. That is, the wavelength spectrum width of the optical pulse becomes wider as the transmission speed becomes higher. Therefore, the long-wavelength component and the short-wavelength component of the wavelength spectrum component of the optical pulse are different in the direction of the fast axis and the slow axis as described above. Therefore, the wider the wavelength spectrum width of the optical pulse, the faster the fast axis. And the difference in the direction of the slow axis becomes large. As a result, the higher the transmission speed in the optical transmission system, the more likely the influence of higher-order PMD appears. In other words, the higher the transmission rate in the optical transmission system, the greater the need for higher-order PMD suppression.

高次PMDを抑圧する光段補償方法を実現する装置として、偏波面コントローラとDGD補償器とからなる1次PMD補償器を多段に直列接続した装置が開示されている(例えば、非特許文献3参照)。また、高次PMD成分及び非偏波成分を偏光子によって除去する方法が開示されている(例えば、非特許文献4参照)。   As an apparatus for realizing an optical stage compensation method for suppressing high-order PMD, an apparatus in which primary PMD compensators each including a polarization controller and a DGD compensator are connected in series is disclosed (for example, Non-Patent Document 3). reference). In addition, a method of removing higher-order PMD components and non-polarized components with a polarizer is disclosed (for example, see Non-Patent Document 4).

一方、時々刻々と偏波状態(SOP: State of Polarization)が変化する光を入力させて常に一定のSOP状態で出力する、偏波安定化回路が知られており(例えば、特許文献1参照)、偏波依存性を有する光回路の前段に配置されて利用されている。   On the other hand, there is known a polarization stabilizing circuit that inputs light whose polarization state (SOP: State of Polarization) changes every moment and outputs it in a constant SOP state (see, for example, Patent Document 1). It is used by being disposed in the previous stage of an optical circuit having polarization dependency.

この偏波安定化回路は、入力光を偏波分離手段によってP偏波成分とS偏波成分とに分離し、P偏波成分あるいはS偏波成分のいずれか一方の偏波成分の偏波面を1/2波長板で90°回転させた後、もう一方の偏波成分と合波することによって、偏波無依存性を実現させている。   This polarization stabilization circuit separates the input light into P-polarization component and S-polarization component by polarization separation means, and the polarization plane of either the P-polarization component or the S-polarization component Is rotated 90 ° with a half-wave plate and then combined with the other polarization component to achieve polarization independence.

また、偏波安定化回路として上述の偏波安定化回路とは別の構成の偏波安定化回路も知られている。この偏波安定化回路は、1/4波長板と1/2波長板とを組み合わせ、入力光のDOPのストークスパラメータに変換し、SOPを常に一定化する、自動追尾型偏波面コントローラが市販されている(例えば、株式会社オプトクエスト、型番:ALP 05A)。
特開平9-90299号公報 Lianshan Yan, et al., "Practical Solutions to Polarization -Mode-Dispersion Emulation and Compensation", Journal of Lightwave Technology, vol. 24, No. 11 pp. 3992-4005 (2006). 磯村章彦、石川丈二「自動偏波モード分散補償技術の現状と課題」OPTRONICS、2003年、No.10、pp.126〜129. C. Xie,et al., "Mitigation of Higher Order PMD by distributing PMD Compensators in the Transmission Line", ECOC 2002, 7.1.1. K. Ikeda, "Simple PMD Compensator with Higher Order PMD Mitigation", OFC 2003, MF90.
Further, a polarization stabilization circuit having a configuration different from the above-described polarization stabilization circuit is also known as a polarization stabilization circuit. This polarization stabilization circuit is a commercially available auto-tracking polarization plane controller that combines a quarter-wave plate and a half-wave plate, converts them into DOP Stokes parameters of the input light, and keeps the SOP constant. (For example, Opt-Quest Inc., model number: ALP 05A).
Japanese Unexamined Patent Publication No. 9-90299 Lianshan Yan, et al., "Practical Solutions to Polarization -Mode-Dispersion Emulation and Compensation", Journal of Lightwave Technology, vol. 24, No. 11 pp. 3992-4005 (2006). Akihiko Tsujimura, Shoji Ishikawa “Current Status and Issues of Automatic Polarization Mode Dispersion Compensation Technology” OPTRONICS, 2003, No. 10, pp. 126-129. C. Xie, et al., "Mitigation of Higher Order PMD by distributing PMD Compensators in the Transmission Line", ECOC 2002, 7.1.1. K. Ikeda, "Simple PMD Compensator with Higher Order PMD Mitigation", OFC 2003, MF90.

しかしながら、DGD補償器によってDGDの値を変化させることは、直交する偏波モード間の位相差を変化させることに相当し、DGD補償器から出力される出力光のSOPが変化する。光通信において光ファイバ伝送路を伝播して受信側装置に到達する光信号のDGDの値は時間経過に従って変動するので、光通信におけるPMD補償装置に利用されるDGD補償器には可変DGD補償器が使われる。PMD補償装置を構成するDGD補償器として可変DGD補償器を採用した場合、DGD補償器から出力される出力光のSOPが補償DGD量を変化させたことに起因して大きく、瞬時に変化するため、このPMD補償装置の後段に偏波依存性を有する光デバイスを構成要素とする装置を配置することが困難となる。   However, changing the value of DGD by the DGD compensator corresponds to changing the phase difference between orthogonal polarization modes, and the SOP of the output light output from the DGD compensator changes. Since the DGD value of the optical signal that propagates through the optical fiber transmission line and reaches the receiving device in optical communication varies with time, the DGD compensator used in the PMD compensator in optical communication is a variable DGD compensator. Is used. When a variable DGD compensator is used as the DGD compensator that constitutes the PMD compensator, the SOP of the output light output from the DGD compensator is large due to the change in the compensation DGD amount and changes instantaneously. Therefore, it becomes difficult to arrange a device having an optical device having polarization dependency as a constituent element in the subsequent stage of the PMD compensation device.

そこで、この発明の目的は、光ファイバ伝送路のPMDによって時間波形が歪んだ光パルスから構成される被PMD補償光パルス信号を入力して当該光パルスの時間波形を整形する動作が行われている状態であっても、当該光パルスのSOPを時間変動がなく、常に一定に保ってPMD補償光パルス信号として生成して出力するPMD補償装置及びこのPMD補償装置を利用するPMD補償方法を提供することにある。   Accordingly, an object of the present invention is to input an PMD compensated optical pulse signal composed of an optical pulse whose time waveform is distorted by PMD of an optical fiber transmission line, and to perform an operation for shaping the time waveform of the optical pulse. A PMD compensation device that generates and outputs a PMD compensated optical pulse signal that is always kept constant and does not vary in time even when the optical pulse is in a state, and a PMD compensation method using this PMD compensation device There is to do.

この発明の発明者は、従来のPMD補償装置が具えるDGD補償器の後段に、1/2波長板及び1/4波長板を組み合わせて構成される偏波安定化回路を配置し、この偏波安定化回路から出力されるPMD補償された出力光のストークスパラメータを、常に予め設定された値になるように偏波安定化回路を制御することで、上述の課題が解決されることに思い至った。また、一般に偏波解析器は高価なデバイスであるが、PMD補償手段に用いられる偏波解析器と、偏波安定化手段に用いられる偏波解析器を同一のものを利用することで部品点数を削減することが可能である。すなわち、偏波安定化回路から出力される出力光のストークスパラメータを時間的に一定に保つように制御することで、SOPの変動をなくすことができ、PMD補償装置の後段に偏波依存性を有する光デバイスを構成要素とする装置を配置することが可能となる。   The inventor of the present invention arranges a polarization stabilizing circuit configured by combining a half-wave plate and a quarter-wave plate after the DGD compensator included in the conventional PMD compensation device. The above problem is solved by controlling the polarization stabilization circuit so that the Stokes parameter of the PMD-compensated output light output from the wave stabilization circuit always becomes a preset value. It came. In general, the polarization analyzer is an expensive device, but the number of parts can be reduced by using the same polarization analyzer used for the PMD compensation means and polarization analyzer used for the polarization stabilization means. Can be reduced. In other words, by controlling the Stokes parameter of the output light output from the polarization stabilization circuit to be constant over time, SOP fluctuations can be eliminated, and polarization dependency is added to the latter stage of the PMD compensator. It is possible to dispose an apparatus that includes an optical device having the constituent elements.

上述の理念に基づくこの発明の要旨によれば、以下のPMD補償装置及びPMD補償方法が提供される。   According to the gist of the present invention based on the above philosophy, the following PMD compensation apparatus and PMD compensation method are provided.

この発明のPMD補償装置は、光ファイバ伝送路のPMDによって発生する光パルスの時間波形を整形する装置であって、偏波モード調整部と、偏波面確定調整部とを具えて構成される。偏波モード調整部は、被PMD補償信号が入力信号として入力されて、この入力信号の偏波状態を調整し、かつこの入力信号の偏波モード間のDGDを調整してPMD補償信号を生成する。偏波面確定調整部は、PMD補償信号が入力されて、このPMD補償信号の偏波方向が確定され、かつPMDが補償された信号を出力信号として生成して出力する。   The PMD compensation device of the present invention is a device that shapes the time waveform of an optical pulse generated by PMD in an optical fiber transmission line, and includes a polarization mode adjustment unit and a polarization plane determination adjustment unit. The polarization mode adjustment unit receives the PMD compensated signal as an input signal, adjusts the polarization state of this input signal, and adjusts the DGD between the polarization modes of this input signal to generate a PMD compensation signal To do. The polarization plane determination adjustment unit receives the PMD compensation signal, generates a signal with the polarization direction of the PMD compensation signal fixed and the PMD compensated as an output signal, and outputs it.

この発明のPMD補償装置は以下のように構成するのが好適である。すなわち、この発明のPMD補償装置は、第1偏波面コントローラ、可変DGD調整部、第2偏波面コントローラ、偏波解析器、及び制御信号生成器を具えて構成される。   The PMD compensation device of the present invention is preferably configured as follows. That is, the PMD compensation apparatus of the present invention includes a first polarization plane controller, a variable DGD adjustment unit, a second polarization plane controller, a polarization analyzer, and a control signal generator.

第1偏波面コントローラは、入力信号として入力される被PMD補償信号に対して、この入力信号の偏波面の回転量を指示する第1パラメータ信号に応じて、この入力信号の偏波状態を調整して偏波面調整信号を生成する。   The first polarization plane controller adjusts the polarization state of the input signal according to the first parameter signal that indicates the amount of rotation of the polarization plane of the input signal for the PMD compensated signal input as the input signal. Thus, a polarization plane adjustment signal is generated.

可変DGD調整部は、第1偏波面コントローラから供給される偏波面調整信号に対して、この偏波面調整信号のDGDを指示する第2パラメータ信号に応じて、この偏波面調整信号の直交固有偏波モードの一方の偏波モード成分に対してDGDを付与して、PMD補償信号を生成する。   The variable DGD adjustment unit responds to a polarization plane adjustment signal supplied from the first polarization plane controller according to a second parameter signal instructing the DGD of the polarization plane adjustment signal. A PMD compensation signal is generated by applying DGD to one polarization mode component of the wave mode.

第2偏波面コントローラは、可変DGD調整部から供給されるPMD補償信号に対して、このPMD補償信号の偏波面の回転量を指示する第3パラメータ信号に応じて、このPMD補償信号の偏波方向を確定して出力信号を生成して出力する、偏波安定化回路として機能を果す。   The second polarization plane controller responds to the PMD compensation signal supplied from the variable DGD adjustment unit according to the third parameter signal indicating the amount of rotation of the polarization plane of the PMD compensation signal. It functions as a polarization stabilization circuit that determines the direction and generates and outputs an output signal.

偏波解析器は、出力信号からタップされたモニター信号のストークスパラメータを算出し、このストークスパラメータを電気信号であるストークスパラメータ信号に変換して出力する。   The polarization analyzer calculates the Stokes parameter of the tapped monitor signal from the output signal, converts the Stokes parameter into a Stokes parameter signal that is an electrical signal, and outputs the signal.

制御信号生成器は、ストークスパラメータ信号から、第1パラメータ信号、第2パラメータ信号、及び第3パラメータ信号を生成して、第1パラメータ信号を第1偏波面コントローラに供給し、第2パラメータ信号を可変DGD調整部に供給し、第3パラメータ信号を第2偏波面コントローラに供給する。   The control signal generator generates a first parameter signal, a second parameter signal, and a third parameter signal from the Stokes parameter signal, supplies the first parameter signal to the first polarization plane controller, and supplies the second parameter signal. The third parameter signal is supplied to the second polarization plane controller by supplying the variable DGD adjustment unit.

可変DGD調整部は、以下のように構成するのが好適である。すなわち、可変DGD調整部は、偏波分波器、偏波合波器、可動アーム、ステッピングモータ、及びステッピングモータドライバを具えて構成される。   The variable DGD adjustment unit is preferably configured as follows. That is, the variable DGD adjustment unit includes a polarization demultiplexer, a polarization multiplexer, a movable arm, a stepping motor, and a stepping motor driver.

偏波分波器は、偏波面調整信号を当該偏波面調整信号の直交固有偏波モードの第1偏波モード成分と第2偏波モード成分とに分岐する。第1偏波モード成分は、偏波合波器に入力され、第2偏波モード成分は、可動アームに入力されてDGDが付加されて偏波合波器に入力される。   The polarization demultiplexer branches the polarization plane adjustment signal into the first polarization mode component and the second polarization mode component of the orthogonal eigenpolarization mode of the polarization plane adjustment signal. The first polarization mode component is input to the polarization multiplexer, and the second polarization mode component is input to the movable arm, added with DGD, and input to the polarization multiplexer.

偏波合波器によって、第1偏波モード成分とDGDが付加された第2偏波モード成分とが合波されて、PMD補償信号が生成されるように、偏波分波器、可動アーム、及び偏波合波器が配置されている。   Polarization demultiplexer, movable arm so that the PMD compensation signal is generated by combining the first polarization mode component and the second polarization mode component with DGD added by the polarization multiplexer And a polarization multiplexer.

ステッピングモータは、DGDを第2偏波モード成分に付加するために必要な位置に可動アームを移動させる。ステッピングモータドライバは、ステッピングモータに対して可動アームを移動させための制御をする。   The stepping motor moves the movable arm to a position necessary for adding DGD to the second polarization mode component. The stepping motor driver performs control for moving the movable arm with respect to the stepping motor.

この発明のPMD補償方法は、光ファイバ伝送路のPMDによって発生する光パルスの時間波形を整形する方法であって、偏波モード調整ステップと、偏波面確定ステップとを含んでいる。   The PMD compensation method of the present invention is a method of shaping the time waveform of an optical pulse generated by PMD in an optical fiber transmission line, and includes a polarization mode adjustment step and a polarization plane determination step.

偏波モード調整ステップは、入力信号として入力される被PMD補償信号に対して、この入力信号の偏波状態を調整し、かつこの入力信号の偏波モード間のDGDを調整してPMD補償信号を生成するステップである。   The polarization mode adjustment step adjusts the polarization state of this input signal for the PMD compensated signal input as the input signal, and adjusts the DGD between the polarization modes of this input signal to adjust the PMD compensation signal. Is a step of generating.

偏波面確定ステップは、PMD補償信号が入力されて、このPMD補償信号の偏波方向を確定し、かつPMDが補償された信号を出力信号として生成して出力するステップである。   The polarization plane determination step is a step in which a PMD compensation signal is input, the polarization direction of the PMD compensation signal is determined, and a signal in which PMD is compensated is generated and output as an output signal.

この発明のPMD補償方法は、以下のステップを含んで構成するのが好適である。すなわち、第1偏波面コントロールステップと、DGD調整ステップと、第2偏波面コントロールステップと、偏波解析ステップと、制御信号生成ステップとを含んで構成する。   The PMD compensation method of the present invention preferably includes the following steps. That is, it includes a first polarization plane control step, a DGD adjustment step, a second polarization plane control step, a polarization analysis step, and a control signal generation step.

第1偏波面コントロールステップは、入力信号として入力される被PMD補償信号に対して、この入力信号の偏波面の回転量を指示する第1パラメータ信号に応じて、この入力信号の偏波状態を調整して偏波面調整信号を生成するコントロールステップである。   In the first polarization plane control step, for the PMD compensated signal input as an input signal, the polarization state of this input signal is determined according to the first parameter signal that indicates the amount of rotation of the polarization plane of this input signal. This is a control step for adjusting and generating a polarization plane adjustment signal.

DGD調整ステップは、偏波面調整信号に対して、この偏波面調整信号のDGDの値を指示する第2パラメータ信号に応じて、この偏波面調整信号の直交固有偏波モードの一方の偏波モード成分に対してDGDを付与して、PMD補償信号を生成するステップである。   In the DGD adjustment step, one polarization mode of the orthogonal eigenpolarization mode of this polarization plane adjustment signal is determined in response to the second parameter signal indicating the DGD value of this polarization plane adjustment signal. This is a step of generating a PMD compensation signal by applying DGD to the component.

第2偏波面コントロールステップは、PMD補償信号に対して、このPMD補償信号の偏波面の回転量を指示する第3パラメータ信号に応じて、このPMD補償信号の偏波方向を確定して、出力信号を生成するステップである。   The second polarization plane control step determines the polarization direction of the PMD compensation signal according to the third parameter signal that indicates the rotation amount of the polarization plane of the PMD compensation signal, and outputs the PMD compensation signal. A step of generating a signal;

偏波解析ステップは、出力信号をタップしてモニター信号を分岐し、このモニター信号のストークスパラメータを算出し、このストークスパラメータを電気信号であるストークスパラメータ信号に変換して出力するステップである。   In the polarization analysis step, the monitor signal is branched by tapping the output signal, the Stokes parameter of the monitor signal is calculated, and the Stokes parameter is converted into a Stokes parameter signal that is an electrical signal and output.

制御信号生成ステップは、ストークスパラメータ信号から、第1パラメータ信号、第2パラメータ信号、及び第3パラメータ信号を生成して、第1パラメータ信号を第1偏波面コントローラに供給し、第2パラメータ信号を可変DGD調整部に供給し、第3パラメータ信号を第2偏波面コントローラに供給するステップである。   The control signal generation step generates a first parameter signal, a second parameter signal, and a third parameter signal from the Stokes parameter signal, supplies the first parameter signal to the first polarization plane controller, and supplies the second parameter signal. This is a step of supplying the third parameter signal to the second polarization plane controller by supplying the variable DGD adjustment unit.

この発明のPMD補償装置によれば、偏波モード調整部において偏波モード間のDGDが調整されることによって、入力信号のSOPが変化させられて出力されるPMD補償信号が、偏波面確定調整部に入力されて予め設定されたSOPに確定されて出力される。従って、この発明のPMD補償装置からは、PMDが補償されかつ偏波方向が確定された出力信号が出力される。   According to the PMD compensation device of the present invention, the PMD compensation signal output by changing the SOP of the input signal by adjusting the DGD between the polarization modes in the polarization mode adjustment unit is the polarization plane definite adjustment. Is input to the unit and fixed in a preset SOP and output. Therefore, the PMD compensation apparatus of the present invention outputs an output signal in which PMD is compensated and the polarization direction is fixed.

このことによって、この発明のPMD補償装置によれば光ファイバ伝送路のPMDによって時間波形が歪んだ光パルスから構成される被PMD補償光パルス信号を入力して当該光パルスの時間波形を整形する動作が行われている状態であっても、当該光パルスのSOPを時間変動がなく、常に一定に保ってPMD補償光パルス信号として生成して出力することが可能となる。従って、この発明のPMD補償装置の後段に偏波依存性をもつ光デバイスを構成要素として具える光学処理装置を接続することが可能となる。   Thus, according to the PMD compensation apparatus of the present invention, the PMD compensated optical pulse signal composed of the optical pulse whose time waveform is distorted by the PMD of the optical fiber transmission line is input and the time waveform of the optical pulse is shaped Even when the operation is being performed, it is possible to generate and output the SOP of the optical pulse as a PMD compensation optical pulse signal with no time fluctuation and always being constant. Accordingly, it becomes possible to connect an optical processing apparatus including an optical device having polarization dependency as a constituent element in the subsequent stage of the PMD compensation apparatus of the present invention.

偏波モード調整部は、第1偏波面コントローラ及び可変DGD調整部を具えて構成することが可能である。このように構成した場合、第1偏波面コントローラは、入力信号の偏波状態を調整して偏波面調整信号を生成する機能を果す。また、可変DGD調整部は、第1偏波面コントローラから供給される偏波面調整信号の直交固有偏波モードの一方の偏波モード成分に対してDGDを付与して、PMD補償信号を生成する。従って、入力信号のSOPはこの可変DGD調整部において変化する。   The polarization mode adjustment unit can be configured to include a first polarization plane controller and a variable DGD adjustment unit. When configured in this way, the first polarization plane controller functions to adjust the polarization state of the input signal and generate a polarization plane adjustment signal. In addition, the variable DGD adjustment unit adds DGD to one polarization mode component of the orthogonal eigenpolarization mode of the polarization plane adjustment signal supplied from the first polarization plane controller, and generates a PMD compensation signal. Therefore, the SOP of the input signal changes in this variable DGD adjustment unit.

偏波面確定調整部は、上述の第1偏波面コントローラと同一の構成の第2偏波面コントローラによって構成することが可能である。この場合、第2偏波面コントローラにPMD補償信号が入力されて、予め設定された偏波方向となるように偏波方向が確定されて出力信号が生成されて出力される。   The polarization plane determining and adjusting unit can be configured by a second polarization plane controller having the same configuration as the first polarization plane controller described above. In this case, the PMD compensation signal is input to the second polarization plane controller, the polarization direction is determined so as to be a preset polarization direction, and an output signal is generated and output.

この発明のPMD補償方法によれば、偏波解析ステップにおいて、出力信号のストークスパラメータが算出される。このストークスパラメータからDOP値が計算されるので、このDOP値が最大となるように上述の第1偏波面コントローラ及びDGD補償器が制御される。この制御には、周知のPSO(Particle Swarm Optimization)アルゴリズム等が適宜利用できる。   According to the PMD compensation method of the present invention, the Stokes parameter of the output signal is calculated in the polarization analysis step. Since the DOP value is calculated from the Stokes parameter, the first polarization plane controller and the DGD compensator described above are controlled so that the DOP value is maximized. For this control, a known PSO (Particle Swarm Optimization) algorithm or the like can be used as appropriate.

出力信号のDOPが最大となるように、第1偏波面コントローラ及び可変DGD調整部を制御するための制御信号が、それぞれ第1パラメータ信号及び第2パラメータ信号である。制御信号生成器において、出力信号からタップされたモニター信号を観測することで得られたストークスパラメータを基にして算出された基準DOP値に基づき、DOP値が最大となるよう制御するための上述のアルゴリズムに従って測定DOP値が決定され、この測定DOP値から第1パラメータ信号及び第2パラメータ信号が算出される。   Control signals for controlling the first polarization plane controller and the variable DGD adjustment unit are the first parameter signal and the second parameter signal, respectively, so that the DOP of the output signal is maximized. In the control signal generator, based on the reference DOP value calculated based on the Stokes parameter obtained by observing the monitor signal tapped from the output signal, the DOP value is controlled to be maximized. A measured DOP value is determined according to an algorithm, and a first parameter signal and a second parameter signal are calculated from the measured DOP value.

また、偏波解析ステップにおいて、偏波安定化回路の機能を果す第2偏波面コントローラに対しても、上述の制御信号生成器において、出力信号からタップされたモニター信号を観測することで得られたストークスパラメータを共通に利用される。そして、第2偏波面コントローラから出力される出力信号が、予め設定されたSOPとなるように制御するため、このストークスパラメータから制御信号が適応的に生成される。この制御信号が第3パラメータ信号である。   In the polarization analysis step, it is also obtained by observing the monitor signal tapped from the output signal in the control signal generator described above for the second polarization plane controller that performs the function of the polarization stabilization circuit. Stokes parameters are commonly used. Since the output signal output from the second polarization plane controller is controlled to be a preset SOP, a control signal is adaptively generated from this Stokes parameter. This control signal is the third parameter signal.

例えば、入力信号のPMDの変化によりDOP値が小さくなったことが偏波解析器で観測された場合、第1偏波面コントローラ及び可変DGD調整部はこのDOP値が大きくなるように制御される。第1偏波面コントローラがこのような制御を受けている間、常に第2偏波面コントローラは、出力信号が予め設定されたSOPとなるように制御される。   For example, when the polarization analyzer observes that the DOP value has decreased due to the PMD change of the input signal, the first polarization plane controller and the variable DGD adjustment unit are controlled so that the DOP value increases. While the first polarization plane controller is under such control, the second polarization plane controller is always controlled such that the output signal is a preset SOP.

このことによって、偏波安定化回路の機能を果たす第2偏波面コントローラから出力される出力光の強度が変動することなく、入力信号の時間波形を整形する動作が行われている状態であっても、当該光パルスのSOPを時間変動がなく、常に一定に保ってPMD補償光パルス信号として生成して出力することが可能となる。   As a result, the operation of shaping the time waveform of the input signal is performed without fluctuation of the intensity of the output light output from the second polarization plane controller that functions as a polarization stabilization circuit. However, it is possible to generate and output the SOP of the optical pulse as a PMD compensation optical pulse signal with no time variation and always being constant.

すなわち、この発明のPMD補償装置及びPMD補償方法の特徴は、出力信号からタップされたモニター信号を観測することで得られたストークスパラメータを共通に利用して、第1偏波面コントローラ、可変DGD調整部、及び第2偏波面コントローラを制御することにある。   That is, the PMD compensation device and the PMD compensation method of the present invention are characterized in that the first polarization plane controller and the variable DGD adjustment are commonly used by using the Stokes parameters obtained by observing the monitor signal tapped from the output signal. And controlling the second polarization plane controller.

以下、図2〜図7を参照して、この発明の実施形態につき説明する。なお、図2はこの発明に係る一構成例を図示するものであり、この発明が理解できる程度に各構成要素の配置関係などを概略的に示しているに過ぎず、この発明を図示例に限定するものではない。また、以下の説明において、特定の素子および動作条件などを取り上げることがあるが、これら素子および動作条件は好適例の一つに過ぎず、したがって、何らこれらに限定されない。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to FIGS. Note that FIG. 2 illustrates an example of the configuration according to the present invention, and merely schematically shows the arrangement relationship of each component to the extent that the present invention can be understood. It is not limited. In the following description, specific elements and operating conditions may be taken up. However, these elements and operating conditions are only one of preferred examples, and thus are not limited to these.

<実施形態のPMD補償装置>
図2及び図3(A)〜図3(C)を参照して、この発明の実施形態のPMD補償装置の構成及びその動作について説明する。図2は、この発明の実施形態のPMD補償装置の概略的ブロック構成図である。光信号の通路を太線で示し、電気信号の通路を細線で示してある。
<PMD Compensator of Embodiment>
With reference to FIG. 2 and FIG. 3 (A) to FIG. 3 (C), the configuration and operation of the PMD compensation apparatus according to the embodiment of the present invention will be described. FIG. 2 is a schematic block diagram of the PMD compensation device according to the embodiment of the present invention. The optical signal path is indicated by a thick line, and the electrical signal path is indicated by a thin line.

この発明の実施形態のPMD補償装置250は、第1偏波面コントローラ210、可変DGD調整部220、第2偏波面コントローラ232、偏波解析器236、及び制御信号生成器240を具えて構成される。   The PMD compensation device 250 according to the embodiment of the present invention includes a first polarization plane controller 210, a variable DGD adjustment unit 220, a second polarization plane controller 232, a polarization analyzer 236, and a control signal generator 240. .

第1偏波面コントローラ210は、入力信号209として入力される被PMD補償信号に対して、この入力信号209の偏波面の回転量を指示する第1パラメータ信号241a応じて、この入力信号の偏波状態を調整して偏波面調整信号211を生成する。   In response to the PMD compensated signal input as the input signal 209, the first polarization plane controller 210 responds to the first parameter signal 241a that indicates the amount of rotation of the polarization plane of the input signal 209, and the polarization of the input signal The polarization plane adjustment signal 211 is generated by adjusting the state.

可変DGD調整部220は、第1偏波面コントローラ210から供給される偏波面調整信号211に対して、この偏波面調整信号211のDGDを指示する第2パラメータ信号241b応じて、この偏波面調整信号211の直交固有偏波モードの一方の偏波モード成分に対してDGDを付与して、PMD補償信号215を生成する。   The variable DGD adjustment unit 220 responds to the polarization plane adjustment signal 211 supplied from the first polarization plane controller 210 according to the second parameter signal 241b instructing the DGD of the polarization plane adjustment signal 211. A PMD compensation signal 215 is generated by adding DGD to one polarization mode component of the orthogonal eigenpolarization mode 211.

第2偏波面コントローラ232は、可変DGD調整部220から供給されるPMD補償信号215に対して、このPMD補償信号215の偏波面の回転量を指示する第3パラメータ241c信号応じて、このPMD補償信号215の偏波方向を確定して出力信号233を生成して出力する、偏波安定化回路としての機能を果す。出力信号233は、光分岐器234によって一部タップされてモニター信号235が取り出され、出力信号251として外部に出力される。   In response to the PMD compensation signal 215 supplied from the variable DGD adjustment unit 220, the second polarization plane controller 232 responds to the PMD compensation signal 215c according to the third parameter 241c signal that indicates the amount of rotation of the polarization plane of the PMD compensation signal 215. It functions as a polarization stabilization circuit that determines the polarization direction of the signal 215 and generates and outputs the output signal 233. The output signal 233 is partially tapped by the optical branching device 234, and the monitor signal 235 is taken out and output to the outside as the output signal 251.

偏波解析器236は、出力信号233からタップされたモニター信号235のストークスパラメータを算出し、このストークスパラメータを電気信号であるストークスパラメータ信号237に変換して出力する。   The polarization analyzer 236 calculates the Stokes parameter of the tapped monitor signal 235 from the output signal 233, converts this Stokes parameter into a Stokes parameter signal 237, which is an electrical signal, and outputs it.

制御信号生成器240は、ストークスパラメータ信号237から、第1パラメータ信号241a、第2パラメータ信号241b、及び第3パラメータ信号241cを生成して、第1パラメータ信号241aを第1偏波面コントローラ210に供給し、第2パラメータ信号241bを可変DGD調整部220に供給し、第3パラメータ信号241cを第2偏波面コントローラ232に供給する。   The control signal generator 240 generates a first parameter signal 241a, a second parameter signal 241b, and a third parameter signal 241c from the Stokes parameter signal 237, and supplies the first parameter signal 241a to the first polarization plane controller 210. Then, the second parameter signal 241b is supplied to the variable DGD adjustment unit 220, and the third parameter signal 241c is supplied to the second polarization plane controller 232.

可変DGD調整部220は、偏波分波器212、偏波合波器214、可動アーム216、ステッピングモータ218、及びステッピングモータドライバ222を具えて構成されている。   The variable DGD adjustment unit 220 includes a polarization demultiplexer 212, a polarization multiplexer 214, a movable arm 216, a stepping motor 218, and a stepping motor driver 222.

偏波分波器212は、偏波面調整信号211を当該偏波面調整信号211の直交固有偏波モードの第1偏波モード成分213aと第2偏波モード成分213bとに分岐する。第1偏波モード成分213aは、偏波合波器214に入力され、第2偏波モード成分213bは、可動アーム216に入力されてDGDが付加されて第2偏波モード成分213cとされて偏波合波器214に入力される。   The polarization demultiplexer 212 branches the polarization plane adjustment signal 211 into a first polarization mode component 213a and a second polarization mode component 213b of the orthogonal eigenpolarization mode of the polarization plane adjustment signal 211. The first polarization mode component 213a is input to the polarization multiplexer 214, and the second polarization mode component 213b is input to the movable arm 216 and added with DGD to form the second polarization mode component 213c. Input to the polarization multiplexer 214.

可動アーム216は、アームの両端に反射鏡216-1と反射鏡216-2とが固定されており、反射鏡216-1と反射鏡216-2とがステッピングモータ218によって駆動されて、第2偏波モード成分213bの伝播する光路長を調整する機能を有している。   The movable arm 216 has a reflecting mirror 216-1 and a reflecting mirror 216-2 fixed to both ends of the arm, and the reflecting mirror 216-1 and the reflecting mirror 216-2 are driven by a stepping motor 218, so that the second It has a function of adjusting the optical path length through which the polarization mode component 213b propagates.

偏波合波器214によって、第1偏波モード成分213aとDGDが付加された第2偏波モード成分213cとが合波されて、PMD補償信号215が生成されるように、偏波分波器212、可動アーム216、及び偏波合波器214が配置されている。   The polarization demultiplexer 214 multiplexes the first polarization mode component 213a and the second polarization mode component 213c to which DGD is added, and generates the PMD compensation signal 215 so that the PMD compensation signal 215 is generated. A device 212, a movable arm 216, and a polarization beam combiner 214 are disposed.

ステッピングモータ218は、DGDを第2偏波モード成分213bに付加するために必要な位置に可動アーム216を移動させる。ステッピングモータドライバ222は、ステッピングモータ218に対して可動アーム216を移動させための制御をする。   The stepping motor 218 moves the movable arm 216 to a position necessary for adding DGD to the second polarization mode component 213b. The stepping motor driver 222 performs control for moving the movable arm 216 with respect to the stepping motor 218.

第1偏波面コントローラ210及び第2偏波面コントローラ232は、原理的には、1/2波長板及び1/4波長板を組み合わせて構成することが可能であり、偏波面コントローラ等の名称で市販されている装置を適宜利用することが可能である。また、電圧等の制御信号に従って、光ファイバのコアにストレスを与え、偏波面を制御する装置も利用できる。可変DGD調整部220は電圧等の制御信号に従って直交偏波モード間の光路差をモータ等により変化させる装置を適宜利用することができる。また、複数の複屈折結晶間に偏波ローテータを配置する偏波スイッチ型のDGD補償器も利用できる。   In principle, the first polarization plane controller 210 and the second polarization plane controller 232 can be configured by combining a half-wave plate and a quarter-wave plate, and are commercially available under the name of the polarization plane controller or the like. It is possible to use the device as appropriate. In addition, a device that applies stress to the core of the optical fiber according to a control signal such as a voltage to control the plane of polarization can also be used. The variable DGD adjustment unit 220 can appropriately use a device that changes the optical path difference between orthogonal polarization modes by a motor or the like in accordance with a control signal such as a voltage. A polarization switch type DGD compensator in which a polarization rotator is arranged between a plurality of birefringent crystals can also be used.

ここでは、第1偏波面コントローラ210及び第2偏波面コントローラ232として、ジェネラルフォトニクス社(General Photonics Corporation)製の偏波面コントローラPMP-3000などが利用でき、可変DGD調整部220等が該当するDGD補償器としては、光搬送波波長と比較して十分に小さい可変ステップを有するDGD発生器が利用できる。この偏波面コントローラによれば、入力光に対して、外部からの制御信号に従って、その変更面を回転制御することが可能である。また、DGD補償器も同様に外部からの制御信号に従って、任意にDGDを発生することが可能である。   Here, the polarization plane controller PMP-3000 manufactured by General Photonics Corporation can be used as the first polarization plane controller 210 and the second polarization plane controller 232, and the variable DGD adjustment unit 220 or the like corresponds to the DGD compensation. As a generator, a DGD generator having a variable step sufficiently smaller than the optical carrier wavelength can be used. According to this polarization plane controller, it is possible to rotationally control the change plane in accordance with an external control signal with respect to the input light. Similarly, the DGD compensator can arbitrarily generate DGD in accordance with an external control signal.

具体的には、偏波面コントローラPMP-3000に対して、偏波面コントローラPMP-3000が具えているI/O接続端子にパーソナルコンピュータ等のロジック制御回路を介したRS-232通信により、入力光の偏波面の方向を調整し、出力することができる。また、DGD補償器も同様に外部からのRS-232通信により任意にDGDを発生させることが可能である。   Specifically, with respect to the polarization plane controller PMP-3000, the input light is transmitted to the I / O connection terminal of the polarization plane controller PMP-3000 via RS-232 communication via a logic control circuit such as a personal computer. The direction of the polarization plane can be adjusted and output. Similarly, the DGD compensator can arbitrarily generate DGD by RS-232 communication from the outside.

偏波解析器236には、ジェネラルフォトニクス社のDOP計測器POD-101Aを利用した。DOP計測器POD-101Aから出力されるストークスパラメータ信号237は、USBインターフェース(図示を省略してある。)を介して、制御信号生成器240に供給される。制御信号生成器240は、ストークスパラメータからDOPを算出するプログラムがインストールされているパーソナルコンピュータを利用した。すなわち、このパーソナルコンピュータによって、DOP計測器POD-101Aから出力されるストークスパラメータ信号237からDOPを算出した。   For the polarization analyzer 236, a DOP measuring instrument POD-101A of General Photonics was used. The Stokes parameter signal 237 output from the DOP measuring instrument POD-101A is supplied to the control signal generator 240 via the USB interface (not shown). As the control signal generator 240, a personal computer in which a program for calculating DOP from Stokes parameters is installed is used. That is, the DOP was calculated from the Stokes parameter signal 237 output from the DOP measuring instrument POD-101A by this personal computer.

上述のPMD補償器の構成、DOP計測器POD-101A、及びストークスパラメータからDOPを算出するプログラムがインストールされているパーソナルコンピュータを利用して、後述するこの発明の実施形態のPMD補償方法のを構成するステップを手動操作することによって実行することが可能である。もちろん、これらのステップに対して、汎用コンピュータ等を利用して適宜自動化することも可能であることはいうまでもない。   The configuration of the PMD compensator described above, the DOP measuring instrument POD-101A, and the personal computer in which the program for calculating the DOP from the Stokes parameters is installed, the configuration of the PMD compensation method of the embodiment of the present invention to be described later is configured It is possible to execute the step to be performed manually. Of course, it is needless to say that these steps can be appropriately automated using a general-purpose computer or the like.

この発明の実施形態のPMD補償装置250にPMDに起因する時間波形歪が含まれれる入力信号が入力されると、第1偏波面コントローラ210及び可変DGD調整部220のそれぞれが、制御信号生成器240から供給される第1パラメータ信号241a及び第2パラメータ信号241bに基づき、PMD補償装置250から出力される出力信号のDOPが極大となるように、PMD補償器が動作する。   When an input signal including a time waveform distortion caused by PMD is input to the PMD compensation apparatus 250 according to the embodiment of the present invention, each of the first polarization plane controller 210 and the variable DGD adjustment unit 220 includes a control signal generator. Based on the first parameter signal 241a and the second parameter signal 241b supplied from 240, the PMD compensator operates so that the DOP of the output signal output from the PMD compensation device 250 is maximized.

第2偏波面コントローラ232にも制御信号生成器240から供給される第3パラメータ信号241cが供給される。第2偏波面コントローラ232は、この第3パラメータ信号241cに基づき、予め設定されているSOPに出力信号233の偏波方向が確定するように動作する。   The third parameter signal 241c supplied from the control signal generator 240 is also supplied to the second polarization plane controller 232. Based on the third parameter signal 241c, the second polarization plane controller 232 operates so that the polarization direction of the output signal 233 is determined in a preset SOP.

例えば、z軸方向に伝播方向をとりy軸方向の偏波をSOPとして設定されている場合は、ストークスパラメータ(S0, S1, S2, S3)=(1, 1, 0, 0)となるように第2偏波面コントローラ232が制御されれば良い。SOPは、制御信号生成器240に予め設定しておくことが可能である。 For example, when the propagation direction is set in the z-axis direction and the polarization in the y-axis direction is set as SOP, the Stokes parameters (S 0 , S 1 , S 2 , S 3 ) = (1, 1, 0, 0 The second polarization plane controller 232 may be controlled so that The SOP can be set in the control signal generator 240 in advance.

DOPとは、光パルスの全光強度に対する偏光成分の光強度の占める割合として定義される値であるので、ストークスパラメータ(S0, S1, S2, S3)によって次式(1)で与えられる。
DOP={S1 2+S2 2+S3 2}1/2/S0 (1)
従って、ストークスパラメータが算出されれば、DOPは式(1)を用いて算出される。
Since DOP is a value defined as the ratio of the light intensity of the polarization component to the total light intensity of the light pulse, the following equation (1) is obtained by the Stokes parameters (S 0 , S 1 , S 2 , S 3 ) Given.
DOP = {S 1 2 + S 2 2 + S 3 2 } 1/2 / S 0 (1)
Therefore, if the Stokes parameter is calculated, DOP is calculated using equation (1).

光ファイバ伝送路を伝播してこの発明の実施形態のPMD補償装置250に入力される入力信号のPMDの変動によってDOPが小さくなったことが偏波解析器236で観測されると、第1偏波面コントローラ210と可変DGD調整部220によって出力信号233のDOPが大きくなるように制御される。この第1偏波面コントローラ210と可変DGD調整部220が上述の動作をしている間に、第1偏波面コントローラ210と可変DGD調整部220の動作と協働して、第2偏波面コントローラ232が予め設定されているSOPに出力信号233が確定するように動作する。   When the polarization analyzer 236 observes that the DOP has decreased due to the PMD variation of the input signal propagating through the optical fiber transmission line and input to the PMD compensator 250 of the embodiment of the present invention, the first polarization The wavefront controller 210 and the variable DGD adjustment unit 220 are controlled to increase the DOP of the output signal 233. While the first polarization plane controller 210 and the variable DGD adjustment unit 220 perform the above-described operation, the second polarization plane controller 232 cooperates with the operations of the first polarization plane controller 210 and the variable DGD adjustment unit 220. Operates so that the output signal 233 is fixed to the preset SOP.

上述の第1偏波面コントローラ210、可変DGD調整部220、及び第2偏波面コントローラ232が協働して出力信号233のSOPを制御するにあたり、可変DGD調整部220のDGD調整値の最小単位が入力信号の波長に比べて十分に小さくない場合、可変DGD調整部220から出力される第2偏波面コントローラ232に入力されるPMD補償信号215のDGDの値は大きく変動する。すなわち、この場合、第2偏波面コントローラ232の追随動作が間に合わないことが起こり得る。   When the first polarization plane controller 210, the variable DGD adjustment unit 220, and the second polarization plane controller 232 described above cooperate to control the SOP of the output signal 233, the minimum unit of the DGD adjustment value of the variable DGD adjustment unit 220 is When the wavelength is not sufficiently smaller than the wavelength of the input signal, the DGD value of the PMD compensation signal 215 input to the second polarization plane controller 232 output from the variable DGD adjustment unit 220 varies greatly. That is, in this case, the following operation of the second polarization plane controller 232 may not be in time.

そこで、可変DGD調整部220のDGD調整値の最小単位は、入力信号の波長に比べて十分に小さくなるように設定するのが好ましい。このように、DGD調整値の最小単位を入力信号の波長に比べて十分小さく設定できる可変DGD調整部220を構成するステッピングモータ218として、シグマ光機社製ステッピングモータ(型番:SGSP15-10, TS3682N5)等が適宜利用できる。これによれば、DGD調整値の最小単位を0.008μmとすることができる。   Therefore, it is preferable that the minimum unit of the DGD adjustment value of the variable DGD adjustment unit 220 is set to be sufficiently smaller than the wavelength of the input signal. As described above, as the stepping motor 218 constituting the variable DGD adjustment unit 220 in which the minimum unit of the DGD adjustment value can be set sufficiently smaller than the wavelength of the input signal, a stepping motor manufactured by Sigma Koki Co., Ltd. (model number: SGSP15-10, TS3682N5 ) Etc. can be used as appropriate. According to this, the minimum unit of the DGD adjustment value can be set to 0.008 μm.

図2に示す形状の可変DGD調整部220を上述のステッピングモータを利用して構築した場合、可変DGD調整部220によって調整可能であるDGD調整値の最小単位は、0.016μm(=0.008μm×2)となり、このDGD調整値の最小単位の値は、入力信号の波長を1.55μmとした場合、その波長の1/90となる。この程度DGD調整値の最小単位の値が小さければ、可変DGD調整部220で調整されるDGDの値に対して、第2偏波面コントローラ232が十分に追随して動作することが可能である。   When the variable DGD adjustment unit 220 having the shape shown in FIG. 2 is constructed using the above stepping motor, the minimum unit of the DGD adjustment value that can be adjusted by the variable DGD adjustment unit 220 is 0.016 μm (= 0.008 μm × 2 The minimum unit value of the DGD adjustment value is 1/90 of the wavelength when the wavelength of the input signal is 1.55 μm. If the minimum unit value of the DGD adjustment value is small to this extent, the second polarization plane controller 232 can sufficiently follow the DGD value adjusted by the variable DGD adjustment unit 220 and operate.

図3(A)〜図3(C)を参照して、可変DGD調整部220で調整されるDGDの値に対して算出されるストークスパラメータの値の関係が、DGD調整値の最小単位の値の相違によってどのように変わるかを説明する。図3(A)〜図3(C)は、可変DGD調整部220で調整されるDGDの値に対して算出されるストークスパラメータの値の関係の説明に供する図であり、図3(A)、(B)及び(C)は、DGD調整値の最小単位の値がそれぞれ0.053フェムト秒(fs)である場合、0.2 fs、及び2 fsである場合について示す図である。ストークスパラメータ(S1, S2, S3)のそれぞれの値を四角印(S1の値)、丸印(S2の値)、及び三角印(S3の値)で示してある。 Referring to FIG. 3 (A) to FIG. 3 (C), the relationship between the value of the Stokes parameter calculated with respect to the value of DGD adjusted by the variable DGD adjustment unit 220 is the minimum unit value of the DGD adjustment value. It will be explained how it changes depending on the difference. 3 (A) to 3 (C) are diagrams for explaining the relationship between the value of the Stokes parameter calculated with respect to the value of DGD adjusted by the variable DGD adjustment unit 220, and FIG. , (B) and (C) are diagrams showing cases where the minimum unit value of the DGD adjustment value is 0.053 femtosecond (fs), 0.2 fs, and 2 fs, respectively. The respective values of the Stokes parameters (S 1 , S 2 , S 3 ) are indicated by square marks (S 1 value), circle marks (S 2 value), and triangle marks (S 3 value).

図3(A)に示すように、DGD調整値の最小単位の値が0.053 fsである場合には、DGD調整値の変動に対してストークスパラメータの値が連続的に変化すると見なせる。また、図3(B)に示すように、DGD調整値の最小単位の値が0.2 fsである場合にも、DGD調整値の変動に対してストークスパラメータの値が連続的に変化すると見なせる。しかしながら、図3(C)に示すように、DGD調整値の最小単位の値が2 fsである場合には、DGD調整値の変動に対してストークスパラメータの値が飛び飛びに変化することが読み取れる。   As shown in FIG. 3A, when the minimum unit value of the DGD adjustment value is 0.053 fs, it can be considered that the value of the Stokes parameter changes continuously with respect to the fluctuation of the DGD adjustment value. Further, as shown in FIG. 3B, even when the minimum unit value of the DGD adjustment value is 0.2 fs, it can be considered that the value of the Stokes parameter continuously changes with respect to the fluctuation of the DGD adjustment value. However, as shown in FIG. 3C, it can be seen that when the minimum unit value of the DGD adjustment value is 2 fs, the value of the Stokes parameter changes rapidly with respect to the fluctuation of the DGD adjustment value.

可視から近赤外光の振動数はほぼ1014Hz程度であるからその周期は、10-14 s程度となる。すなわち、ほぼ10 fs程度である。図3(B)及び図3(C)にそれぞれ示すDGD調整値の最小単位の値が0.2 fs及び2 fsは可視から近赤外光の振動数のほぼ1/50程度及び1/5に相当する。従って、可変DGD調整部220のDGD調整値の最小単位を入力信号の波長に比べて十分に小さくなるように設定するには、入力信号の振動数の数十分の1以下に設定するのが望ましい。 Since the frequency of visible to near-infrared light is about 10 14 Hz, the period is about 10 -14 s. That is, about 10 fs. The minimum unit value of the DGD adjustment value shown in Fig. 3 (B) and Fig. 3 (C) is 0.2 fs and 2 fs, which corresponds to about 1/50 and 1/5 of the frequency of visible to near infrared light, respectively. To do. Therefore, in order to set the minimum unit of the DGD adjustment value of the variable DGD adjustment unit 220 to be sufficiently smaller than the wavelength of the input signal, it is necessary to set it to 1 or less, which is a few tenths of the frequency of the input signal. desirable.

次に、図4を参照して、この発明の実施形態のPMD補償装置の動作原理を検証する実験システムについて説明する。図4は、この発明の実施形態のPMD補償装置の動作原理を検証する実験システムの概略的ブロック構成図である。   Next, an experimental system for verifying the operating principle of the PMD compensation apparatus according to the embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 4 is a schematic block configuration diagram of an experimental system for verifying the operation principle of the PMD compensation apparatus according to the embodiment of the present invention.

この実験システムは、送信器260、第1偏波面コントローラ262、可変DGD調整部264、第2偏波面コントローラ266、偏光子268、及び光パワーメータ270を具えて構成した。送信器260は、160 Gbit/sのビットレートの光時分割多重信号261(以後、OTDM信号261と略記する。)を出力する。第1偏波面コントローラ262は、OTDM信号261が入力されてOTDM信号261の偏波状態を調整して偏波面調整信号263生成する。可変DGD調整部264は、偏波面調整信号263の直交固有偏波モードの一方の偏波モード成分に対してDGDを付与して、PMD補償信号265を生成する。第2偏波面コントローラ266は、PMD補償信号265の偏波方向を確定して出力信号267を生成して出力する。出力信号267は、偏光子268を透過して監視出力信号269として出力され、光パワーメータ270によってその光強度が測定される。   This experimental system includes a transmitter 260, a first polarization plane controller 262, a variable DGD adjustment unit 264, a second polarization plane controller 266, a polarizer 268, and an optical power meter 270. The transmitter 260 outputs an optical time division multiplexed signal 261 (hereinafter abbreviated as OTDM signal 261) having a bit rate of 160 Gbit / s. The first polarization plane controller 262 receives the OTDM signal 261 and adjusts the polarization state of the OTDM signal 261 to generate the polarization plane adjustment signal 263. The variable DGD adjustment unit 264 adds DGD to one polarization mode component of the orthogonal eigenpolarization mode of the polarization plane adjustment signal 263 to generate a PMD compensation signal 265. The second polarization plane controller 266 determines the polarization direction of the PMD compensation signal 265 and generates and outputs an output signal 267. The output signal 267 passes through the polarizer 268 and is output as the monitoring output signal 269, and the light intensity is measured by the optical power meter 270.

可変DGD調整部264から出力されるPMD補償信号265は、第2偏波面コントローラ266として、1/2波長板、1/4波長板及びストークスパラメータモニターを具えて構成される市販の偏波安定化回路(株式会社オプトクエスト社:型番ALP 05A)に入力されて、出力信号267として生成されて出力する構成として実験を行なった。すなわち、上述の市販の偏波安定化回路を第2偏波面コントローラ266として用い、この発明のPMD補償装置の偏波安定化機能の検証を行った。   The PMD compensation signal 265 output from the variable DGD adjustment unit 264 is a commercially available polarization stabilizing device configured to include a 1/2 wavelength plate, a 1/4 wavelength plate, and a Stokes parameter monitor as the second polarization plane controller 266. An experiment was conducted in which a circuit (Opt Quest Co., Ltd .: model number ALP 05A) was input and generated and output as an output signal 267. That is, the above-described commercially available polarization stabilization circuit was used as the second polarization plane controller 266, and the polarization stabilization function of the PMD compensation device of the present invention was verified.

偏波安定化回路には常にストークスパラメータ(S1, S2, S3)が(1, 0, 0)となるように設定した。すなわち、設定ストークスパラメータを(S1, S2, S3)=(1, 0, 0)とした。また、第1偏波面コントローラ262及び第2偏波面コントローラ266を構成しているそれぞれの1/2波長板と1/4波長板との回転速度をπラジアン/sとした。出力信号267の偏波面が安定化されていれば、偏光子268から出力される監視出力信号269の強度は変化しないはずである。 In the polarization stabilization circuit, the Stokes parameters (S 1 , S 2 , S 3 ) are always set to (1, 0, 0). That is, the set Stokes parameters are (S 1 , S 2 , S 3 ) = (1, 0, 0). Further, the rotational speeds of the half-wave plate and the quarter-wave plate constituting the first polarization plane controller 262 and the second polarization plane controller 266 were set to π radians / s. If the polarization plane of the output signal 267 is stabilized, the intensity of the monitoring output signal 269 output from the polarizer 268 should not change.

図5を参照して、上述の実験結果について説明する。図5は、第2偏波面コントローラ266から出力される出力信号267のSOPのDGD調整値の最小単位の値依存性を示す図である。図5において横軸は可変DGD調整部264で付加されるDGDの値をピコ秒(ps)単位で目盛って示してあり、横軸は偏光子268からの出力光である監視出力信号269の強度をdBm単位で目盛って示してある。   The above experimental results will be described with reference to FIG. FIG. 5 is a diagram showing the minimum unit value dependency of the SOP DGD adjustment value of the output signal 267 output from the second polarization plane controller 266. In FIG. 5, the abscissa indicates the DGD value added by the variable DGD adjustment unit 264 in units of picoseconds (ps), and the abscissa indicates the monitor output signal 269 that is output light from the polarizer 268. The intensity is scaled in dBm.

図5において、DGD調整値の最小単位の値がそれぞれ0.053 fsである場合、0.1 fs、及び0.5 fsである場合について、監視出力信号269の強度のそれぞれの値を丸印(0.053 fsである場合)、四角印(0.1 fsである場合)、及び三角印(0.5 fsである場合)で示してある。図5に示すように、DGD調整値の最小単位の値が0.053 fsである場合及び0.1 fsである場合には、偏光子268から出力される監視出力信号269の強度が変化していないことが分かる。   In FIG. 5, when the minimum unit value of the DGD adjustment value is 0.053 fs, 0.1 fs, and 0.5 fs, the values of the intensity of the monitoring output signal 269 are circled (when 0.053 fs ), Square marks (in the case of 0.1 fs), and triangle marks (in the case of 0.5 fs). As shown in FIG. 5, when the minimum unit value of the DGD adjustment value is 0.053 fs and 0.1 fs, the intensity of the monitoring output signal 269 output from the polarizer 268 may not change. I understand.

すなわち、DGD調整値の最小単位の値を少なくとも0.1 fsより小さく設定すれば、偏波安定化回路(第2偏波面コントローラ266)から出力されるPMD補償光パルス信号のSOPは時間変動がなく常に一定に保たれることが分かる。また、この結果から、偏波モード調整部のPMD補償動作時において用いるストークスパラメータと、波面確定調整部の偏波安定化動作時において用いられるストークスパラメータとを共用することが可能であることを示している。   In other words, if the minimum unit value of the DGD adjustment value is set to be smaller than at least 0.1 fs, the SOP of the PMD compensated optical pulse signal output from the polarization stabilization circuit (second polarization plane controller 266) does not change with time, and It can be seen that it remains constant. This result also shows that the Stokes parameters used during the PMD compensation operation of the polarization mode adjustment unit and the Stokes parameters used during the polarization stabilization operation of the wavefront determination adjustment unit can be shared. ing.

従って、この発明の実施形態のPMD補償装置によれば、ファイバ伝送路のPMDによって時間波形が歪んだ光パルスから構成される被PMD補償光パルス信号を入力して当該光パルスの時間波形を整形する動作が行われている状態であっても、当該光パルスのSOPを時間変動がなく、常に一定に保ってPMD補償光パルス信号として生成して出力することが可能であることが確かめられた。   Therefore, according to the PMD compensation apparatus of the embodiment of the present invention, the PMD compensated optical pulse signal composed of the optical pulse whose time waveform is distorted by the PMD of the fiber transmission line is input and the time waveform of the optical pulse is shaped. It was confirmed that it is possible to generate and output the SOP of the optical pulse as a PMD compensated optical pulse signal while keeping the SOP of the optical pulse constant at all times even when the operation is performed. .

この発明のPMD補償装置は、光通信システムにおいて受信側の装置の前段に設定することも、また光ファイバ伝送路の途中に設置することも可能であり、いずれの場合も、PMD補償動作が有効に機能する。   The PMD compensation device of the present invention can be set in front of the receiving device in the optical communication system, or can be installed in the middle of the optical fiber transmission line. In either case, the PMD compensation operation is effective. To work.

この発明のPMD補償装置によれば、SOPの時間変動がない状態でPMD補償が行われるので、非特許文献4に開示されている、高次PMD成分及び非偏波成分を偏光子によって除去する方法にも有効に利用可能である。   According to the PMD compensation device of the present invention, PMD compensation is performed in a state where there is no time variation of the SOP. Therefore, the higher-order PMD component and the non-polarization component disclosed in Non-Patent Document 4 are removed by the polarizer. The method can also be used effectively.

<実施形態のPMD補償方法>
上述したこの発明のPMD補償装置によれば、以下に説明するこの発明の実施形態のPMD補償方法を実施することが可能である。以下の説明においては、上述の偏波モード調整ステップ及び偏波面確定ステップを手動操作することを前提として説明し、汎用コンピュータ等を利用してこれらのステップを適宜自動化することも可能である。
<PMD Compensation Method of Embodiment>
According to the PMD compensation apparatus of the present invention described above, the PMD compensation method of the embodiment of the present invention described below can be implemented. In the following description, it is assumed that the above-described polarization mode adjustment step and polarization plane determination step are manually operated, and these steps can be appropriately automated using a general-purpose computer or the like.

図6及び図7を参照して、この発明のPMD補償装置を利用して実行されるPMD補償方法の実施形態について説明する。図6は初期のPMD補償動作に係るステップの説明に供するフローチャートであり、図5は初期のPMD補償動作の終了後に係るステップの説明に供するフローチャートである。   With reference to FIGS. 6 and 7, an embodiment of a PMD compensation method executed using the PMD compensation apparatus of the present invention will be described. FIG. 6 is a flowchart for explaining steps related to the initial PMD compensation operation, and FIG. 5 is a flowchart for explaining steps related to the end of the initial PMD compensation operation.

図6に示すフローチャートでは、ステップS10において、初期化が完了したか否かを示す初期化フラグが、初期化が未完了である場合にi=0と設定され、その後、PMD補償装置が動作を開始することを想定している。従って、PMD補償装置が稼動を開始した時点で、出力信号233、すなわちモニター信号235のDOPの常時観測が始められる。モニター信号235の常時観測は、以下に示すステップS16によって実行される。   In the flowchart shown in FIG. 6, in step S10, an initialization flag indicating whether or not initialization is completed is set to i = 0 when initialization is not completed, and then the PMD compensation device operates. Assumes to start. Therefore, when the PMD compensator starts operation, continuous observation of the output signal 233, that is, the DOP of the monitor signal 235 is started. The constant observation of the monitor signal 235 is executed by step S16 shown below.

ステップS12は、基準DOP値を設定するステップである。この基準DOPの値以下になるように以下のステップが実行される。   Step S12 is a step of setting a reference DOP value. The following steps are executed so as to be equal to or less than the value of the reference DOP.

ステップS14は、PMD補償されてPMD補償装置250から出力される出力信号251のSOPを指定するストークスパラメータを設定するステップである。このときに設定されるストークスパラメータで与えられるSOPに常になるように出力信号251のSOPが調整される。このSOPの指定は、この発明の実施形態のPMD補償装置の後段に設置される光学的処理装置の偏波面依存性を考慮してなされる。   Step S14 is a step of setting a Stokes parameter that specifies the SOP of the output signal 251 that is PMD compensated and output from the PMD compensation device 250. The SOP of the output signal 251 is adjusted so that it always becomes the SOP given by the Stokes parameter set at this time. The designation of this SOP is made in consideration of the polarization plane dependency of the optical processing device installed at the subsequent stage of the PMD compensation device of the embodiment of the present invention.

ステップS16は、PMD補償装置250から出力される出力信号233の偏波状態を偏波解析器236によって測定して当該出力光のストークスパラメータを算出し、第1〜第3パラメータ信号を生成するステップである。偏波解析器236によって測定されれる対象となる光信号は、光分岐器234によって出力光233の一部をタップされたモニター信号235である。出力信号233とモニター信号235とはその強度が相違するだけであり、互いのSOPは同一である。ステップS16は、偏波解析ステップ及び制御信号生成ステップに相当する。   Step S16 is a step of measuring the polarization state of the output signal 233 output from the PMD compensation device 250 by the polarization analyzer 236, calculating the Stokes parameter of the output light, and generating the first to third parameter signals It is. The optical signal to be measured by the polarization analyzer 236 is a monitor signal 235 obtained by tapping a part of the output light 233 by the optical splitter 234. The output signal 233 and the monitor signal 235 are only different in strength, and the SOPs are the same. Step S16 corresponds to a polarization analysis step and a control signal generation step.

ステップS18は、ステップS16で算出されたストークスパラメータから決定される測定DOP値とステップS12で設定した基準DOP値とを比較し、ステップS16で算出されたストークスパラメータから決定される測定DOP値がステップS12で設定した基準DOP値以上である場合は初期化フラグをi=1に設定し、以下の値である場合は初期化フラグをi=0のままとするステップである。このステップは、上述のジェネラルフォトニクス社製の偏波面コントローラPMP-3000、DGD補償器等を適宜利用することによって行うことが可能である。ステップS18は、偏波解析ステップに相当する。   Step S18 compares the measured DOP value determined from the Stokes parameter calculated in Step S16 with the reference DOP value set in Step S12, and the measured DOP value determined from the Stokes parameter calculated in Step S16 is If it is equal to or greater than the reference DOP value set in S12, the initialization flag is set to i = 1, and if it is the following value, the initialization flag remains at i = 0. This step can be performed by appropriately using the aforementioned polarization plane controller PMP-3000, DGD compensator, etc. manufactured by General Photonics. Step S18 corresponds to a polarization analysis step.

ただし、ステップS18において、測定DOP値が基準DOP値以上であると判定された場合にはステップS32に進み、測定DOP値が基準DOP値を超えていないと判定された場合にはステップS22に進む。   However, if it is determined in step S18 that the measured DOP value is greater than or equal to the reference DOP value, the process proceeds to step S32. If it is determined that the measured DOP value does not exceed the reference DOP value, the process proceeds to step S22. .

ステップS22は、第1パラメータ信号241aに基づいて第1偏波面コントローラ210を制御して、DOPの値が極大となるように被PMD補償信号209の偏波面を回転制御するステップである。このステップも、上述のPMD補償器を適宜利用することによって行うことが可能である。ステップS22は、第1偏波面コントロールステップに相当する。   Step S22 is a step in which the first polarization plane controller 210 is controlled based on the first parameter signal 241a, and the polarization plane of the PMD compensated signal 209 is rotationally controlled so that the DOP value is maximized. This step can also be performed by appropriately using the PMD compensator described above. Step S22 corresponds to a first polarization plane control step.

ステップS24は、第2パラメータ信号241bに基づいて可変DGD調整部220を制御して、第1偏波面コントローラ210からの出力光211のDGDが減少するように調整して出力するステップである。ステップS24は、DGD調整ステップに相当する。   Step S24 is a step of controlling the variable DGD adjustment unit 220 based on the second parameter signal 241b to adjust and output the DGD of the output light 211 from the first polarization plane controller 210 so as to decrease. Step S24 corresponds to a DGD adjustment step.

ステップS32は、第1偏波面コントローラ210によって、DOPの値が極大となるように被PMD補償信号209の偏波面を微小な回転制御を行うステップである。このステップは、上述したように、ステップS18において、ステップS16で算出されたストークスパラメータから決定される測定DOP値とステップS12で設定した基準DOP値とを比較し、ステップS16で算出されたストークスパラメータから決定される測定DOP値がステップS12で設定した基準DOP値以上であるとして、初期化フラグがi=1に設定された後のステップである。従って、被PMD補償信号209の偏波面をを大幅に変更する必要はなく、むしろ微動調整するのが好ましい。ステップS32は、第1偏波面コントロールステップに相当する。   Step S32 is a step in which the first polarization plane controller 210 performs minute rotation control on the polarization plane of the PMD compensated signal 209 so that the DOP value becomes maximum. In this step, as described above, in step S18, the measured DOP value determined from the Stokes parameter calculated in step S16 is compared with the reference DOP value set in step S12, and the Stokes parameter calculated in step S16 is compared. This is the step after the initialization flag is set to i = 1, assuming that the measured DOP value determined from is equal to or greater than the reference DOP value set in step S12. Therefore, it is not necessary to significantly change the polarization plane of the PMD compensated signal 209, but it is preferable to finely adjust it. Step S32 corresponds to a first polarization plane control step.

ステップS34は、可変DGD調整部220によって、第1偏波面コントローラ210からの出力光211のDGDが減少するように微調整して出力するステップである。このステップも、ステップS32と同様に、初期化フラグがi=1に設定された後のステップであるので、可変DGD調整部220においては微調整するのが好ましい。ステップS34は、DGD調整ステップに相当する。   Step S34 is a step in which the variable DGD adjustment unit 220 finely adjusts and outputs the DGD of the output light 211 from the first polarization plane controller 210 so as to decrease. Similarly to step S32, this step is also a step after the initialization flag is set to i = 1. Therefore, fine adjustment is preferably performed in the variable DGD adjustment unit 220. Step S34 corresponds to a DGD adjustment step.

ステップS36は、第3パラメータ信号241cに基づいて第2偏波面コントローラ232を制御して、DOPの値が極大となるようにPMD補償信号215の偏波面の回転制御を行うステップである。このステップも、ステップS32と同様に、初期化フラグがi=1に設定された後のステップであるので、第2偏波面コントローラ232においては微調整するのが好ましい。ステップS36は、第2偏波面コントロールステップに相当する。   Step S36 is a step in which the second polarization plane controller 232 is controlled based on the third parameter signal 241c to control the rotation of the polarization plane of the PMD compensation signal 215 so that the DOP value is maximized. Similarly to step S32, this step is also a step after the initialization flag is set to i = 1. Therefore, it is preferable that the second polarization plane controller 232 performs fine adjustment. Step S36 corresponds to a second polarization plane control step.

ステップS40は、ステップS14において設定された設定ストークスパラメータと、出力信号(モニター信号235)の測定ストークスパラメータとを比較するステップである。ステップS40も、ステップS18と同様に、上述のPMD補償器の構成等を適宜利用することによって行うことが可能である。ステップS40は、偏波解析ステップに相当する。   Step S40 is a step of comparing the set Stokes parameter set in Step S14 with the measured Stokes parameter of the output signal (monitor signal 235). Step S40 can also be performed by appropriately using the above-described configuration of the PMD compensator as in step S18. Step S40 corresponds to a polarization analysis step.

ステップS40において、設定ストークスパラメータが測定ストークスパラメータに等しいと判定された場合にはステップS16に進み、設定ストークスパラメータが測定ストークスパラメータに等しくないと判定された場合にはステップS36に進む。また、ステップS24が終了したら、ステップS16に戻り、ステップS18、ステップS22、及びステップS24を繰り返し実行する。   If it is determined in step S40 that the set Stokes parameter is equal to the measured Stokes parameter, the process proceeds to step S16. If it is determined that the set Stokes parameter is not equal to the measured Stokes parameter, the process proceeds to step S36. When step S24 is completed, the process returns to step S16, and step S18, step S22, and step S24 are repeatedly executed.

ステップS16で算出されたストークスパラメータから決定される測定DOP値とステップS12で設定した基準DOP値とを比較し、ステップS16で算出されたストークスパラメータから決定される測定DOP値がステップS12で設定した基準DOP値以上であるとして初期化フラグiがi=1に設定されると、図7に示すように、ステップS32が実行される。ステップS32からステップS40までのステップは、初期のPMD補償動作終了後に実行されるステップである。   The measured DOP value determined from the Stokes parameter calculated in step S16 is compared with the reference DOP value determined in step S12, and the measured DOP value determined in step S16 is set in step S12. When the initialization flag i is set to i = 1 because it is greater than or equal to the reference DOP value, step S32 is executed as shown in FIG. Steps from step S32 to step S40 are steps executed after the initial PMD compensation operation is completed.

ステップS18で測定されたDOPが基準DOP以上である限り、ステップS32からステップS40までのステップが実行され、恒常的に出力信号251のDOPがモニター信号235を利用することによって監視され続けられる。   As long as the DOP measured in step S18 is greater than or equal to the reference DOP, the steps from step S32 to step S40 are executed, and the DOP of the output signal 251 is constantly monitored by using the monitor signal 235.

従来のPMD補償装置の概略的ブロック構成図である。It is a schematic block diagram of a conventional PMD compensation device. この発明の実施形態のPMD補償装置の概略的ブロック構成図である。1 is a schematic block configuration diagram of a PMD compensation apparatus according to an embodiment of the present invention. DGDの値に対するストークスパラメータの値の関係の説明に供する図であり、(A)、(B)及び(C)は、DGD調整値の最小単位の値がそれぞれ0.053 fsである場合、0.2 fs、及び2 fsである場合について示す図である。(A), (B) and (C) are diagrams for explaining the relationship between the DGD value and the Stokes parameter value, 0.2 fs when the minimum unit value of the DGD adjustment value is 0.053 fs, And 2 fs. この発明の実施形態のPMD補償装置の動作原理を検証する実験システムの概略的ブロック構成図である。1 is a schematic block configuration diagram of an experimental system for verifying an operation principle of a PMD compensation apparatus according to an embodiment of the present invention. 第2偏波面コントローラから出力される出力信号のSOPのDGD調整値の最小単位の値依存性を示す図である。It is a figure which shows the value dependence of the minimum unit of the DGD adjustment value of SOP of the output signal output from a 2nd polarization plane controller. 初期のPMD補償動作に係るステップの説明に供するフローチャートである。It is a flowchart with which it uses for description of the step which concerns on initial PMD compensation operation | movement. 初期のPMD補償動作の終了後に係るステップの説明に供するフローチャートである。It is a flowchart with which description of the step concerned after completion | finish of an initial PMD compensation operation | movement is provided.

符号の説明Explanation of symbols

100、250:PMD補償装置
102:偏波面コントローラ
104:DGD補償器
106、240:制御信号生成器
108、234:光分岐器
110、236:偏波解析器
210、262:第1偏波面コントローラ
212:偏波分波器
214:偏波合波器
216:可動アーム
216-1、216-2:反射鏡
218:ステッピングモータ
220、264:可変DGD調整部
222:ステッピングモータドライバ
232、266:第2偏波面コントローラ
260:送信器
268:偏光子
270:光パワーメータ
100, 250: PMD compensator
102: Polarization plane controller
104: DGD compensator
106, 240: Control signal generator
108, 234: Optical splitter
110, 236: Polarization analyzer
210, 262: First polarization plane controller
212: Polarization demultiplexer
214: Polarization multiplexer
216: Movable arm
216-1, 216-2: Reflector
218: Stepping motor
220, 264: Variable DGD adjustment unit
222: Stepping motor driver
232, 266: Second polarization plane controller
260: Transmitter
268: Polarizer
270: Optical power meter

Claims (6)

被偏波モード分散補償信号が入力信号として入力されて、該入力信号の偏波状態を調整し、かつ該入力信号の偏波モード間の群遅延を調整して偏波モード分散補償信号を生成する偏波モード調整部と、
前記偏波モード分散補償信号が入力されて、該偏波モード分散補償信号の偏波方向が確定され、かつ偏波モード分散が補償された信号を出力信号として生成して出力する偏波面確定調整部と
を具えることを特徴とする偏波モード分散補償装置。
A polarization mode dispersion compensation signal is generated by inputting the polarization mode dispersion compensation signal as an input signal, adjusting the polarization state of the input signal, and adjusting the group delay between the polarization modes of the input signal. A polarization mode adjustment unit,
Polarization plane deterministic adjustment in which the polarization mode dispersion compensation signal is input, the polarization direction of the polarization mode dispersion compensation signal is determined, and the polarization mode dispersion compensated signal is generated and output as an output signal A polarization mode dispersion compensator.
第1偏波面コントローラ、可変群遅延調整部、第2偏波面コントローラ、偏波解析器、及び制御信号生成器を具え、
前記第1偏波面コントローラは、入力信号として入力される被偏波モード分散補償信号に対して、該入力信号の偏波面の回転量を指示する第1パラメータ信号に応じて、該入力信号の偏波状態を調整して偏波面調整信号を生成し、
前記可変群遅延調整部は、前記第1偏波面コントローラから供給される前記偏波面調整信号の群遅延を指示する第2パラメータ信号に応じて、該偏波面調整信号の直交固有偏波モードの一方の偏波モード成分に対して群遅延を付与して、偏波モード分散補償信号を生成し、
前記第2偏波面コントローラは、前記可変群遅延調整部から供給される前記偏波モード分散補償信号の偏波面の回転量を指示する第3パラメータ信号に応じて、該偏波モード分散補償信号の偏波方向を確定して、出力信号を生成して出力し、
前記偏波解析器は、前記出力信号からタップされたモニター信号のストークスパラメータを算出し、該ストークスパラメータを電気信号であるストークスパラメータ信号に変換して出力し、
前記制御信号生成器は、前記ストークスパラメータ信号から、前記第1パラメータ信号、前記第2パラメータ信号、及び前記第3パラメータ信号を生成して、前記第1パラメータ信号を前記第1偏波面コントローラに供給し、前記第2パラメータ信号を前記可変群遅延調整部に供給し、前記第3パラメータ信号を前記第2偏波面コントローラに供給する
ことを特徴とする偏波モード分散補償装置。
Comprising a first polarization plane controller, a variable group delay adjustment unit, a second polarization plane controller, a polarization analyzer, and a control signal generator,
The first polarization plane controller demodulates the input signal in response to a first parameter signal that indicates the amount of rotation of the polarization plane of the input signal with respect to the polarization mode dispersion compensation signal input as an input signal. Adjust the wave state to generate the polarization adjustment signal,
The variable group delay adjustment unit, according to a second parameter signal instructing a group delay of the polarization plane adjustment signal supplied from the first polarization plane controller, one of the orthogonal eigenpolarization modes of the polarization plane adjustment signal A polarization mode dispersion compensation signal is generated by adding a group delay to the polarization mode component of
The second polarization plane controller, in response to a third parameter signal instructing a rotation amount of the polarization plane of the polarization mode dispersion compensation signal supplied from the variable group delay adjustment unit, of the polarization mode dispersion compensation signal Determine the polarization direction, generate and output an output signal,
The polarization analyzer calculates the Stokes parameter of the tapped monitor signal from the output signal, converts the Stokes parameter to a Stokes parameter signal that is an electrical signal, and outputs the Stokes parameter signal.
The control signal generator generates the first parameter signal, the second parameter signal, and the third parameter signal from the Stokes parameter signal, and supplies the first parameter signal to the first polarization plane controller And supplying the second parameter signal to the variable group delay adjusting unit and supplying the third parameter signal to the second polarization plane controller.
前記可変群遅延調整部は、偏波分波器、偏波合波器、可動アーム、ステッピングモータ、及びステッピングモータドライバを具え、
前記偏波分波器は、前記偏波面調整信号を当該偏波面調整信号の前記直交固有偏波モードの第1偏波モード成分と第2偏波モード成分とに分岐し、
前記第1偏波モード成分は、前記偏波合波器に入力され、
前記第2偏波モード成分は、前記可動アームに入力されて前記群遅延が付加されて前記偏波合波器に入力され、
前記偏波合波器によって、前記第1偏波モード成分と前記群遅延が付加された第2偏波モード成分とが合波されて、前記偏波モード分散補償信号が生成されるように、前記偏波分波器、前記可動アーム、及び前記偏波合波器が配置されており、
前記ステッピングモータは、前記群遅延を前記第2偏波モード成分に付加するために必要な位置に前記可動アームを移動させ、
前記ステッピングモータドライバは、前記ステッピングモータに対して前記可動アームを移動させための制御をする
ことを特徴とする請求項2に記載の偏波モード分散補償装置。
The variable group delay adjustment unit includes a polarization demultiplexer, a polarization multiplexer, a movable arm, a stepping motor, and a stepping motor driver.
The polarization demultiplexer branches the polarization plane adjustment signal into a first polarization mode component and a second polarization mode component of the orthogonal eigenpolarization mode of the polarization plane adjustment signal,
The first polarization mode component is input to the polarization multiplexer,
The second polarization mode component is input to the movable arm and added to the group delay to be input to the polarization multiplexer,
The polarization multiplexer combines the first polarization mode component and the second polarization mode component to which the group delay is added, so that the polarization mode dispersion compensation signal is generated. The polarization splitter, the movable arm, and the polarization multiplexer are arranged,
The stepping motor moves the movable arm to a position necessary for adding the group delay to the second polarization mode component,
3. The polarization mode dispersion compensator according to claim 2, wherein the stepping motor driver controls the stepping motor to move the movable arm.
入力信号として入力される被偏波モード分散補償信号に対して、該入力信号の偏波状態を調整し、かつ該入力信号の偏波モード間の群遅延を調整して偏波モード分散補償信号を生成する偏波モード調整ステップと、
前記偏波モード分散補償信号が入力されて、該偏波モード分散補償信号の偏波方向を確定し、かつ偏波モード分散が補償された信号を出力信号として生成して出力する偏波面確定ステップと
を具えることを特徴とする偏波モード分散補償方法。
For a polarization mode dispersion compensation signal input as an input signal, the polarization mode dispersion compensation signal is adjusted by adjusting the polarization state of the input signal and adjusting the group delay between the polarization modes of the input signal. A polarization mode adjustment step for generating
Polarization plane determining step of receiving the polarization mode dispersion compensation signal, determining a polarization direction of the polarization mode dispersion compensation signal, and generating and outputting a signal compensated for polarization mode dispersion as an output signal And a polarization mode dispersion compensation method.
入力信号として入力される被偏波モード分散補償信号に対して、該入力信号の偏波面の回転量を指示する第1パラメータ信号に応じて、該入力信号の偏波状態を調整して偏波面調整信号を生成する第1偏波面コントロールステップと、
前記偏波面調整信号の群遅延を指示する第2パラメータ信号に応じて、該偏波面調整信号の直交固有偏波モードの一方の偏波モード成分に対して群遅延を付与して、偏波モード分散補償信号を生成する可変群遅延調整ステップと、
前記偏波モード分散補償信号の偏波面の回転量を指示する第3パラメータ信号に応じて、該偏波モード分散補償信号の偏波方向を確定して、出力信号を生成する第2偏波面コントロールステップと、
前記出力信号をタップしてモニター信号を分岐し、該モニター信号のストークスパラメータを算出し、該ストークスパラメータを電気信号であるストークスパラメータ信号に変換して出力する偏波解析ステップと、
前記ストークスパラメータ信号から、前記第1パラメータ信号、前記第2パラメータ信号、及び前記第3パラメータ信号を生成して、前記第1パラメータ信号を第1偏波面コントローラに供給し、前記第2パラメータ信号を可変群遅延調整部に供給し、前記第3パラメータ信号を第2偏波面コントローラに供給する制御信号生成ステップと
を含むことを特徴とする偏波モード分散補償方法。
For the polarization-mode dispersion compensation signal input as an input signal, the polarization state of the input signal is adjusted by adjusting the polarization state of the input signal according to the first parameter signal that indicates the amount of rotation of the polarization plane of the input signal. A first polarization plane control step for generating an adjustment signal;
In response to the second parameter signal instructing the group delay of the polarization plane adjustment signal, a group delay is given to one polarization mode component of the orthogonal eigenpolarization mode of the polarization plane adjustment signal, and the polarization mode A variable group delay adjustment step for generating a dispersion compensation signal;
Second polarization plane control for generating an output signal by determining the polarization direction of the polarization mode dispersion compensation signal according to the third parameter signal indicating the rotation amount of the polarization plane of the polarization mode dispersion compensation signal. Steps,
A polarization analysis step of tapping the output signal to branch the monitor signal, calculating a Stokes parameter of the monitor signal, converting the Stokes parameter to a Stokes parameter signal that is an electrical signal, and outputting the Stokes parameter signal,
Generating the first parameter signal, the second parameter signal, and the third parameter signal from the Stokes parameter signal, supplying the first parameter signal to a first polarization plane controller, and supplying the second parameter signal A polarization mode dispersion compensation method comprising: a control signal generation step of supplying the third parameter signal to a second polarization plane controller by supplying the variable group delay adjustment unit to the variable parameter delay adjustment unit.
第1偏波面コントローラ、可変群遅延調整部、第2偏波面コントローラ、偏波解析器、及び制御信号生成器を具え、
前記第1偏波面コントローラは、入力される被偏波モード分散補償信号に対して、該被偏波モード分散補償信号の偏波面の回転量を指示する第1パラメータ信号に応じて、該被偏波モード分散補償信号の偏波状態を調整して偏波面調整信号を生成し、
前記可変群遅延調整部は、前記第1偏波面コントローラから供給される前記偏波面調整信号に対して、該偏波面調整信号の群遅延を指示する第2パラメータ信号に応じて、該偏波面調整信号の直交固有偏波モードの一方の偏波モード成分に対して群遅延を付与して、偏波モード分散補償信号を生成し、
前記第2偏波面コントローラは、前記可変群遅延調整部から供給される前記偏波モード分散補償信号に対して、該偏波モード分散補償信号の偏波面の回転量を指示する第3パラメータ信号に応じて、該偏波モード分散補償信号の偏波方向を確定して、出力信号を生成し、
前記偏波解析器は、前記出力信号からタップされたモニター信号のストークスパラメータを算出し、該ストークスパラメータを電気信号であるストークスパラメータ信号に変換して出力し、
前記制御信号生成器は、前記ストークスパラメータ信号から、前記第1パラメータ信号、前記第2パラメータ信号、及び前記第3パラメータ信号を生成して、前記第1パラメータ信号を前記第1偏波面コントローラに供給し、前記第2パラメータ信号を前記可変群遅延調整部に供給し、前記第3パラメータ信号を前記第2偏波面コントローラに供給し、
前記可変群遅延調整部は、偏波分波器、偏波合波器、可動アーム、ステッピングモータ、及びステッピングモータドライバを具え、
前記偏波分波器は、前記偏波面調整信号を当該偏波面調整信号の前記直交固有偏波モードの第1偏波モード成分と第2偏波モード成分とに分岐し、
前記第1偏波モード成分は、前記偏波合波器に入力され、
前記第2偏波モード成分は、前記可動アームに入力されて前記群遅延が付加されて前記偏波合波器に入力され、
前記偏波合波器によって、前記第1偏波モード成分と前記群遅延が付加された第2偏波モード成分とが合波されて、前記偏波モード分散補償信号が生成されるように、前記偏波分波器、前記可動アーム、及び前記偏波合波器が配置されており、
前記ステッピングモータは、前記群遅延を前記第2偏波モード成分に付加するために必要な位置に前記可動アームを移動させ、
前記ステッピングモータドライバは、前記ステッピングモータに対して前記可動アームを移動させための制御をする
ことを特徴とする偏波モード分散補償装置に用いる偏波モード分散補償方法であって、
初期化が完了したか否かを示す初期化フラグを、初期化が未完了である場合にi=0と設定し、初期化が完了した場合にi=1に設定するステップ(ステップS10)と、
基準偏光度の値を設定するステップ(ステップS12)と、
偏波モード分散補償されて前記偏波モード分散補償装置から出力される出力光の偏波状態を指定するストークスパラメータを設定するステップ(ステップS14)と、
前記偏波モード分散補償装置から出力される出力光の偏波状態を測定し、当該出力光のストークスパラメータを前記偏波解析器によって算出し、第1〜第3パラメータ信号を生成するステップ(ステップS16)と、
前記ステップS16で算出されたストークスパラメータから決定される測定偏光度の値と前記ステップS12で設定した基準偏光度の値とを比較し、前記ステップS16で算出されたストークスパラメータから決定される前記測定偏光度の値が前記ステップS12で設定した前記基準偏光度の値以上である場合は前記初期化フラグをi=1に設定し、前記測定偏光度の値が前記基準偏光度の値以下の値である場合は前記初期化フラグをi=0のままとするステップ(ステップS18)と、
前記第1パラメータ信号に基づいて前記第1偏波面コントローラを制御して、偏光度の値が極大となるように前記被偏波モード分散補償信号の偏波面を回転制御するステップ(ステップS22)と、
前記第2パラメータ信号に基づいて前記可変群遅延調整部を制御して、前記第1偏波面コントローラからの出力光の群遅延が減少するように調整して出力するステップ(ステップS24)と、
前記第1偏波面コントローラによって、偏光度の値が極大となるように前記被偏波モード分散補償信号の偏波面を微小な回転制御を行うステップ(ステップS32)と、
前記可変群遅延調整部によって、前記第1偏波面コントローラからの出力光の群遅延が減少するように微調整して出力するステップ(ステップS34)と、
前記第3パラメータ信号に基づいて前記第2偏波面コントローラを制御して、偏光度の値が極大となるように前記偏波モード分散補償信号の偏波面の回転制御を行うステップ(ステップS36)と、
前記ステップS14において設定された設定ストークスパラメータと、前記出力信号の測定ストークスパラメータとを比較するステップ(ステップS40)と
を具え、
前記ステップS18において、前記測定偏光度の値が前記基準偏光度の値以上であると判定された場合には前記ステップS32に進み、前記測定偏光度の値が前記基準偏光度の値を超えていないと判定された場合には前記ステップS22に進み、
前記ステップS40において、前記設定ストークスパラメータが前記測定ストークスパラメータに等しいと判定された場合には前記ステップS16に進み、前記設定ストークスパラメータが前記測定ストークスパラメータに等しくないと判定された場合には前記ステップS36に進み、
前記ステップS24が終了したら、前記ステップS16に戻り、前記ステップS18、前記ステップS22、及び前記ステップS24を繰り返し実行する
ことを特徴とする偏波モード分散補償方法。
Comprising a first polarization plane controller, a variable group delay adjustment unit, a second polarization plane controller, a polarization analyzer, and a control signal generator,
The first polarization plane controller responds to the input polarization mode dispersion compensation signal according to the first parameter signal that indicates the amount of rotation of the polarization plane of the polarization mode dispersion compensation signal. The polarization mode adjustment signal is generated by adjusting the polarization state of the wave mode dispersion compensation signal,
The variable group delay adjustment unit is configured to adjust the polarization plane according to a second parameter signal instructing a group delay of the polarization plane adjustment signal with respect to the polarization plane adjustment signal supplied from the first polarization plane controller. Giving a group delay to one polarization mode component of the orthogonal eigenpolarization mode of the signal to generate a polarization mode dispersion compensation signal,
The second polarization plane controller, with respect to the polarization mode dispersion compensation signal supplied from the variable group delay adjustment unit, a third parameter signal that indicates the amount of rotation of the polarization plane of the polarization mode dispersion compensation signal Accordingly, the polarization direction of the polarization mode dispersion compensation signal is determined, and an output signal is generated.
The polarization analyzer calculates the Stokes parameter of the tapped monitor signal from the output signal, converts the Stokes parameter to a Stokes parameter signal that is an electrical signal, and outputs the Stokes parameter signal.
The control signal generator generates the first parameter signal, the second parameter signal, and the third parameter signal from the Stokes parameter signal, and supplies the first parameter signal to the first polarization plane controller And supplying the second parameter signal to the variable group delay adjustment unit, supplying the third parameter signal to the second polarization plane controller,
The variable group delay adjustment unit includes a polarization demultiplexer, a polarization multiplexer, a movable arm, a stepping motor, and a stepping motor driver.
The polarization demultiplexer branches the polarization plane adjustment signal into a first polarization mode component and a second polarization mode component of the orthogonal eigenpolarization mode of the polarization plane adjustment signal,
The first polarization mode component is input to the polarization multiplexer,
The second polarization mode component is input to the movable arm and added to the group delay to be input to the polarization multiplexer,
The polarization multiplexer combines the first polarization mode component and the second polarization mode component to which the group delay is added, so that the polarization mode dispersion compensation signal is generated. The polarization splitter, the movable arm, and the polarization multiplexer are arranged,
The stepping motor moves the movable arm to a position necessary for adding the group delay to the second polarization mode component,
The stepping motor driver is a polarization mode dispersion compensation method used for a polarization mode dispersion compensation apparatus, wherein the stepping motor performs control for moving the movable arm with respect to the stepping motor.
A step (step S10) of setting an initialization flag indicating whether or not the initialization is completed to i = 0 when the initialization is not completed and setting i = 1 when the initialization is completed; ,
Setting a reference polarization degree value (step S12);
Setting a Stokes parameter that specifies the polarization state of the output light that is polarization mode dispersion compensated and output from the polarization mode dispersion compensation device (step S14);
Measuring a polarization state of output light output from the polarization mode dispersion compensation device, calculating a Stokes parameter of the output light by the polarization analyzer, and generating first to third parameter signals (step) S16)
The measured polarization degree value determined from the Stokes parameter calculated in step S16 is compared with the reference polarization degree value set in step S12, and the measurement determined from the Stokes parameter calculated in step S16. When the polarization degree value is equal to or greater than the reference polarization degree value set in step S12, the initialization flag is set to i = 1, and the measured polarization degree value is equal to or less than the reference polarization degree value. If it is, the step of leaving the initialization flag i = 0 (step S18),
Controlling the first polarization plane controller based on the first parameter signal to rotate and control the polarization plane of the polarization-mode dispersion compensation signal so that the value of polarization degree is maximized (step S22); ,
Controlling the variable group delay adjustment unit based on the second parameter signal to adjust and output the group delay of the output light from the first polarization plane controller to be reduced (step S24);
Performing a minute rotation control on the polarization plane of the polarization-mode dispersion compensation signal so that the value of the degree of polarization is maximized by the first polarization plane controller (step S32);
Finely adjusting the variable group delay adjustment unit so that the group delay of the output light from the first polarization plane controller is reduced (step S34);
Controlling the second polarization plane controller based on the third parameter signal and performing rotation control of the polarization plane of the polarization mode dispersion compensation signal so that the value of the polarization degree is maximized (step S36); ,
Comparing the set Stokes parameter set in step S14 with the measured Stokes parameter of the output signal (step S40),
If it is determined in step S18 that the measured polarization degree value is greater than or equal to the reference polarization degree value, the process proceeds to step S32, and the measured polarization degree value exceeds the reference polarization degree value. If it is determined that there is not, the process proceeds to step S22.
If it is determined in step S40 that the set Stokes parameter is equal to the measured Stokes parameter, the process proceeds to step S16. If it is determined that the set Stokes parameter is not equal to the measured Stokes parameter, the step is performed. Proceed to S36
When step S24 is completed, the process returns to step S16, and step S18, step S22, and step S24 are repeatedly executed.
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