JP2011166367A - 光線路の光路長調整方法及び装置 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明の課題は、迂回回線中で、一対の入力用偏波分離カプラと出力用偏波合成カプラ間に構成される偏波保持光ファイバよりなる二重化光線路の分岐比を偏波コントローラで変えながら光路長を変化させることにより、低損失で光路長を調整する光線路の光路長調整方法及び装置を提供するものである。
【解決手段】本発明は、一対の入力用偏波分離カプラ１３と出力用偏波合成カプラ１８間に構成される偏波保持光ファイバ２２よりなる二重化光線路と、入力用偏波分離カプラ１３の入力ポート側に接続された前記二重化光線路の分岐比を変える偏波コントローラ１２と、前記二重化光線路のそれぞれに配置される光線路長を所定長ステップで変化させることが可能な光ファイバ切替装置１７，１９と、前記二重化光線路の少なくとも一方に備えられる前記所定長を含む範囲で連続的に光路長を調整可能な連続光路長調整装置２１とを具備することを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、光ファイバにより構成される光線路の光路長を連続的に変化させることが可能な低損失光路長調整技術に関するものである。

本技術は例えば光ファイバによる現用通信回線に対して迂回回線を用意し一時的に回線の二重化を行うことによりサービスを途絶させることなく現用通信回線の工事を実行できる手段を提供する際に、現用通信回線と迂回回線の光路長差を調整して通信に影響が出ないようにするための光線路保守システム等に適用することが可能である。この場合、迂回回線中に更に二重化光線路を設けて低損失で光路長調整を行う技術に関するものである。

近年、光ファイバ回線の支障移転工事等において通信サービスを途絶させることなく現用回線から移転先回線に移転させることを可能とするサービス無瞬断切替技術が開発されている（例えば、非特許文献１参照。）。

この技術は迂回回線を用意して現用回線との一時的な二重化を行った後、通信光を迂回回線のみにより伝送することにより現用回線の工事を可能とするものである。その際通信サービスを維持しながら回線を二重化するには現用回線と迂回回線の光路長差を規定の誤差範囲内に収める必要があるため、迂回回線に光路長を調整するための手段が不可欠となる。

このため、光ファイバを伝搬する光信号を一対のコリメータにより空間伝搬させる光空間光学系を構成しコリメータ間の距離を連続的に変化させて光路長を調整する手法が提案されている。その際、空間光学系による延伸距離は現用及び迂回回線の光路長差を直接カバーするには必ずしも十分ではないことから空間光学系による一定の延伸距離を逐次累積していく手法が採用されている（例えば、非特許文献１参照。）。

これは迂回回線中に二重化光線路を設け片側に配置した空間光学系により一定長光路長を延伸した後、この一定長に相当する光ファイバをもう片側の光線路に割り入れ２つの光線路長を等しくした上で光信号を移し変えていく動作を繰り返し行うことにより迂回回線の光路長を逐次延長していくものである。

しかしながら、この二重化線路は波長無依存光カプラにより結合されているため、例えば50:50の分岐比で結合されている場合にはこの２つのカプラだけで6dB以上の損失を発生させることになる。また、安定的に光信号を二重化するため２つの光線路間で6dB以上のレベル差を与える場合には光パワーが弱い側の線路ではさらに損失が増大する問題があった。

東他著,信学技報OFT2008-52 「光アクセス媒体切り替え方式の基礎検討−サービス無瞬断光媒体切り替えシステム−」 社団法人 電子情報通信学会 , 2008 ,pp.27-31 L. Yan, et al., Programmable Group-Delay Module Using Binary Polarization Switching, Journal of Lightwave Thechnology, vol. 21, no. 7, July 2003, pp. 1676-1684.

本発明の目的は、迂回回線中で、一対の入力用偏波分離カプラと出力用偏波合成カプラ間に構成される偏波保持光ファイバよりなる二重化光線路の分岐比を偏波コントローラで変えながら光路長を変化させることにより、低損失で光路長を調整する光線路の光路長調整方法及び装置を提供するものである。

上記目的を達成するために、本発明の光線路の光路長調整装置は、一対の入力用偏波分離カプラと出力用偏波合成カプラ間に構成される偏波保持光ファイバよりなる二重化光線路と、前記入力用偏波分離カプラの入力ポート側に接続された前記二重化光線路の分岐比を変える偏波コントローラと、前記二重化光線路のそれぞれに配置される光線路長を所定長ステップで変化させることが可能な光ファイバ切替装置と、前記二重化光線路の少なくとも一方に備えられる前記所定長を含む範囲で連続的に光路長を調整可能な連続光路長調整装置とを具備することを特徴とするものである。

また本発明の光線路の光路長調整装置は、一対の入力用偏波分離カプラと出力用偏波合成カプラ間に構成される偏波保持光ファイバよりなる二重化光線路と、前記入力用偏波分離カプラの二出力にそれぞれ分岐比を変える偏波コントローラを介して結合され、二系統の光線路の光信号それぞれを偏波分離カプラで分解すると共にそれぞれのx軸及びy軸成分を偏波合成カプラにより互い違いに合成する二入力二出力の入力側偏波分離合成器と、前記出力用偏波合成カプラの二入力にそれぞれ分岐比を変える偏波コントローラを介して結合され、二系統の光線路の光信号それぞれを偏波分離カプラで分解すると共にそれぞれのx軸及びy軸成分を偏波合成カプラにより互い違いに合成する二入力二出力の出力側偏波分離合成器と、前記入力側偏波分離合成器と前記出力側偏波分離合成器間の二重化光線路のそれぞれに配置される光線路長を所定長ステップで変化させることが可能な光ファイバ切替装置と、前記入力側偏波分離合成器と前記出力側偏波分離合成器間の二重化光線路の少なくとも一方に備えられる前記所定長を含む範囲で連続的に光路長を調整可能な連続光路長調整装置とを具備することを特徴とするものである。

また本発明は、前記光線路の光路長調整装置において、連続光路長調整装置を省略し、出力用偏波合成カプラの出力ポート側に可変DGD(differential group delay)発生器を備えたことを特徴とするものである。

また本発明の光線路の光路長調整方法は、請求項１又は２記載の光線路の光路長調整装置を用い、偏波コントローラにより二重化光線路の分岐比を一方の光線路のみに光パワーを導通させるように変える第１のステップと、前記二重化光線路の一方の光線路に配置した連続光路長調整装置で光路長を所定の長さ伸ばす第２のステップと、前記二重化光線路の他方の光線路に配置した光ファイバ切替装置で所定長の光ファイバに切り替えて一方の光線路と光路長を一致させる第３のステップと、偏波コントローラにより二重化光線路の分岐比を他方の光線路のみに光パワーを導通させるように変える第４のステップと、前記二重化光線路の一方の光線路に配置した光ファイバ切替装置で所定長の光ファイバに切り替えると共に連続光路長調整装置の光路長を元に戻す第５のステップと、前記第１のステップから第５のステップを繰り返すことにより光路長を延伸することを特徴とする。

また本発明の光線路の光路長調整方法は、請求項３記載の光線路の光路長調整装置を用い、偏波コントローラにより二重化光線路の分岐比を一方の光線路からもう片方の光線路へ光パワーを導通させるように変える第１のステップと、前記二重化光線路の光パワーが導通してない方の光ファイバ切替装置において単位長の光路長を増大させる第２のステップと、前記二重化光線路の出力用偏波合成カプラに接続された可変ＤＧＤ発生器で前記単位長の半分に相当するＤＧＤの極性を反転させる第３のステップと、前記第１のステップから第３のステップを繰り返すことにより光路長を延伸することを特徴とする。

本発明は、迂回回線中の二重化光線路の光路長調整装置であり、一対の入力用偏波分離カプラと出力用偏波合成カプラ間に構成される偏波保持光ファイバよりなる二重化光線路の分岐比を偏波コントローラで変えるように構成されていることを特徴とする。偏波制御による二重化光線路のルーティングを行うことにより二つの光線路の光路長を所定の単位長ステップで交互に延長しながら全体としての光路長を延伸していくことが可能となる。その際光パワー分岐カプラによる二重化線路の場合に発生するような損失は発生しない。

また、偏波コントローラにより連続的にパワーの分岐比を制御するため単純な光スイッチのON/OFFによるルート切替で発生するような急激なレベルの変動も伴わない。これにより例えば支障移転などの現用回線への工事が必要な場合回線を一時的に二重化するのに必要な迂回回線に現用回線との光路長差を調整する低損失な光路長調整機構を提供できる。

本発明の第１の実施形態に係る光線路の光路長調整装置を示す構成説明図である。 本発明の第２の実施形態に係る光線路の光路長調整装置を示す構成説明図である。 本発明の第２の実施形態に係る光線路の光路長調整装置の変形例を示す構成説明図である。 本発明の第３の実施形態に係る光線路の光路長調整装置を示す構成説明図である。

以下、本発明の実施の形態について、詳細に説明する。
図１は本発明の第１の実施形態に係る光線路の光路長調整装置を示す構成説明図である。図１において、１１は入力ポート、１２は偏波コントローラ、１３は入力用偏波分離カプラ、１４は第１のコリメータ、１５は第２のコリメータ、１６はミラー、１７は光ファイバ切替装置、１８は出力用偏波合成カプラ、１９は光ファイバ切替装置、２０は出力ポート、２１は連続光路長調整装置、２２は偏波保持光ファイバである。

図１に示すように、入力ポート１１は偏波コントローラ１２を介して入力用偏波分離カプラ１３の入力端に接続され、入力用偏波分離カプラ１３の一方の出力端は第１のコリメータ１４の入力端に接続される。第１のコリメータ１４の出力端に対向した位置にはミラー１６の入力面が配置され、ミラー１６の出力面に対向した位置には第２のコリメータ１５の入力端が配置される。第２のコリメータ１５の出力端は光ファイバ切替装置１７の入力端に接続され、光ファイバ切替装置１７の出力端は出力用偏波合成カプラ１８の一方の入力端に接続される。

前記入力用偏波分離カプラ１３の他方の出力端は光ファイバ切替装置１９の入力端に接続され、光ファイバ切替装置１９の出力端には出力用偏波合成カプラ１８の他方の入力端に接続される。出力用偏波合成カプラ１８の出力端は出力ポート２０に接続される。コリメータ１４，１５及びミラー１６は連続光路長調整装置２１を構成し、ミラー１６がストローク０．５ｍで矢印方向に移動自在に設けられる。入力用偏波分離カプラ１３と出力用偏波合成カプラ１８の間は偏波保持光ファイバ２２で構成し、連続光路長調整装置２１及び光ファイバ切替装置１７を通る直線偏波Aルートと、光ファイバ切替装置１９を通る直線偏波Bルートに分けられる。

すなわち、一対の入力用偏波分離カプラ１３と出力用偏波合成カプラ１８間には偏波保持光ファイバ２２による二重化光線路が構成されており、それぞれの線路には、光線路長を所定長ステップで変化させることが可能、例えば１ｍ間隔で長さの異なる光ファイバを選択可能な光ファイバ切替装置１７，１９が配置されている。

前記二重化光線路の少なくとも一方には前記所定長を含む範囲で連続的に光路長を調整可能な連続光路長調整装置２１が備えられる。例えば片側の光線路（Aルート）には光ファイバを伝搬する光信号をコリメータ１４により空間光に変えミラー１６による反射を経てもう一つのコリメータ１５により再び光ファイバへと導く光空間光学系が配置されており、ミラー１６の位置を変化させることによりAルートの光路長を連続的に変化させることが可能となっている。

入力用偏波分離カプラ１３の入力ポート１１側には偏波コントローラ１２が設けられ任意の偏波状態にある入力光を直線偏波に変換しさらに直線偏波の傾きを制御することによりAルートとBルートの光パワー分岐比を変えることができる。

入力用偏波分離カプラ１３によってx軸成分とy軸成分に分離されそれぞれAルート及びBルートの偏波保持光ファイバ２２に結合されているものとすれば、偏波コントローラ１２によって直線偏波に変換された入力光の偏光軸をx軸と平行にすることによってAルートのみに光パワーを導通させることができる。

Aルートの光ファイバ切替装置１７の選択を０ｍとしてコリメータ１４，１５とミラー１６間の距離を０から０．５ｍまで拡張するとAルートの光路長が１ｍ伸びることになる。このときBルートの光ファイバ切替装置１９の選択を１ｍにしておけば２つのルートの光路長が一致するため、偏波コントローラ１２による直線偏光の角度をy軸方向へ変化させても両ルートを経由して出力用偏波合成カプラ１８で再合成された光信号は二重化による遅延差が無視できるため通信には影響を及ぼさない。

直線偏光の向きをy軸へ一致させれば光パワーをBルートのみに導通させることができるため、その間Aルートの光ファイバ切替装置１７の選択を１ｍに切り替えコリメータ１４，１５とミラー１６間の距離を０ｍとすれば２ルートの光路長は変わらないので偏波コントローラ１２による直線偏光の向きをx軸へと合わせれば再びAルートのみに光パワーが導通する。

これら一連の動作により初期状態から通信状態を保ちながら光路長を１ｍ延伸したことになるのでこれを繰り返すことによりさらに光路長の延伸を続けることが可能となる。このように、入力用偏波分離カプラ１３及び出力用偏波合成カプラ１８による入力光の分離と再合成を行っているため光パワー分岐カプラによる二重化線路の場合に発生する損失は発生しない。

また、偏波コントローラ１２により連続的にパワーの分岐比を制御するため単純な光スイッチのON/OFFによるルート切替で発生するような急激なレベルの変動も伴わない。なお、AルートとBルートの物理的な長さを一致させたとしても光信号の伝搬時間が一致するとは限らないが、例えば光の干渉を利用した方法により二重化時の伝播時間が一致するようなミラー位置を予め記憶させておけば解決できる。

一方、本方式では入力光の偏波状態を偏波コントローラ１２により直線偏光に変換しているが入力光の偏光状態が急激に変化する場合には偏光状態の制御が追いつかなくなり２つのルートに所望の分岐比で光パワーを導通させることができなくなる。この場合の二重化光線路による光路長延長法を以下に説明する。

図２は本発明の第２の実施形態に係る光線路の光路長調整装置を示す構成説明図である。図２において、３１は入力ポート、３２は入力用偏波分離カプラ、３３は偏波コントローラ、３４は偏波分離カプラ、３５は偏波合成カプラ、３６は第１のコリメータ、３７はミラー、３８は第２のコリメータ、３９は光ファイバ切替装置、４０は偏波分離カプラ、４１は偏波合成カプラ、４２は偏波コントローラ、４３は出力用偏波合成カプラ、４４は偏波コントローラ、４５は偏波分離カプラ、４６は偏波合成カプラ、４７は光ファイバ切替装置、４８は偏波分離カプラ、４９は偏波合成カプラ、５０は偏波コントローラ、５１は出力ポート、５２は連続光路長調整装置、５３は偏波分離合成器、５４は偏波分離合成器である。

図２に示すように、入力ポート３１は入力用偏波分離カプラ３２の入力端に接続され、入力用偏波分離カプラ３２の一方の出力端は偏波コントローラ３３を介して偏波分離カプラ３４の入力端に接続される。偏波分離カプラ３４の一方の出力端は偏波合成カプラ３５の一方の入力端に接続されると共に偏波分離カプラ３４の他方の出力端は偏波合成カプラ４６の一方の入力端に接続され、偏波合成カプラ３５の出力端は第１のコリメータ３６の入力端に接続される。第１のコリメータ３６の出力端に対向した位置にはミラー３７の入力面が配置され、ミラー３７の出力面に対向した位置には第２のコリメータ３８の入力端が配置される。第２のコリメータ３８の出力端は光ファイバ切替装置３９の入力端に接続され、光ファイバ切替装置３９の出力端は偏波分離カプラ４０の入力端に接続される。偏波分離カプラ４０の一方の出力端は偏波合成カプラ４１の一方の入力端に接続されると共に偏波分離カプラ４０の他方の出力端は偏波合成カプラ４９の一方の入力端に接続され、偏波合成カプラ４１の出力端は偏波コントローラ４２を介して出力用偏波合成カプラ４３の一方の入力端に接続される。

前記入力用偏波分離カプラ３２の他方の出力端は偏波コントローラ４４を介して偏波分離カプラ４５の入力端に接続され、偏波分離カプラ４５の一方の出力端は偏波合成カプラ３５の他方の入力端に接続されると共に偏波分離カプラ４５の他方の出力端は偏波合成カプラ４６の他方の入力端に接続される。偏波合成カプラ４６の出力端は光ファイバ切替装置４７の入力端に接続され、光ファイバ切替装置４７の出力端は偏波分離カプラ４８の入力端に接続される。偏波分離カプラ４８の一方の出力端は偏波合成カプラ４１の他方の入力端に接続されると共に偏波分離カプラ４８の他方の出力端は偏波合成カプラ４９の他方の入力端に接続され、偏波合成カプラ４９の出力端は偏波コントローラ５０を介して出力用偏波合成カプラ４３の他方の入力端に接続される。出力用偏波合成カプラ４３の出力端は出力ポート５１に接続される。

コリメータ３６，３８及びミラー３７は連続光路長調整装置５２を構成し、ミラー３７がストローク０．５ｍで矢印方向に移動自在に設けられる。偏波分離カプラ３４，４５と偏波合成カプラ３５，４６は偏波分離合成器５３を構成し、偏波分離カプラ４０，４８と偏波合成カプラ４１，４９は偏波分離合成器５４を構成する。連続光路長調整装置５２及び光ファイバ切替装置３９を通るAルートと、光ファイバ切替装置４７を通るBルートに分けられる。

すなわち、一対の入力用偏波分離カプラ３２と出力用偏波合成カプラ４３間には偏波保持光ファイバによる二重化光線路が構成されており、それぞれの線路には図１と同様な光ファイバ切替装置３９，４７と連続光路長調整装置５２が配置されている。図２に示すように二組の偏波分離カプラ３４，４５の出力を互い違いに組み合わせて二組の偏波合成器３５，４６により再合成する二入力二出力の偏波分離合成器５３を構成し、偏波分離合成器５３は入力用偏波分離カプラ３２と直線偏波コントローラ３３，４４を介して接続している。また、もう一つの偏波分離合成器５４が出力用偏波合成カプラ４３と偏波コントローラ４２，５０を介して接続されている。

いま、単位エネルギーを持った入力波が入力用偏波分離カプラ３２に入力されその結果AルートとBルートそれぞれにr: 1-rのパワー分岐比で分離されたときの複素フィールドベクトルは次のように表現できる。

ただし、φ_A、φ_Bは分離された直線偏波の位相成分を表す。直線偏波コントローラ３３，４４はそれぞれ偏波分離合成器５３の偏波分離カプラ３４，４５によりk: 1-kのパワー比で分岐されるように制御されているものとする。このとき図のようにパワー比$k$の成分を合成してAルートにパワー比1-k の成分が合成されBルートへと導かれているのでAルートのx軸及びy軸のパワー成分をそれぞれPx、Py、Bルートのx軸及びy軸のパワー成分をそれぞれPX、PYで表せば次式を得る。
Px=rk、 Py=k(1-r)、 PX=(1-r)(1-k)、 PY=r(1-k)

従って、２つのルートのパワー比は入力光の偏光状態にかかわらずk:1-kとなる。A及びBそれぞれのルートを伝搬後出力側の偏波分離合成器５４によって生成される光は次のように表される。

ただし、φ_x、φ_yはAルートのx軸及びy軸を通過する光の位相遅れを、φ_X、φ_YはBルートのx軸及びy軸を通過する光の位相遅れを表している。光路長の延伸は図１の場合と同様な動作により行われるが、ある二重化状態で片方のルートからもう一方へのルートへのパワーの移しかえを行う間はこれらの位相は一定である。従って、入力波の偏光状態が突然変化してr、φ_A、φ_Bが急激に変化してもE_A ²及びE_B ²の偏光状態は変化しないことになる。一方、この二重化光線路では偏波保持ファイバが使用されているためx軸とy軸では屈折率が異なり同一地点での位相も異なる。大きな位相差は光信号の遅延差を発生させ通信品質に影響を及ぼす可能性がある。このとき例えばAルートのx軸とBルートのy軸が偏波保持ファイバのfast軸に、Aルートのy軸とBルートのx軸がslow軸となるように選んでおけば信号の遅延差の影響は緩和できる。いま、φ_x≒φ_Y=φ_f、φ_X=φ_y=φ_sとすれば偏波コントローラによってE_A ²、E_B ²は次のような偏波状態に変換できる。

上記２つの光にはφ_f-φ_sの位相差が存在するがこの影響が無視できない場合は連続光路長調整装置５２による補償を行えば二重化による信号の遅延差は解消できる。

なお、図１に示す実施形態では連続光路長調整装置２１としてコリメータ１４，１５とミラー１６による空間光学系を用いているが、光ファイバ長の切り替えステップを小さくすることができれば例えば非特許文献２に示されているような可変遅延時間調整装置を用いてもよい。二重化線路の片側を通過する光は直線偏波であるのでこれを上記可変遅延時間調整装置の固有軸の一つに合わせればよい。図２の場合においても図３に示すような構成に変更すればそれぞれのルートが直線偏波になるので前述同様に可変遅延時間調整装置を使うことによりA/Bルートの光路長差を調整することができる。

図３は本発明の第２の実施形態に係る光線路の光路長調整装置の変形例を示す構成説明図である。図３中、図２と同一部分は同一符号を付してその説明を省略する。図３において、６１，６２は可変遅延時間調整装置、６３，６４，６５，６６は光ファイバ切替装置である。

図３に示すように、偏波分離カプラ３４の一方の出力端は可変遅延時間調整装置６１及び光ファイバ切替装置６３を介して偏波合成カプラ４１の一方の入力端に接続され、偏波分離カプラ３４の他方の出力端は光ファイバ切替装置６５を介して偏波合成カプラ４１の他方の入力端に接続される。偏波分離カプラ４５の一方の出力端は可変遅延時間調整装置６２及び光ファイバ切替装置６４を介して偏波合成カプラ４９の一方の入力端に接続され、偏波分離カプラ４５の他方の出力端は光ファイバ切替装置６６を介して偏波合成カプラ４９の他方の入力端に接続される。

尚、切り替えステップを可能な限り小さくし二重化光線路の光路差長が光通信の伝送性能に影響を及ぼさないようにすることができれば図１〜図３における連続光路長調整装置２１、５２又は可変遅延時間調整装置６１，６２は省略することもできるが、これが困難である場合の補償法を次の実施形態において説明する。

図４は本発明の第３の実施形態に係る光線路の光路長調整装置を示す構成説明図である。図４において、７１は入力ポート、７２は偏波コントローラ、７３は入力用偏波分離カプラ、７４は第１の光スイッチ、７５は第２の光スイッチ、７６は第３の光スイッチ、７７は第４の光スイッチ、７８は第５の光スイッチ、７９は第６の光スイッチ、８０は単位長さの１／２の固定長光ファイバ、８１は出力用偏波合成カプラ、８２は可変DGD(differential group delay)発生器、８３は出力ポート、８４は偏波保持光ファイバである。

図４に示すように、入力ポート７１は偏波コントローラ７２を介して入力用偏波分離カプラ７３の入力端に接続され、入力用偏波分離カプラ７３の一方の出力端は第１の光スイッチ７４、第２の光スイッチ７５、第３の光スイッチ７６を直列に介して出力用偏波合成カプラ８１の一方の入力端に接続される。前記入力用偏波分離カプラ７３の他方の出力端は第４の光スイッチ７７、第５の光スイッチ７８、第６の光スイッチ７９、及び単位長さの１／２の固定長光ファイバ８０を直列に介して出力用偏波合成カプラ８１の他方の入力端に接続される。出力用偏波合成カプラ８１の出射端は可変DGD発生器８２を介して出力ポート８３に接続される。偏波分離カプラ７３と偏波合成カプラ８１の間は偏波保持光ファイバ８４で構成し、光スイッチ７４〜７６を通る直線偏波Aルートと、光スイッチ７７〜７９及び固定長光ファイバ８０を通る直線偏波Bルートに分けられる。

すなわち、一対の入力用偏波分離カプラ７２と出力用偏波合成カプラ８１間には偏波保持光ファイバ８４よりなる二重化光線路が構成される。前記入力用偏波分離カプラ７３の入力ポート７１側には前記二重化光線路の分岐比を変える偏波コントローラ７２が接続される。偏波コントローラ７２により二重化光線路の分岐比を固定長光ファイバ８０がない光線路から互い違いに光パワーを導通させるように変える。

連続光路長調整装置は省略され出力用偏波合成カプラ８１の後に可変DGD発生器８２が配置されている。光ファイバ切替装置として長さの異なる２種類の光ファイバを選択可能な光スイッチ７４〜７９の多段接続系により二重化線路の各ルートが構成されている。光スイッチ７４〜７９により選択される２種類の光ファイバは２のべき乗に比例した長さの差分を有しており、短い方の長さは全ての光スイッチ７４〜７９に共通である。

従って、光スイッチの段数をNとするとこれらのON/OFFの組み合わせにより単位長さL毎にL× 2^N-1の光路長延長が可能になっている。このような方式は限られた数の光スイッチで光路長延長の単位長さLを小さくできる点において図１の光ファイバ切替装置１７，１９に対して有利である。Bルートにはさらに単位長さの1/2の固定長光ファイバ８０が接続されているため光スイッチ７４〜７９のON/OFF動作によりAルートから互い違いに単位長さ(L)ずつ光路長を増大させていくとき両ルートの光路長差は常にL/2（または-L/2）となる。従って、出力用偏波合成カプラ８１により合成された光信号は$±L/2に対応するDGDを有することになるのでこれを可変DGD発生器８２により補償する。

いま、Aルートが偏波x軸、Bルートが偏波y軸に対応して分離・合成されているものとする。両ルートの光路長が最短となっているとき可変DGD発生器８２はy軸に対してx軸の位相をL/2に対応する分だけ遅らせておけば偏波コントローラ７２がAルートからBルートへパワーを移し変えてもその間可変DGD発生器８２からの出力光のDGDは補償されていることになる。光がBルートのみを通じて伝搬しているときAルートの光スイッチ操作によりLだけ光路長を増大するとBルートに対してL/2相当の位相遅れが生じる。従って今度は可変DGD発生器８２においてy軸がx軸に対してL/2相当の位相遅れを持つように設定すればBルートからAルートへのパワーの移し変えの際のDGDを補償できることになる。
本方式は図２の構成においても同様に適用可能である。

なお、本発明は、上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合せにより種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。更に、異なる実施形態に亘る構成要素を適宜組み合せてもよい。

１１…入力ポート、１２…偏波コントローラ、１３…偏波分離カプラ、１４…第１のコリメータ、１５…第２のコリメータ、１６…ミラー、１７…光ファイバ切替装置、１８…偏波合成カプラ、１９…光ファイバ切替装置、２０…出力ポート、２１…連続光路長調整装置、２２…偏波保持光ファイバ、３１…入力ポート、３２…入力用偏波分離カプラ、３３…偏波コントローラ、３４…偏波分離カプラ、３５…偏波合成カプラ、３６…第１のコリメータ、３７…ミラー、３８…第２のコリメータ、３９…光ファイバ切替装置、４０…偏波分離カプラ、４１…偏波合成カプラ、４２…偏波コントローラ、４３…出力用偏波合成カプラ、４４…偏波コントローラ、４５…偏波分離カプラ、４６…偏波合成カプラ、４７…光ファイバ切替装置、４８…偏波分離カプラ、４９…偏波合成カプラ、５０…偏波コントローラ、５１…出力ポート、５２…連続光路長調整装置、５３…偏波分離合成器、５４…偏波分離合成器、６１，６２…可変遅延時間調整装置、６３，６４，６５，６６…光ファイバ切替装置、７１…入力ポート、７２…偏波コントローラ、７３…偏波分離カプラ、７４…第１の光スイッチ、７５…第２の光スイッチ、７６…第３の光スイッチ、７７…第４の光スイッチ、７８…第５の光スイッチ、７９…第６の光スイッチ、８０…単位長さの１／２の固定長光ファイバ、８１…出力用偏波合成カプラ、８２…可変DGD(differential group delay)発生器、８３…出力ポート。

Claims (5)

1. 一対の入力用偏波分離カプラと出力用偏波合成カプラ間に構成される偏波保持光ファイバよりなる二重化光線路と、
   前記入力用偏波分離カプラの入力ポート側に接続された前記二重化光線路の分岐比を変える偏波コントローラと、
   前記二重化光線路のそれぞれに配置される光線路長を所定長ステップで変化させることが可能な光ファイバ切替装置と、
   前記二重化光線路の少なくとも一方に備えられる前記所定長を含む範囲で連続的に光路長を調整可能な連続光路長調整装置と
   を具備することを特徴とする光線路の光路長調整装置。
2. 一対の入力用偏波分離カプラと出力用偏波合成カプラ間に構成される偏波保持光ファイバよりなる二重化光線路と、
   前記入力用偏波分離カプラの二出力にそれぞれ分岐比を変える偏波コントローラを介して結合され、二系統の光線路の光信号それぞれを偏波分離カプラで分解すると共にそれぞれのx軸及びy軸成分を偏波合成カプラにより互い違いに合成する二入力二出力の入力側偏波分離合成器と、
   前記出力用偏波合成カプラの二入力にそれぞれ分岐比を変える偏波コントローラを介して結合され、二系統の光線路の光信号それぞれを偏波分離カプラで分解すると共にそれぞれのx軸及びy軸成分を偏波合成カプラにより互い違いに合成する二入力二出力の出力側偏波分離合成器と、
   前記入力側偏波分離合成器と前記出力側偏波分離合成器間の二重化光線路のそれぞれに配置される光線路長を所定長ステップで変化させることが可能な光ファイバ切替装置と、
   前記入力側偏波分離合成器と前記出力側偏波分離合成器間の二重化光線路の少なくとも一方に備えられる前記所定長を含む範囲で連続的に光路長を調整可能な連続光路長調整装置と
   を具備することを特徴とする光線路の光路長調整装置。
3. 請求項１又は２記載の光線路の光路長調整装置において、
   連続光路長調整装置を省略し、出力用偏波合成カプラの出力ポート側に可変DGD(differential group delay)発生器を備えたことを特徴とする光線路の光路長調整装置。
4. 請求項１又は２記載の光線路の光路長調整装置を用い、
   偏波コントローラにより二重化光線路の分岐比を一方の光線路のみに光パワーを導通させるように変える第１のステップと、
   前記二重化光線路の一方の光線路に配置した連続光路長調整装置で光路長を所定の長さ伸ばす第２のステップと、
   前記二重化光線路の他方の光線路に配置した光ファイバ切替装置で所定長の光ファイバに切り替えて一方の光線路と光路長を一致させる第３のステップと、
   偏波コントローラにより二重化光線路の分岐比を他方の光線路のみに光パワーを導通させるように変える第４のステップと、
   前記二重化光線路の一方の光線路に配置した光ファイバ切替装置で所定長の光ファイバに切り替えると共に連続光路長調整装置の光路長を元に戻す第５のステップと、
   前記第１のステップから第５のステップを繰り返すことにより光路長を延伸することを特徴とする光線路の光路長調整方法。
5. 請求項３記載の光線路の光路長調整装置を用い、
   偏波コントローラにより二重化光線路の分岐比を一方の光線路からもう片方の光線路へ光パワーを導通させるように変える第１のステップと、
   前記二重化光線路の光パワーが導通してない方の光ファイバ切替装置において単位長の光路長を増大させる第２のステップと、
   前記二重化光線路の出力用偏波合成カプラに接続された可変ＤＧＤ発生器で前記単位長の半分に相当するＤＧＤの極性を反転させる第３のステップと，
   前記第１のステップから第３のステップを繰り返すことにより光路長を延伸することを特徴とする光線路の光路長調整方法。

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