JP3466486B2 - 一次偏波モード分散（ｐｍｄ）を自動補償をする方法および装置 - Google Patents
一次偏波モード分散（ｐｍｄ）を自動補償をする方法および装置Info
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04B—TRANSMISSION
- H04B10/00—Transmission systems employing electromagnetic waves other than radio-waves, e.g. infrared, visible or ultraviolet light, or employing corpuscular radiation, e.g. quantum communication
- H04B10/25—Arrangements specific to fibre transmission
- H04B10/2507—Arrangements specific to fibre transmission for the reduction or elimination of distortion or dispersion
- H04B10/2569—Arrangements specific to fibre transmission for the reduction or elimination of distortion or dispersion due to polarisation mode dispersion [PMD]
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Description
【０００１】
【発明の分野】本発明は、光伝送システムに関し、さら
に詳細には、このようなシステムに於けるいわゆる偏波
モード分散の処理に関する。
に詳細には、このようなシステムに於けるいわゆる偏波
モード分散の処理に関する。
【０００２】
【発明の背景】偏波モード分散（Ｐolarization Ｍode
Ｄispersion：ＰＭＤ）は、光ファイバに作用する外力
によるランダム偏波結合はもとより、非対称内部応力ま
たは歪みによってファイバ・コア内部に導入される僅か
な残留複屈折の結果として光ファイバ内部に発生する。
従って、ＰＭＤは光ファイバ回路網に於ける信号の伝送
を著しく損なうことがある。
Ｄispersion：ＰＭＤ）は、光ファイバに作用する外力
によるランダム偏波結合はもとより、非対称内部応力ま
たは歪みによってファイバ・コア内部に導入される僅か
な残留複屈折の結果として光ファイバ内部に発生する。
従って、ＰＭＤは光ファイバ回路網に於ける信号の伝送
を著しく損なうことがある。
【０００３】ＰＭＤは光ファイバ伝送ラインを伝播する
光信号のある偏波成分にさまざまに影響するため、偏波
成分がファイバ内部を進行するときにその成分間に差分
時間遅延が生じることは周知である。これらの差分時間
遅延は最新製造の低ＰＭＤ光ファイバに対する約０．１
ｐｓ／（ｋｍ）1/2からより古い製造の単一モード光フ
ァイバの場合の数ｐｓ／（ｋｍ）1/2までの範囲にわた
ることがある。このような差分遅延による「長距離」光
ファイバ・リンク（例えば、単一モード光ファイバを使
用した１００ｋｍ地上伝送システム）全域にわたり発生
することのある差分時間遅延は、２０ｐｓ以上、あるい
は最新の低ＰＭＤ光ファイバを採用した大洋横断リンク
では１０ｐｓ以上になることがあるので不利である。
光信号のある偏波成分にさまざまに影響するため、偏波
成分がファイバ内部を進行するときにその成分間に差分
時間遅延が生じることは周知である。これらの差分時間
遅延は最新製造の低ＰＭＤ光ファイバに対する約０．１
ｐｓ／（ｋｍ）1/2からより古い製造の単一モード光フ
ァイバの場合の数ｐｓ／（ｋｍ）1/2までの範囲にわた
ることがある。このような差分遅延による「長距離」光
ファイバ・リンク（例えば、単一モード光ファイバを使
用した１００ｋｍ地上伝送システム）全域にわたり発生
することのある差分時間遅延は、２０ｐｓ以上、あるい
は最新の低ＰＭＤ光ファイバを採用した大洋横断リンク
では１０ｐｓ以上になることがあるので不利である。
【０００４】光信号の異なる偏波成分間に生じる大幅な
時間遅延は光リンクを伝播する光パルスに有意量の広が
りをもたらすことがある。これは、伝送波長チャンネル
につき少なくとも１０Ｇｂｐｓのビット速度で動作する
最新のディジタル光ウェーブ・システムに於いて特にそ
うである。事実、高ビット率システムでの、例えば、約
２０ｐｓという差分時間遅延によるパルスの広がりは、
受信電気信号「アイ・ダイヤグラム(eye diagram)」の
約０．５ｄＢ程度の部分的な閉じを引き起こし、受信信
号が有意量歪むことがある。
時間遅延は光リンクを伝播する光パルスに有意量の広が
りをもたらすことがある。これは、伝送波長チャンネル
につき少なくとも１０Ｇｂｐｓのビット速度で動作する
最新のディジタル光ウェーブ・システムに於いて特にそ
うである。事実、高ビット率システムでの、例えば、約
２０ｐｓという差分時間遅延によるパルスの広がりは、
受信電気信号「アイ・ダイヤグラム(eye diagram)」の
約０．５ｄＢ程度の部分的な閉じを引き起こし、受信信
号が有意量歪むことがある。
【０００５】しかし、特定の伝送ファイバ内部に発生す
る可能性のある差分時間遅延は時間を通して一定ではな
く、ファイバに変化をもたらす物理的環境、例えば、温
度、圧力等が変わると時間と共に変化することは周知で
ある。こうして、光ファイバのＰＭＤによって生じる時
間依存性の差分時間遅延の統計値は、通常、マックスウ
ェルの分布を示し、そのため、時間の任意点では、統計
平均（または、相加平均）値よりも非常に小さな値から
数倍以上の値にわたることがある。
る可能性のある差分時間遅延は時間を通して一定ではな
く、ファイバに変化をもたらす物理的環境、例えば、温
度、圧力等が変わると時間と共に変化することは周知で
ある。こうして、光ファイバのＰＭＤによって生じる時
間依存性の差分時間遅延の統計値は、通常、マックスウ
ェルの分布を示し、そのため、時間の任意点では、統計
平均（または、相加平均）値よりも非常に小さな値から
数倍以上の値にわたることがある。
【０００６】（古い、高ＰＭＤ光伝送ファイバによって
は、差分時間遅延が、例えば、１００ｐｓに達すること
が理論的にありうることに留意されたい。その次数の時
間遅延は、例えば、Electronic Letters、Vol.29、No.1
8、第1654頁、1993年に公表されたNamihira他の、「Ｉ
Ｍ−ＤＤ １５２０ｋｍ光増幅器システムの１Ｇｂ／ｓ
に於けるＢＥＲ階調に対する偏波効果(Polarization Ef
fects on BER Degradation at 10Gb/s in IM-DD 1520km
Optical Amplifier System）」という表題の論文で報
告されているように、例えば、電気信号に完全なフェー
ジングをもたらすことがある。）
は、差分時間遅延が、例えば、１００ｐｓに達すること
が理論的にありうることに留意されたい。その次数の時
間遅延は、例えば、Electronic Letters、Vol.29、No.1
8、第1654頁、1993年に公表されたNamihira他の、「Ｉ
Ｍ−ＤＤ １５２０ｋｍ光増幅器システムの１Ｇｂ／ｓ
に於けるＢＥＲ階調に対する偏波効果(Polarization Ef
fects on BER Degradation at 10Gb/s in IM-DD 1520km
Optical Amplifier System）」という表題の論文で報
告されているように、例えば、電気信号に完全なフェー
ジングをもたらすことがある。）
【０００７】光ファイバのＰＭＤによる信号障害を処理
する従来の方法には（ａ）IEEE Photonic Technology L
etters、Vol.2、No.8、第５９１頁、1990年に公表され
たM.A.SantoroおよびJ.H.Wintersの、「偏波分散の実験
的等化(Experimental Equalization of Polarization D
ispersion)」という表題の論文で論じられているＰＭＤ
によって生じるように、信号歪みの電気的な等化と、
（ｂ）Photonic Technology Letters、Vol.9、No.1、第
１２１頁、１９９７年に公表されたB.W.Hakkiの、「位
相ダイバーシティ検出による偏波モード分散の補償(Pol
arization Mode Dispersion Compensation by Phase Di
versity Detection）」という表題の論文で論じられて
いる、受信電気信号に於ける差分時間遅延の電気的な補
償とが含まれる。このような従来の方法には（ａ）「１
９９４年度光ファイバ通信に関する技術ダイジェスト会
議議事録(Technical Digest Conference on Optical Fi
breCommunication 1994(OSA))」第６２頁に公表された
T.Ozeki他の、「パルス波形比較アルゴリズムに従って
制御される可変等化光回路を使用した偏波モード分散等
化の実験(Polarization-Mode Dispersion Equalization
Experiment Using aVariable Equalizing Optical Cir
cuit Controlled by a Pulse-Waveform-Comparison Alg
orithm）」という表題の論文で論じられている、光信号
を電気信号に変換する前に行われる差分時間遅延の光学
的な補償と、（ｂ）例えば、Electronic Letters Vol.3
0、No.3、第３４８頁、１９９４年に公表された、T.Tak
ahashi他の「インライン増幅器システムに於ける経時的
に変動する偏波モード分散を自動補償する技術(Automat
ic Compensation Technique for Timewise Fluctuating
Polarization Dispersion In-line Amplifier Syste
m)」という表題の論文で論じられている他の形式の補償
も含まれる。
する従来の方法には（ａ）IEEE Photonic Technology L
etters、Vol.2、No.8、第５９１頁、1990年に公表され
たM.A.SantoroおよびJ.H.Wintersの、「偏波分散の実験
的等化(Experimental Equalization of Polarization D
ispersion)」という表題の論文で論じられているＰＭＤ
によって生じるように、信号歪みの電気的な等化と、
（ｂ）Photonic Technology Letters、Vol.9、No.1、第
１２１頁、１９９７年に公表されたB.W.Hakkiの、「位
相ダイバーシティ検出による偏波モード分散の補償(Pol
arization Mode Dispersion Compensation by Phase Di
versity Detection）」という表題の論文で論じられて
いる、受信電気信号に於ける差分時間遅延の電気的な補
償とが含まれる。このような従来の方法には（ａ）「１
９９４年度光ファイバ通信に関する技術ダイジェスト会
議議事録(Technical Digest Conference on Optical Fi
breCommunication 1994(OSA))」第６２頁に公表された
T.Ozeki他の、「パルス波形比較アルゴリズムに従って
制御される可変等化光回路を使用した偏波モード分散等
化の実験(Polarization-Mode Dispersion Equalization
Experiment Using aVariable Equalizing Optical Cir
cuit Controlled by a Pulse-Waveform-Comparison Alg
orithm）」という表題の論文で論じられている、光信号
を電気信号に変換する前に行われる差分時間遅延の光学
的な補償と、（ｂ）例えば、Electronic Letters Vol.3
0、No.3、第３４８頁、１９９４年に公表された、T.Tak
ahashi他の「インライン増幅器システムに於ける経時的
に変動する偏波モード分散を自動補償する技術(Automat
ic Compensation Technique for Timewise Fluctuating
Polarization Dispersion In-line Amplifier Syste
m)」という表題の論文で論じられている他の形式の補償
も含まれる。
【０００８】このような電気的な等化機構は、比較的僅
かな差分時間遅延を補償できるに過ぎないので不利であ
る。これらの機構は高価で高速の電子装置も必要とす
る。その上、従来技術による光学式補償装置は、一般的
に、その各補償機構を変動するランダムＰＭＤにより影
響を受けるファイバ内を進行する光信号の種々の差分時
間遅延を処理するために自動的に適合させることはでき
ない。例えば、Takahashi他の論文に記載されている光
学的な補償では、伝送ファイバのＰＭＤによって生じる
歪みを補償するために固定した光時間遅延が生成され
る。従って、このような機構は比較的小さな範囲の差分
時間遅延の処理に限定される。他の例として、T.Ozeki
他による論文に記載されている補償機構は、可変適応差
分時間遅延を生成できるが、その補償機構は受信した波
形の形状を分析し、望ましい差分時間遅延に向けた補償
プロセスを引き出すために用いるエラー信号を求めるた
めの高価な高速度電子装置を必要とする。
かな差分時間遅延を補償できるに過ぎないので不利であ
る。これらの機構は高価で高速の電子装置も必要とす
る。その上、従来技術による光学式補償装置は、一般的
に、その各補償機構を変動するランダムＰＭＤにより影
響を受けるファイバ内を進行する光信号の種々の差分時
間遅延を処理するために自動的に適合させることはでき
ない。例えば、Takahashi他の論文に記載されている光
学的な補償では、伝送ファイバのＰＭＤによって生じる
歪みを補償するために固定した光時間遅延が生成され
る。従って、このような機構は比較的小さな範囲の差分
時間遅延の処理に限定される。他の例として、T.Ozeki
他による論文に記載されている補償機構は、可変適応差
分時間遅延を生成できるが、その補償機構は受信した波
形の形状を分析し、望ましい差分時間遅延に向けた補償
プロセスを引き出すために用いるエラー信号を求めるた
めの高価な高速度電子装置を必要とする。
【０００９】
【発明の概要】前記問題を処理し、光伝送ラインから受
信する光信号に存在することがある一次偏波モード分散
レベルに自動的に適合する装置を提供することで関連問
題を前進させる。特に、光信号の受信に応答し、少なく
とも二つの選択可能な、互いに直交する偏波状態間に差
分光時間遅延を生成する可変光学式複屈折素子を使用す
る。可変複屈折素子の出力部に結合した光学式信号分析
装置は、可変複屈折素子の出力部に現れる光信号に存在
する差分光時間遅延の合計値に比例する制御信号を生成
する。制御信号は、複屈折素子に印加され、どの直交偏
波状態を選択するかを制御するために生成される差分時
間遅延の量を制御する。
信する光信号に存在することがある一次偏波モード分散
レベルに自動的に適合する装置を提供することで関連問
題を前進させる。特に、光信号の受信に応答し、少なく
とも二つの選択可能な、互いに直交する偏波状態間に差
分光時間遅延を生成する可変光学式複屈折素子を使用す
る。可変複屈折素子の出力部に結合した光学式信号分析
装置は、可変複屈折素子の出力部に現れる光信号に存在
する差分光時間遅延の合計値に比例する制御信号を生成
する。制御信号は、複屈折素子に印加され、どの直交偏
波状態を選択するかを制御するために生成される差分時
間遅延の量を制御する。
【００１０】このようにして、伝送光ファイバの内部に
発生する差分時間遅延にほぼ等しいが逆符合の差分時間
遅延を自動的および適応的に生成し、その結果、望まし
からざる遅延を無効にする。
発生する差分時間遅延にほぼ等しいが逆符合の差分時間
遅延を自動的および適応的に生成し、その結果、望まし
からざる遅延を無効にする。
【００１１】本発明のこれらおよび他の態様は以下の詳
細な説明、図面および添付の特許請求の範囲に述べられ
ている。
細な説明、図面および添付の特許請求の範囲に述べられ
ている。
【００１２】
【発明の詳細な記述】偏波モード分散（ＰＭＤ）は、フ
ァイバ・コア内部の残留複屈折とファイバに沿った様々
な点に於けるランダム偏波の結合の結果として単一モー
ド・ファイバに発生する。ファイバで生ずる偏波の変成
は下式で表されるように単純なユニタリー２ｘ２ジョー
ンズ行列Ｕを用いてモデル化することができる。
ァイバ・コア内部の残留複屈折とファイバに沿った様々
な点に於けるランダム偏波の結合の結果として単一モー
ド・ファイバに発生する。ファイバで生ずる偏波の変成
は下式で表されるように単純なユニタリー２ｘ２ジョー
ンズ行列Ｕを用いてモデル化することができる。
【００１３】
【数１】
但し、ｕ1とｕ2は、一般に、光信号の周波数ωおよびフ
ァイバ内で結合をするモードに影響する他の物理的なパ
ラメータに依存する複素関数である。任意の光周波数ω
＝ω0に関し、普通、偏波の主要状態（ＰＳＰ）と呼ば
れる偏波の二つの直交状態が存在することは周知であ
る。ファイバを伝播する光信号は、これが二つのＰＳＰ
のいずれかで偏波される場合、有意量の差分時間遅延を
生じることはない。故に、任意の光周波数ω＝ω0のと
き行列Ｕは以下の方法で「対角行列」にすることができ
る。
ァイバ内で結合をするモードに影響する他の物理的なパ
ラメータに依存する複素関数である。任意の光周波数ω
＝ω0に関し、普通、偏波の主要状態（ＰＳＰ）と呼ば
れる偏波の二つの直交状態が存在することは周知であ
る。ファイバを伝播する光信号は、これが二つのＰＳＰ
のいずれかで偏波される場合、有意量の差分時間遅延を
生じることはない。故に、任意の光周波数ω＝ω0のと
き行列Ｕは以下の方法で「対角行列」にすることができ
る。
【数２】
そこで、
【数３】
はユニタリー行列であり、
【数４】
は対角行列である。
ジョーンズ・ベクトル：
【数５】
および、
【数６】
はそれぞれ偏波の入力と出力の主要状態に対応する。ま
た行列Ｄに於ける周波数依存性は以下のようにω0の周
辺の少なくともある十分に小さな周波数間隔Δωにわた
り（ω−ω0）の一次に近似させることができる。
た行列Ｄに於ける周波数依存性は以下のようにω0の周
辺の少なくともある十分に小さな周波数間隔Δωにわた
り（ω−ω0）の一次に近似させることができる。
【数７】
ここで、
【数８】
は偏波の二つの主要状態（ＰＳＰ）の内の一方にあって
は送出されない光信号に上述の差分時間遅延を引き起こ
す差分グループ遅延（ＤＧＤ）である。
は送出されない光信号に上述の差分時間遅延を引き起こ
す差分グループ遅延（ＤＧＤ）である。
【００１４】故に、上式から差分時間遅延τfがファイ
バの二つのＰＳＰ間に発生することを理解することがで
きる。光信号が光ファイバを伝播する結果として生じる
差分時間遅延は、それ故に本発明のある態様に従ってフ
ァイバの出力部に逆符合ではあるが数量が等しい差分時
間遅延τc＝−τfを導入することによって補償すること
ができる。この補償は以下の偏波依存性移行関数を備え
た光素子を用いて容易に実行することができる。
バの二つのＰＳＰ間に発生することを理解することがで
きる。光信号が光ファイバを伝播する結果として生じる
差分時間遅延は、それ故に本発明のある態様に従ってフ
ァイバの出力部に逆符合ではあるが数量が等しい差分時
間遅延τc＝−τfを導入することによって補償すること
ができる。この補償は以下の偏波依存性移行関数を備え
た光素子を用いて容易に実行することができる。
【数９】
ここで、ＤとＷは方程式（３）に示す行列である。行列
Ｕｃｏｍｐは任意の方向ので一次のＰＭＤ（すなわち、
均一な複屈折）を表している。
Ｕｃｏｍｐは任意の方向ので一次のＰＭＤ（すなわち、
均一な複屈折）を表している。
【００１５】上記のように、ファイバのＰＭＤは時間と
光周波数の変化と共に変化することがある。このＰＭＤ
の変化はファイバ内のＤＧＤを適応的に補償するために
独創的な補償装置での複屈折の量と方向を変えることに
よって発明の他の態様に従って処理することができる。
適応可変複屈折補償装置は、偏波変成器３０（例えば、
引用によって本明細書の記載に援用するF.Heismannに対
し１９９３年５月１８日付けで交付された米国特許第5,
212,743号に記載されている偏波変成器）を図１に記載
するように、可変線形複屈折を発生させる素子５０（例
えば、ＪＤＳ Fitel社から入手できる偏波モード分散エ
ミュレータ・モデルＰＥ３）と直列に配することによっ
て容易に達成することができる。このような複屈折は、
偏波変成器の出力部の信号を、ファイバの二つのＰＳＰ
に対応する二つの直交線形偏波状態に分割し、図１に記
載するように各遅延ライン５０を用い可変量の時間τc
だけその二つの偏波状態の各々を遅延させることによっ
て本発明の他の態様に従って発生させることができる。
事実、偏波変成器３０で行われる偏波変成と可変差分時
間遅延ライン５０での時間遅延が方程式（７）で表され
る行列Ｗ-1によって説明される偏波変成が偏波変成器３
０で行われ、方程式（７）に示される差分時間遅延τc
が可変差分時間遅延ライン５０に生成されるよう正しく
調整される場合であれば、補償装置２５によって出力さ
れる信号は伝送ファイバ２０に生じる差分時間遅延に引
き起こされる歪みから免れることになる。
光周波数の変化と共に変化することがある。このＰＭＤ
の変化はファイバ内のＤＧＤを適応的に補償するために
独創的な補償装置での複屈折の量と方向を変えることに
よって発明の他の態様に従って処理することができる。
適応可変複屈折補償装置は、偏波変成器３０（例えば、
引用によって本明細書の記載に援用するF.Heismannに対
し１９９３年５月１８日付けで交付された米国特許第5,
212,743号に記載されている偏波変成器）を図１に記載
するように、可変線形複屈折を発生させる素子５０（例
えば、ＪＤＳ Fitel社から入手できる偏波モード分散エ
ミュレータ・モデルＰＥ３）と直列に配することによっ
て容易に達成することができる。このような複屈折は、
偏波変成器の出力部の信号を、ファイバの二つのＰＳＰ
に対応する二つの直交線形偏波状態に分割し、図１に記
載するように各遅延ライン５０を用い可変量の時間τc
だけその二つの偏波状態の各々を遅延させることによっ
て本発明の他の態様に従って発生させることができる。
事実、偏波変成器３０で行われる偏波変成と可変差分時
間遅延ライン５０での時間遅延が方程式（７）で表され
る行列Ｗ-1によって説明される偏波変成が偏波変成器３
０で行われ、方程式（７）に示される差分時間遅延τc
が可変差分時間遅延ライン５０に生成されるよう正しく
調整される場合であれば、補償装置２５によって出力さ
れる信号は伝送ファイバ２０に生じる差分時間遅延に引
き起こされる歪みから免れることになる。
【００１６】可変周波数依存性の複屈折を発生させる光
素子（例えば、直列に接続し、正しく一線に配列した複
屈折ファイバの結合体）は、同様に、より高い次数のＰ
ＭＤによる信号の歪みを補償するために使用することが
できることに留意されたい。しかし、可変複屈折補償装
置単独と直列な偏波変成器はそれ自体でファイバのＰＭ
Ｄ変化に自動的に適合させるとは思われない。このよう
な自動的な適合は、可変差分時間遅延ライン５０に於け
る差分時間遅延（線形複屈折の量）はもとより、偏波変
成器３０で行われる偏波変成（すなわち、可変複屈折の
方向）を制御するフィードバック信号を供給することに
よって本発明の他の態様に従って達成することができ
る。望ましいフィードバック信号は、光信号が補償装置
２５を通った後に光信号中に存在する差分時間遅延によ
る歪みの量をモニタすることによって補償装置２５の出
力部に生成することができる。
素子（例えば、直列に接続し、正しく一線に配列した複
屈折ファイバの結合体）は、同様に、より高い次数のＰ
ＭＤによる信号の歪みを補償するために使用することが
できることに留意されたい。しかし、可変複屈折補償装
置単独と直列な偏波変成器はそれ自体でファイバのＰＭ
Ｄ変化に自動的に適合させるとは思われない。このよう
な自動的な適合は、可変差分時間遅延ライン５０に於け
る差分時間遅延（線形複屈折の量）はもとより、偏波変
成器３０で行われる偏波変成（すなわち、可変複屈折の
方向）を制御するフィードバック信号を供給することに
よって本発明の他の態様に従って達成することができ
る。望ましいフィードバック信号は、光信号が補償装置
２５を通った後に光信号中に存在する差分時間遅延によ
る歪みの量をモニタすることによって補償装置２５の出
力部に生成することができる。
【００１７】図１に示すように、また以下に解説するよ
うに、補償装置２５が従来の信号タップ８５を介し光り
受信機９０に出力する信号に最小の歪みを達成するた
め、偏波変成と差分遅延τcを同時に調整するには、本
発明の他の態様に従って一つのフィードバック信号があ
ればよいことがわかった。
うに、補償装置２５が従来の信号タップ８５を介し光り
受信機９０に出力する信号に最小の歪みを達成するた
め、偏波変成と差分遅延τcを同時に調整するには、本
発明の他の態様に従って一つのフィードバック信号があ
ればよいことがわかった。
【００１８】特に補償装置２５が出力する信号の一部
は、高速光検出装置５５に至る経路８７に光タップ８５
を通して供給される。その光検出装置は、例えば、光送
信機１０によって発信される変調光信号の情報帯域幅に
少なくとも等しい電気的帯域幅を有する、Hewlett Pack
ard社のモデル11982広帯域光波コンバータにすることが
できる。その信号の残余部分は受信機９０に至る経路８
６に供給される。光検出装置５５は光搬送波信号上に変
調された高度速ディジタル情報信号を電気信号に変換す
る。電気信号は従来の増幅器６０によって増幅され、増
幅した光電流の歪みを測定し、増幅結果をその歪みに比
例する電圧Ｖfに変換する電気的歪み分析装置７０に結
合される。例えば、電圧Ｖfは光信号が一次のＰＭＤに
よる歪みを含まないとき、すなわち、光ファイバ２０と
補償装置２５との結合差分時間遅延がほぼゼロに等しい
とき最大値に達する。ファイバ２０と補償装置２５に導
入される結合ＤＧＤ、τtotalは、以下のように表すこ
とができる。
は、高速光検出装置５５に至る経路８７に光タップ８５
を通して供給される。その光検出装置は、例えば、光送
信機１０によって発信される変調光信号の情報帯域幅に
少なくとも等しい電気的帯域幅を有する、Hewlett Pack
ard社のモデル11982広帯域光波コンバータにすることが
できる。その信号の残余部分は受信機９０に至る経路８
６に供給される。光検出装置５５は光搬送波信号上に変
調された高度速ディジタル情報信号を電気信号に変換す
る。電気信号は従来の増幅器６０によって増幅され、増
幅した光電流の歪みを測定し、増幅結果をその歪みに比
例する電圧Ｖfに変換する電気的歪み分析装置７０に結
合される。例えば、電圧Ｖfは光信号が一次のＰＭＤに
よる歪みを含まないとき、すなわち、光ファイバ２０と
補償装置２５との結合差分時間遅延がほぼゼロに等しい
とき最大値に達する。ファイバ２０と補償装置２５に導
入される結合ＤＧＤ、τtotalは、以下のように表すこ
とができる。
【数１０】
上式で、τfはファイバ２０内部に於けるＤＧＤであ
り、τcは補償装置２５のＤＧＤであり、２θはファイ
バ２０のＰＳＰと偏波変成器３０によって直接制御され
る補償装置２５のＰＳＰとに対応するいわゆるストーク
ス（Stokes）ベクトル間の角度である。
り、τcは補償装置２５のＤＧＤであり、２θはファイ
バ２０のＰＳＰと偏波変成器３０によって直接制御され
る補償装置２５のＰＳＰとに対応するいわゆるストーク
ス（Stokes）ベクトル間の角度である。
【００１９】２θが±πの数値に合わせて調整されると
き、すなわち、いわゆるファイバ２０のいわゆる高速度
ＰＳＰと低速度ＰＳＰがそれぞれ補償装置２５のいわゆ
る高速度ＰＳＰと低速度ＰＳＰに一線に配されて平行で
あるとき、差分時間遅延合計τtotalが｜τf−τc｜の
最小値であることが方程式（８）から明らかである。こ
うして、角度θはの調整はＶfが相対最大値にされるよ
う、フィードバック経路７１を介し供給されるフィード
バック電圧Ｖfの値に応じ偏波変成器３０を調整するこ
とによって達成することができる。
き、すなわち、いわゆるファイバ２０のいわゆる高速度
ＰＳＰと低速度ＰＳＰがそれぞれ補償装置２５のいわゆ
る高速度ＰＳＰと低速度ＰＳＰに一線に配されて平行で
あるとき、差分時間遅延合計τtotalが｜τf−τc｜の
最小値であることが方程式（８）から明らかである。こ
うして、角度θはの調整はＶfが相対最大値にされるよ
う、フィードバック経路７１を介し供給されるフィード
バック電圧Ｖfの値に応じ偏波変成器３０を調整するこ
とによって達成することができる。
【００２０】同様に、補償装置２５に於ける差分時間遅
延τcは、τcがファイバ２０のＤＧＤτfにほぼ等しく
なり、それによりτtotalがゼロになるようフィードバ
ック電圧Ｖfの値に応じて調整することができる。その
点で、Ｖfは最大値になろう。こうして、偏波変成器３
０と可変差分時間遅延ライン５０とによって生成される
差分時間遅延の方向と量が、前記の方法に従って調整さ
れれば、ＰＭＤ補償装置２５が出力する光信号の歪みレ
ベルは最小である。その上、補償装置２５のＰＧＤの方
向またはレベルが望ましい値（すなわち、２θ＝±πと
τc＝τf）から多少はずれると、補償装置２５が出力す
る信号に結果的にゼロ以外の差分時間遅延τtotalによ
って歪みが生じることになる。
延τcは、τcがファイバ２０のＤＧＤτfにほぼ等しく
なり、それによりτtotalがゼロになるようフィードバ
ック電圧Ｖfの値に応じて調整することができる。その
点で、Ｖfは最大値になろう。こうして、偏波変成器３
０と可変差分時間遅延ライン５０とによって生成される
差分時間遅延の方向と量が、前記の方法に従って調整さ
れれば、ＰＭＤ補償装置２５が出力する光信号の歪みレ
ベルは最小である。その上、補償装置２５のＰＧＤの方
向またはレベルが望ましい値（すなわち、２θ＝±πと
τc＝τf）から多少はずれると、補償装置２５が出力す
る信号に結果的にゼロ以外の差分時間遅延τtotalによ
って歪みが生じることになる。
【００２１】高速度情報信号で変調した光信号の二つの
直交偏波成分間の差分時間遅延τtotalが、受信機に於
ける検出された電気信号の部分的または完全なフェージ
ングを周波数ｆ＝１／２τtotalを中心に据えた電気周
波数帯域内で発生させることがある事は周知である。特
に、そのフェージングが光学式光検出装置によって検出
された後、光伝送ラインの内部で差分時間遅延τtotal
を経験した振幅変調光信号の周波数応答は以下のように
説明できることが結論づけられた。
直交偏波成分間の差分時間遅延τtotalが、受信機に於
ける検出された電気信号の部分的または完全なフェージ
ングを周波数ｆ＝１／２τtotalを中心に据えた電気周
波数帯域内で発生させることがある事は周知である。特
に、そのフェージングが光学式光検出装置によって検出
された後、光伝送ラインの内部で差分時間遅延τtotal
を経験した振幅変調光信号の周波数応答は以下のように
説明できることが結論づけられた。
【数１１】
上式で、ｆは検出された電気周波数、γと（１−γ）は
ファイバの高速度ＰＳＰと低速度ＰＳＰで伝送される光
パワーの端数であり、関数Ｓは光検出装置５５によって
生成される光電流の減少を０≦Ｓ≦１の関係で解説す
る。Ｓ（ｆ）は伝送ラインに於けるＰＭＤを蒙ることが
なければ（すなわち、τtotal＝０であれば）１に等し
く、Ｓ（ｆ）はγ＝０．５、すなわち、τtotal≠０
で、 しかも 光信号が各ＰＳＰに於いて同一のパワー・
レベルであればｆ＝（２τtotal）-1でゼロまで降下す
ることに留意されたい。こうして、Ｓ（ｆ）は伝送ファ
イバと補償装置に於けるＤＧＤ合計のために光信号に生
じる歪みの独特な測定値である。
ファイバの高速度ＰＳＰと低速度ＰＳＰで伝送される光
パワーの端数であり、関数Ｓは光検出装置５５によって
生成される光電流の減少を０≦Ｓ≦１の関係で解説す
る。Ｓ（ｆ）は伝送ラインに於けるＰＭＤを蒙ることが
なければ（すなわち、τtotal＝０であれば）１に等し
く、Ｓ（ｆ）はγ＝０．５、すなわち、τtotal≠０
で、 しかも 光信号が各ＰＳＰに於いて同一のパワー・
レベルであればｆ＝（２τtotal）-1でゼロまで降下す
ることに留意されたい。こうして、Ｓ（ｆ）は伝送ファ
イバと補償装置に於けるＤＧＤ合計のために光信号に生
じる歪みの独特な測定値である。
【００２２】ＤＧＤが最大値τmax以下の値に限定され
ると、光信号の歪みは特定周波数ｆ≦１／（２τmax）
の受信電気信号の振幅を単に測定することによって定量
することができる。そこで、この信号の振幅をフィード
バック信号として使用し、フィードバック信号が最大に
なるようＰＭＤ補償装置２５に生成されるＤＧＤの方向
とレベルを自動的に調整することができる。
ると、光信号の歪みは特定周波数ｆ≦１／（２τmax）
の受信電気信号の振幅を単に測定することによって定量
することができる。そこで、この信号の振幅をフィード
バック信号として使用し、フィードバック信号が最大に
なるようＰＭＤ補償装置２５に生成されるＤＧＤの方向
とレベルを自動的に調整することができる。
【００２３】伝送システムに挿入できるＤＧＤ合計値τ
total≦τmaxに対し設定した前記条件は光伝送ファイバ
内で補償ができるＤＧＤの量τfをτtotal≦２τfとし
て制限することがある。例えば、１０Ｇｂｐｓディジタ
ル伝送システムで、受信電気信号の振幅が５ＧＨｚで測
定されると、τfは常に５０ｐｓ以下にすべきである。
さもなければ、５ＧＨｚ成分の振幅の関数として生成さ
れるフィードバック信号は、数量と方向によって偏波変
成Ｗ-1 を決定することが難しいとの認識では曖昧なこと
があり、差分時間遅延τcは、例えば、フィードバック
信号の振幅がＰＭＤ補償装置２５に於ける差分時間遅延
の方向とレベルに不完全な調整値を生成するに至ること
のあるτtotalの二つの異なる値に対し同一であるとき
生じることのあるτtotal＝０を求めるために調整が必
要である。
total≦τmaxに対し設定した前記条件は光伝送ファイバ
内で補償ができるＤＧＤの量τfをτtotal≦２τfとし
て制限することがある。例えば、１０Ｇｂｐｓディジタ
ル伝送システムで、受信電気信号の振幅が５ＧＨｚで測
定されると、τfは常に５０ｐｓ以下にすべきである。
さもなければ、５ＧＨｚ成分の振幅の関数として生成さ
れるフィードバック信号は、数量と方向によって偏波変
成Ｗ-1 を決定することが難しいとの認識では曖昧なこと
があり、差分時間遅延τcは、例えば、フィードバック
信号の振幅がＰＭＤ補償装置２５に於ける差分時間遅延
の方向とレベルに不完全な調整値を生成するに至ること
のあるτtotalの二つの異なる値に対し同一であるとき
生じることのあるτtotal＝０を求めるために調整が必
要である。
【００２４】しかし、「曖昧でない」フィードバック信
号（すなわち、τtotalの独特な測定値である信号）
は、光ファイバを伝播する光情報信号に含まれる複数の
周波数成分の振幅を測定することによってＤＧＤに適用
ができる補償のレベルを制限することなく生成ができる
ことがわかった。広帯域電力検出装置を用いて受信周波
数の実質上全体スペクトルの振幅を分析する独創的な補
償装置の例示としての実施形態を図２に示す。例えば、
Hewlett Packard社から入手できるモデル8747ダイオー
ド検出装置にすることができる広帯域電力検出装置９５
はさらに詳細にはそのような振幅を高周波数電気スペク
トルの実質上全体の振幅（パワー・レベル）の積分に比
例する一フィードバック電圧Ｖfに変換する。（光電流
のＤＣ成分は、通常、一次のＰＭＤによって影響されな
いため、フィードバック電圧の生成に光電流のＤＣ成分
を含む必要はないことに留意されたい。）
号（すなわち、τtotalの独特な測定値である信号）
は、光ファイバを伝播する光情報信号に含まれる複数の
周波数成分の振幅を測定することによってＤＧＤに適用
ができる補償のレベルを制限することなく生成ができる
ことがわかった。広帯域電力検出装置を用いて受信周波
数の実質上全体スペクトルの振幅を分析する独創的な補
償装置の例示としての実施形態を図２に示す。例えば、
Hewlett Packard社から入手できるモデル8747ダイオー
ド検出装置にすることができる広帯域電力検出装置９５
はさらに詳細にはそのような振幅を高周波数電気スペク
トルの実質上全体の振幅（パワー・レベル）の積分に比
例する一フィードバック電圧Ｖfに変換する。（光電流
のＤＣ成分は、通常、一次のＰＭＤによって影響されな
いため、フィードバック電圧の生成に光電流のＤＣ成分
を含む必要はないことに留意されたい。）
【００２５】図２に記載の例示としての実施形態の場
合、歪み分析装置７０（図１および図２）によって生成
されるフィードバック電圧Ｖfは以下のように表すこと
ができる。
合、歪み分析装置７０（図１および図２）によって生成
されるフィードバック電圧Ｖfは以下のように表すこと
ができる。
【数１２】
上式で、ｉd（ｆ）は光検出装置５５が増幅器６０に供
給する増幅した形の光電流であり、ｆminとｆmaxは、好
適には、ｆmin＜fclock／１００の関係があり、ｆclock
が受信したディジタル情報のクロック周波数であり、ｆ
max＞fclockの関係を有する前記スペクトルのそれぞれ
最低と最高の周波数である。例えば、１０Ｇｂｐｓ伝送
システムに於いて最大１２０ｐｓのＤＧＤを補償するた
め、独特な値をもつフィードバック電圧Ｖfを求めるに
１００ＭＨｚのｆminと １５ＧＨｚのｆmaxが十分で
あることがわかった。「曖昧でない」フィードバック信
号を得るには、光信号上に変調させたディジタル情報信
号に含まれるスペクトル成分に準拠し、上記の積分プロ
セスの多分以前または期間中、電気的スペクトルにフィ
ルタをかけるか、重み付け機構を適用することが必要な
ことがある。その事例にあっては、増幅器６０の出力は
これが電力検出装置９５によって検出される前に電気的
フィルタ６５を通る。これは各光信号が経験するＤＧＤ
の合計値τtotalに対するランダムまたは疑似ランダム
・ビット・シーケンス（ＰＲＢＳ）を保持し、フィルタ
未処理とフィルタ処理をした１０Ｇｂｐｓディジタル情
報信号の双方の高周波全スペクトルを積分することによ
って求められるフィードバック電圧のグラフを示す図３
に図式的に解説されている。曲線３１０は、ＰＲＢＳを
保持するフィルタ未処理の光信号から求めたフィードバ
ック信号がτtotal＝０のときの望ましい絶対最大値の
他に、約１８０ｐｓ以上のτtotalの値で二次最大値を
提示することを示す。
給する増幅した形の光電流であり、ｆminとｆmaxは、好
適には、ｆmin＜fclock／１００の関係があり、ｆclock
が受信したディジタル情報のクロック周波数であり、ｆ
max＞fclockの関係を有する前記スペクトルのそれぞれ
最低と最高の周波数である。例えば、１０Ｇｂｐｓ伝送
システムに於いて最大１２０ｐｓのＤＧＤを補償するた
め、独特な値をもつフィードバック電圧Ｖfを求めるに
１００ＭＨｚのｆminと １５ＧＨｚのｆmaxが十分で
あることがわかった。「曖昧でない」フィードバック信
号を得るには、光信号上に変調させたディジタル情報信
号に含まれるスペクトル成分に準拠し、上記の積分プロ
セスの多分以前または期間中、電気的スペクトルにフィ
ルタをかけるか、重み付け機構を適用することが必要な
ことがある。その事例にあっては、増幅器６０の出力は
これが電力検出装置９５によって検出される前に電気的
フィルタ６５を通る。これは各光信号が経験するＤＧＤ
の合計値τtotalに対するランダムまたは疑似ランダム
・ビット・シーケンス（ＰＲＢＳ）を保持し、フィルタ
未処理とフィルタ処理をした１０Ｇｂｐｓディジタル情
報信号の双方の高周波全スペクトルを積分することによ
って求められるフィードバック電圧のグラフを示す図３
に図式的に解説されている。曲線３１０は、ＰＲＢＳを
保持するフィルタ未処理の光信号から求めたフィードバ
ック信号がτtotal＝０のときの望ましい絶対最大値の
他に、約１８０ｐｓ以上のτtotalの値で二次最大値を
提示することを示す。
【００２６】図３に記載の曲線３３０も、このような周
波数成分に曲線３２０で表される適切なフィルタ処理ま
たは重み付けをすることが、望ましくない二次最大値を
除去し、故に、偏波変成器３０と調整自在の遅延ライン
５０に供給ができる「曖昧でない」フィードバック信号
を供給し、受信光信号の望ましい偏波成分に望ましいレ
ベルの差分時間遅延を与えられることをも示している。
偏波変成器３０に於ける偏波角θと、遅延ライン５０に
於ける差分時間遅延τcは、前記米国特許第５，２１
２，７４３号に開示されたアルゴリズムのような簡単な
最大値検索アルゴリズムを用い、フィードバック信号Ｖ
fのレベルが最大になるまで交互に調整することができ
る。さらに詳細には、遅延ラインの差分時間遅延はその
現在値の周辺で連続的に振動しフィードバック電圧Ｖf
の絶対最大値を決定する。各時間τcが異なる値に設定
される度に偏波角θは歪み分析装置７０によって供給さ
れるフィードバック信号Ｖfのレベルがその設定の最大
値に達するまで偏波変成器によって調整される。この手
続きは、受信した光信号に於ける一次のＰＭＤによる歪
みが最小になる絶対最大値にＶfが達するまで差分時間
遅延τcの各値に対し繰り返される。
波数成分に曲線３２０で表される適切なフィルタ処理ま
たは重み付けをすることが、望ましくない二次最大値を
除去し、故に、偏波変成器３０と調整自在の遅延ライン
５０に供給ができる「曖昧でない」フィードバック信号
を供給し、受信光信号の望ましい偏波成分に望ましいレ
ベルの差分時間遅延を与えられることをも示している。
偏波変成器３０に於ける偏波角θと、遅延ライン５０に
於ける差分時間遅延τcは、前記米国特許第５，２１
２，７４３号に開示されたアルゴリズムのような簡単な
最大値検索アルゴリズムを用い、フィードバック信号Ｖ
fのレベルが最大になるまで交互に調整することができ
る。さらに詳細には、遅延ラインの差分時間遅延はその
現在値の周辺で連続的に振動しフィードバック電圧Ｖf
の絶対最大値を決定する。各時間τcが異なる値に設定
される度に偏波角θは歪み分析装置７０によって供給さ
れるフィードバック信号Ｖfのレベルがその設定の最大
値に達するまで偏波変成器によって調整される。この手
続きは、受信した光信号に於ける一次のＰＭＤによる歪
みが最小になる絶対最大値にＶfが達するまで差分時間
遅延τcの各値に対し繰り返される。
【００２７】（図８は曲線３２０に対応する「曖昧でな
い」信号を求めるために使用できる歪み分析装置を解説
していることに留意されたい。）
い」信号を求めるために使用できる歪み分析装置を解説
していることに留意されたい。）
【００２８】図４に記載するのは本発明の第二例示とし
ての実施形態で、図示のように光信号のソース４１０
と、光伝送ファイバ４２０と、それぞれ第一、第二自動
偏波変成器４３０、４４０と第一、第二高複屈折、単一
モード（ＨＢＦ）ファイバ４３５、４４５とから成る二
つの部分から形成される可変ＤＧＤ補償装置４２５とが
含まれる。ファイバ４３５（４４５）は、例えば、約
１．４ｐｓ／ｍのＤＧＤを有し、株式会社Fujikura（日
本）から入手できるＳＭ．15-P-8／125ファイバにする
ことができる。その部分はその各々の低速度と高速度の
光軸に沿い偏波される光信号間にそれぞれ差分時間遅延
τ1とτ2を生成する。出力部ＨＢＦ４４５は光受信機４
９０に接続した光タップ４８５に結合される。光信号の
一部はタップ４８５から高速度光検出装置４５５に送ら
れる。同様にして、光検出装置４５５の電気的出力は増
幅器４６０に印加され、増幅された出力は、電気的フィ
ルタ４６５と、偏波変成器４３０、４４０に供給される
フィードバック信号を生成する広帯域電力検出装置４９
５とから成る歪み分析装置４７０に印加される。
ての実施形態で、図示のように光信号のソース４１０
と、光伝送ファイバ４２０と、それぞれ第一、第二自動
偏波変成器４３０、４４０と第一、第二高複屈折、単一
モード（ＨＢＦ）ファイバ４３５、４４５とから成る二
つの部分から形成される可変ＤＧＤ補償装置４２５とが
含まれる。ファイバ４３５（４４５）は、例えば、約
１．４ｐｓ／ｍのＤＧＤを有し、株式会社Fujikura（日
本）から入手できるＳＭ．15-P-8／125ファイバにする
ことができる。その部分はその各々の低速度と高速度の
光軸に沿い偏波される光信号間にそれぞれ差分時間遅延
τ1とτ2を生成する。出力部ＨＢＦ４４５は光受信機４
９０に接続した光タップ４８５に結合される。光信号の
一部はタップ４８５から高速度光検出装置４５５に送ら
れる。同様にして、光検出装置４５５の電気的出力は増
幅器４６０に印加され、増幅された出力は、電気的フィ
ルタ４６５と、偏波変成器４３０、４４０に供給される
フィードバック信号を生成する広帯域電力検出装置４９
５とから成る歪み分析装置４７０に印加される。
【００２９】偏波変成器４４０はこれがＨＢＦ４３５の
高速度軸とＨＢＦ４４５の高速度軸との間の角度θcを
有効に変化させるよう、フィードバック信号に応答しＨ
ＢＦ４３５とＨＢＦ４４５間の光信号の偏波状態を回転
させる。ＨＢＦ４３５とＨＢＦ４４５のカスケード操作
によって結果として得られる差分時間遅延τcは下式に
よって説明することができる。
高速度軸とＨＢＦ４４５の高速度軸との間の角度θcを
有効に変化させるよう、フィードバック信号に応答しＨ
ＢＦ４３５とＨＢＦ４４５間の光信号の偏波状態を回転
させる。ＨＢＦ４３５とＨＢＦ４４５のカスケード操作
によって結果として得られる差分時間遅延τcは下式に
よって説明することができる。
【数１３】
上式では、補償装置４２５によって生成される差分時間
遅延は｜τ1−τ2｜の最小値と（τ1＋τ2）の最大値と
の間で連続的に変化できることが示される。
遅延は｜τ1−τ2｜の最小値と（τ1＋τ2）の最大値と
の間で連続的に変化できることが示される。
【００３０】ＨＢＦ４４５のτ2をＨＢＦ４３５のτ1に
ほぼ等しくなるように選択することによって差分時間遅
延τcは偏波変成器４４０に於ける偏波変成を変化させ
ることによって０と２τ1との間で変化させることがで
きることに留意されたい。同様に、フィードバック信号
が最大値に達するよう、偏波変成器４３０に於けるθの
値を変化させることによってＨＢＦ４３５と、偏波変成
器４４０とＨＢＦ４４５とによって形成される可変複屈
折補償装置の入力ＰＳＰに平行に伝送ファイバの出力Ｐ
ＳＰを一線に配するために偏波変成器４３０が用いられ
るため、その偏波変成器は図１の偏波変成器３０と同じ
ように機能することにも留意されたい。偏波変成器４４
０は次いでτc＝τfの関係が成立するまでθcの値を調
整する。ＤＧＤ合計値τtotalがθとθcに対するプロッ
ティングでグラフ表示されている図５にその種の調整の
例を示す。その調整ではファイバのＤＧＤがτf＝７０
ｐｓであることと、ＨＢＦ４３５とＨＢＦ４４５の差分
遅延がそれぞれτ1＝５０ｐｓであり、τ2＝４０ｐｓで
あると仮定する。τtotalはθの値がπ／２ラジアンの
ときと（伝送ファイバ４２０の低速度ＰＳＰが補償装置
４２５の高速度ＰＳＰに平行に一線配列されていること
を意味する）、θｃの値がほぼ０．６８ラジアン（また
２．４６ラジアン）のとき約ゼロであることが図５から
理解される。
ほぼ等しくなるように選択することによって差分時間遅
延τcは偏波変成器４４０に於ける偏波変成を変化させ
ることによって０と２τ1との間で変化させることがで
きることに留意されたい。同様に、フィードバック信号
が最大値に達するよう、偏波変成器４３０に於けるθの
値を変化させることによってＨＢＦ４３５と、偏波変成
器４４０とＨＢＦ４４５とによって形成される可変複屈
折補償装置の入力ＰＳＰに平行に伝送ファイバの出力Ｐ
ＳＰを一線に配するために偏波変成器４３０が用いられ
るため、その偏波変成器は図１の偏波変成器３０と同じ
ように機能することにも留意されたい。偏波変成器４４
０は次いでτc＝τfの関係が成立するまでθcの値を調
整する。ＤＧＤ合計値τtotalがθとθcに対するプロッ
ティングでグラフ表示されている図５にその種の調整の
例を示す。その調整ではファイバのＤＧＤがτf＝７０
ｐｓであることと、ＨＢＦ４３５とＨＢＦ４４５の差分
遅延がそれぞれτ1＝５０ｐｓであり、τ2＝４０ｐｓで
あると仮定する。τtotalはθの値がπ／２ラジアンの
ときと（伝送ファイバ４２０の低速度ＰＳＰが補償装置
４２５の高速度ＰＳＰに平行に一線配列されていること
を意味する）、θｃの値がほぼ０．６８ラジアン（また
２．４６ラジアン）のとき約ゼロであることが図５から
理解される。
【００３１】図４のシステムは、補償装置４２５がタッ
プ４８５に出力する光信号の歪みのレベルに比例して変
化するフィードバック信号によって偏波変成器４３０、
４４０が制御される場合、システムが形成する補償レベ
ルを自動的に一次のＰＭＤに適合させる。
プ４８５に出力する光信号の歪みのレベルに比例して変
化するフィードバック信号によって偏波変成器４３０、
４４０が制御される場合、システムが形成する補償レベ
ルを自動的に一次のＰＭＤに適合させる。
【００３２】上記のように、図１および図４にそれぞれ
記載するフィードバック経路には同じ様な素子が含まれ
る。しかし、図４のシステムが補償できる差分時間遅延
の可能な範囲は、光信号の、すなわち、光信号上に変調
される高速度情報信号の帯域幅合計によって制限を受け
る。特に、τ2＝τ1である場合、補償装置４２５に於け
る周波数依存性偏波変成は、以下のユニタリー行列によ
って説明することができる。
記載するフィードバック経路には同じ様な素子が含まれ
る。しかし、図４のシステムが補償できる差分時間遅延
の可能な範囲は、光信号の、すなわち、光信号上に変調
される高速度情報信号の帯域幅合計によって制限を受け
る。特に、τ2＝τ1である場合、補償装置４２５に於け
る周波数依存性偏波変成は、以下のユニタリー行列によ
って説明することができる。
【数１４】
ここで、Δω＝ω−ω0の関係があり、またＷ（θ）は
偏波変成器４３０での偏波変成である。τc＝２τ1・ｃ
ｏｓθcに対し、且つΔωの一次に合わせＵcomp(ω)に
は方程式（７）と同じ望ましい形が与えられている。し
かし、方程式（１１）の右辺の第二行列に於ける非対角
項ではτ1Δωの大きな値では、有意量の光が補償装置
のＰＳＰ間に逆結合されることが提示されている。特
に、θc＝π／４ラジアンとτ1ωΔ＝πラジアンのと
き、入力部ＰＳＰのいずれか一方からの光は直交出力部
ＰＳＰに完全な状態で結合される。
偏波変成器４３０での偏波変成である。τc＝２τ1・ｃ
ｏｓθcに対し、且つΔωの一次に合わせＵcomp(ω)に
は方程式（７）と同じ望ましい形が与えられている。し
かし、方程式（１１）の右辺の第二行列に於ける非対角
項ではτ1Δωの大きな値では、有意量の光が補償装置
のＰＳＰ間に逆結合されることが提示されている。特
に、θc＝π／４ラジアンとτ1ωΔ＝πラジアンのと
き、入力部ＰＳＰのいずれか一方からの光は直交出力部
ＰＳＰに完全な状態で結合される。
【００３３】こうして、光信号の帯域幅合計が、１／τ
1または１／τ2の何れかと比較して大きいとき、補償装
置４２５は伝送ファイバの一次のＰＭＤの効果を相殺す
るために、光信号の全周波数成分に対し望ましい差分時
間遅延を同時に生成できない。
1または１／τ2の何れかと比較して大きいとき、補償装
置４２５は伝送ファイバの一次のＰＭＤの効果を相殺す
るために、光信号の全周波数成分に対し望ましい差分時
間遅延を同時に生成できない。
【００３４】しかし、疑似ランダム１０Ｇｂｐｓディジ
タル信号を保持する振幅変調光信号の場合、補償装置４
２５によって生成されるτ1 τ2 ５０ｐｓの差分時間
遅延は第二次数のＰＭＤ歪みの許容される低レベルでの
適応ＰＭＤ補償に依然として許容されていることを経験
的に提示した。
タル信号を保持する振幅変調光信号の場合、補償装置４
２５によって生成されるτ1 τ2 ５０ｐｓの差分時間
遅延は第二次数のＰＭＤ歪みの許容される低レベルでの
適応ＰＭＤ補償に依然として許容されていることを経験
的に提示した。
【００３５】上記のように、補償装置４２５は、それぞ
れ偏波変成器と差分時間遅延が、τ3＝５０ｐｓ、τ4＝
５０ｐｓ等のＨＢＦとから成る付加的な部分を必要に応
じ単に加えることによってτc＝τ1＋τ2＝１００ｐｓ
以上の差分遅延時間を生成する構成に容易にすることが
できることに留意されたい。このような補償装置は一次
のＤＧＤの他に第二次次数のＰＭＤの効果を補償するこ
ともできる。
れ偏波変成器と差分時間遅延が、τ3＝５０ｐｓ、τ4＝
５０ｐｓ等のＨＢＦとから成る付加的な部分を必要に応
じ単に加えることによってτc＝τ1＋τ2＝１００ｐｓ
以上の差分遅延時間を生成する構成に容易にすることが
できることに留意されたい。このような補償装置は一次
のＤＧＤの他に第二次次数のＰＭＤの効果を補償するこ
ともできる。
【００３６】可変一次のＰＭＤを補償すべく機能する調
整自在の差分遅延ラインの他の例示としての実施形態の
一般的なブロック図を図５に示す。同様にして、図１に
記載のように図５の補償システムには着信光信号の偏波
を分割（分離）するために入力部に設けた素子５４０
と、伝送ファイバの変成されたＰＳＰを再結合するため
に出力部に配した素子５４１とが含まれる。ＰＳＰの一
つと関係する可変遅延時間は、それぞれ調整自在の方向
性結合器５６０〜５６３を介し直列に接続した多数の非
対称、導波管のマッハ−ツェンダー干渉計５３０〜５３
２によって生成される。方向性結合器はマッハ−ツェン
ダー干渉計５３０〜５３２の短レグ（leg）または長レ
グによって光信号を方向設定する従来の方法で制御さ
れ、それによりΔＬi・ｎを第ｉ番目の干渉計に於ける
光経路の差とし、ｃを光の速度とした０（ゼロ）とτ1
＝ΔＬi・ｎ／ｃとの間に可変遅延を導入することがで
きる。こうして、Δτc＝ΔＬ1／ｎ／ｃの離散的ステッ
プに於ける０（ゼロ）とτcmax＝（２n−１）・ΔＬi・
ｎ／ｃとの間に好ましい差分時間遅延を生成することが
できる。
整自在の差分遅延ラインの他の例示としての実施形態の
一般的なブロック図を図５に示す。同様にして、図１に
記載のように図５の補償システムには着信光信号の偏波
を分割（分離）するために入力部に設けた素子５４０
と、伝送ファイバの変成されたＰＳＰを再結合するため
に出力部に配した素子５４１とが含まれる。ＰＳＰの一
つと関係する可変遅延時間は、それぞれ調整自在の方向
性結合器５６０〜５６３を介し直列に接続した多数の非
対称、導波管のマッハ−ツェンダー干渉計５３０〜５３
２によって生成される。方向性結合器はマッハ−ツェン
ダー干渉計５３０〜５３２の短レグ（leg）または長レ
グによって光信号を方向設定する従来の方法で制御さ
れ、それによりΔＬi・ｎを第ｉ番目の干渉計に於ける
光経路の差とし、ｃを光の速度とした０（ゼロ）とτ1
＝ΔＬi・ｎ／ｃとの間に可変遅延を導入することがで
きる。こうして、Δτc＝ΔＬ1／ｎ／ｃの離散的ステッ
プに於ける０（ゼロ）とτcmax＝（２n−１）・ΔＬi・
ｎ／ｃとの間に好ましい差分時間遅延を生成することが
できる。
【００３７】遅延τcを一つの値から他へ切り替えなが
ら干渉計によって信号の連続的な流れを得るために、干
渉計の各々に於ける相対光位相は各マッハ−ツェンダー
干渉計の二本のアームから出て、後続の方向性結合器に
入る二つの光信号の構造的な同相干渉に対し切り替える
必要がある。従って、マッハ−ツェンダー干渉計の各々
に可変位相シフタ、例えば、位相シフタ５７０〜５７２
の各一つを含むことが必要になることがある。
ら干渉計によって信号の連続的な流れを得るために、干
渉計の各々に於ける相対光位相は各マッハ−ツェンダー
干渉計の二本のアームから出て、後続の方向性結合器に
入る二つの光信号の構造的な同相干渉に対し切り替える
必要がある。従って、マッハ−ツェンダー干渉計の各々
に可変位相シフタ、例えば、位相シフタ５７０〜５７２
の各一つを含むことが必要になることがある。
【００３８】前記の原理に準拠する制御自在の導波管遅
延ラインは、例えば、熱−光学的効果、あるいは音響−
光学的効果を利用した光学材料はもとより、他の、例え
ば、ニオブ酸リチウムと半導体材料のような数々の異な
る電子光学的基質を使用し容易に形成し、方向性結合器
５６０〜５６３と位相シフタ５７０〜５７２を制御する
ことができる。
延ラインは、例えば、熱−光学的効果、あるいは音響−
光学的効果を利用した光学材料はもとより、他の、例え
ば、ニオブ酸リチウムと半導体材料のような数々の異な
る電子光学的基質を使用し容易に形成し、方向性結合器
５６０〜５６３と位相シフタ５７０〜５７２を制御する
ことができる。
【００３９】図１および図４に記載するＰＭＤ補償装置
に関し、ファイバのＰＳＰの内の一つに送信される信号
の大部分が、すなわち、γまたは（１−γ）が小さけれ
ば、伝送ファイバから出力される信号に極めて低レベル
の歪みが生じる可能性のあることが注目される。同様
に、Ｓ（ｆ）は大きな値のτfが伝送ファイバの内部に
存在するときでも１に近いと思われる。その場合、補償
装置のτcは任意の値をとるであろう。さらに、光信号
の偏波状態がファイバに沿ったある点で急速に変化し、
それによりＰＭＤ補償装置のθとτcの値を急速に調整
する必要があれば、光信号の歪みのレベルは突然増大す
る可能性がある。
に関し、ファイバのＰＳＰの内の一つに送信される信号
の大部分が、すなわち、γまたは（１−γ）が小さけれ
ば、伝送ファイバから出力される信号に極めて低レベル
の歪みが生じる可能性のあることが注目される。同様
に、Ｓ（ｆ）は大きな値のτfが伝送ファイバの内部に
存在するときでも１に近いと思われる。その場合、補償
装置のτcは任意の値をとるであろう。さらに、光信号
の偏波状態がファイバに沿ったある点で急速に変化し、
それによりＰＭＤ補償装置のθとτcの値を急速に調整
する必要があれば、光信号の歪みのレベルは突然増大す
る可能性がある。
【００４０】
【外１】
【００４１】ＰＭＤ補償装置のフィードバック回路が確
実に安定した状態に維持されるようにするため、伝送フ
ァイバに対する入力偏波状態の前記走査はＰＭＤ補償装
置への入力として役割を果たす偏波変成器の応答時間よ
りも遙かに速く実行されねばならない。そのような走査
を実行できる一つの例には、引用によって本明細書の記
載に援用するF.Heismann他に１９９４年１０月２５日付
けで交付された米国特許第5，359，678号に開示されて
いる電子−光学式偏波スクランブラがある。
実に安定した状態に維持されるようにするため、伝送フ
ァイバに対する入力偏波状態の前記走査はＰＭＤ補償装
置への入力として役割を果たす偏波変成器の応答時間よ
りも遙かに速く実行されねばならない。そのような走査
を実行できる一つの例には、引用によって本明細書の記
載に援用するF.Heismann他に１９９４年１０月２５日付
けで交付された米国特許第5，359，678号に開示されて
いる電子−光学式偏波スクランブラがある。
【００４２】伝送ファイバの入力部に高速度−電子−光
学式偏波スクランブラ１５を用いた本発明の例示として
の実施形態を図７に示す。スクランブラ１５が出力する
光信号の偏波平均度数がほぼゼロに等しい限り、スクラ
ンブラ１５は任意電圧、例えば正弦波電圧または鋸歯波
電圧で変調することができる。
学式偏波スクランブラ１５を用いた本発明の例示として
の実施形態を図７に示す。スクランブラ１５が出力する
光信号の偏波平均度数がほぼゼロに等しい限り、スクラ
ンブラ１５は任意電圧、例えば正弦波電圧または鋸歯波
電圧で変調することができる。
【００４３】前記事柄は本発明の原理を例証するに過ぎ
ない。本明細書に明確に記載又は解説されてはいない
が、それにも拘わらず本発明の精神と範囲内に含まれる
それらの原理を実施する数多くの装置を、当業者には案
出することができるであろう。例えば、前記従って、補
償装置、例えば、補償装置４５０を必要に応じ付加的部
分を含むように単に拡張することによって一層高い次数
のＰＭＤ効果を処理できることは熟練した実務者にとっ
ては明らかなことであろう。
ない。本明細書に明確に記載又は解説されてはいない
が、それにも拘わらず本発明の精神と範囲内に含まれる
それらの原理を実施する数多くの装置を、当業者には案
出することができるであろう。例えば、前記従って、補
償装置、例えば、補償装置４５０を必要に応じ付加的部
分を含むように単に拡張することによって一層高い次数
のＰＭＤ効果を処理できることは熟練した実務者にとっ
ては明らかなことであろう。
【図１】本発明の原理を実行できる例示としてのシステ
ムをブロック図で示す。
ムをブロック図で示す。
【図２】図１の歪み分析装置のブロック図である。
【図３】フィルタ処理をし、あるいはフィルタ未処理の
重み付き１０Ｇｂ／ｓ疑似ランダム・シーケンスに対す
る差分グループ遅延合計対フィードバック信号のシミュ
レーションをグラフで示す。
重み付き１０Ｇｂ／ｓ疑似ランダム・シーケンスに対す
る差分グループ遅延合計対フィードバック信号のシミュ
レーションをグラフで示す。
【図４】本発明の原理を実行できる他の例示としてのシ
ステムをブロック図で示す。
ステムをブロック図で示す。
【図５】図４の偏波変成器に関係する偏波変成角に対す
る差分グループ遅延合計のプロットしたものをグラフで
示す。
る差分グループ遅延合計のプロットしたものをグラフで
示す。
【図６】図１の差分遅延ラインの集積回路型の例示とし
ての実施形態のブロック図である。
ての実施形態のブロック図である。
【図７】光信号の送信機に信号スクランブラを使用した
図１のシステムのもう一つの実施形態である。
図１のシステムのもう一つの実施形態である。
【図８】図１と図４に於ける独創的なＰＭＤ補償装置に
対しフィードバック信号を求めるために使用できる歪み
分析装置を示す。
対しフィードバック信号を求めるために使用できる歪み
分析装置を示す。
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 フレッド レッドウィグ ヘイスマン
アメリカ合衆国 07724 ニュージャー
シイ，ティントン フォールズ，セクレ
タリアット コート 40
(72)発明者 ディヴィッド エル． ウィルソン
アメリカ合衆国 07739 ニュージャー
シイ，リットル シルヴァー，ローレル
ドライヴ 64
(56)参考文献 特開 平７−221705（ＪＰ，Ａ)
特開 平７−131418（ＪＰ，Ａ)
特開 平６−61948（ＪＰ，Ａ)
特表2000−507430（ＪＰ，Ａ)
特表2000−509946（ＪＰ，Ａ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
H04B 10/00 - 10/28
H04J 14/00 - 14/08
Claims (34)
- 【請求項１】 主要な偏波状態を有する光伝送ファイバ
に生じる偏波モード分散の効果を補償する補償器であっ
て、 光伝送ファイバを介して受信される光信号の特定成分の
偏波を再度方向付けるよう動作する偏波変成素子と、 偏波変成素子の出力部に供給される信号を、２つの主要
偏波状態の各々に直角に方向付けた偏波状態を有する所
定の数の信号に分割し、このように分割した信号の各々
を可変量の時間だけ遅延させるよう動作する装置と、 遅延させる装置によって出力される信号を分析し、分析
した信号の歪みの大きさを表すレベルを有する歪みイン
ジケータを形成し、偏波変成素子と該装置に歪みインジ
ケータを供給する分析装置とからなり、該分析装置は、第１及び第２の並列部分に対して直列な
光受信機からなり、第１の並列部分は広帯域電力検出装
置からなり、該第２の並列部分は広帯域電力検出装置に
直列なローパス・フィルタからなり、該歪み分析装置は
さらに、第１及び第２の部分の出力を結合し、結合した
信号を歪みインジケータとして出力する加算器回路から
なり、そして、 該偏波変成素子と該装置は、歪みインジケータのレベル
の変化に応動して、歪みインジケータのレベルが所定の
状態に到達するまで、該偏波状態の方向と該可変量の時
間を変化させることを特徴とする補償器。 - 【請求項２】 請求項１に記載の補償器において、該偏
波変成素子は、受信した光信号の２つの選択された直交
偏波成分を２つの所定の直交偏波状態に変成するよう動
作する偏波変成器であることを特徴とする補償器。 - 【請求項３】 請求項１に記載の補償器において、該装
置は、偏波変成器の出力部に接続され、歪みインジケー
タの値の関数として２つの直交偏波状態の間に差分時間
遅延を生成する複屈折素子であることを特徴とする装
置。 - 【請求項４】 請求項１に記載の補償器において、遅延
させる該装置は、差分時間遅延ラインであることを特徴
とする補償器。 - 【請求項５】 請求項１に記載の補償器において、該偏
波変成素子と分割する該装置は、相互に直列であること
を特徴とする補償器。 - 【請求項６】 請求項１に記載の補償器において、該歪
みインジケータはフィードバック電圧であることを特徴
とする補償器。 - 【請求項７】 請求項１に記載の補償器において、該偏
波変成素子と該装置は複数の部分からなり、該複数の部
分の各々は高率複屈折光ファイバに直列な偏波変成器か
らなり、該高複屈折光ファイバが偏波変成器の出力部に
接続されていることを特徴とする補償器。 - 【請求項８】 請求項１に記載の補償器において、該装
置は、方向性結合器で相互に直列に結合した一連のマッ
ハ−ツェンダ干渉計からなることを特徴とする補償器。 - 【請求項９】 請求項８に記載の補償器において、該干
渉計は非対称導波管干渉計であることを特徴とする補償
器。 - 【請求項１０】 情報信号で変調させた光信号を伝送す
る光伝送ラインにおける一次偏波モード分散に適合する
装置であって、 選択可能な相互に直交する偏波状態の間で差分光時間遅
延を生成する、伝送ラインに直列に接続された可変光複
屈折素子と、 可変複屈折素子の出力部での光信号の差分光時間遅延の
合計に比例する制御信号を生成する、可変複屈折素子の
出力部に結合した光信号分析装置と、 可変複屈折素子に生成される差分時間遅延の量を制御
し、光信号分析装置によって生成される制御信号に応答
して可変複屈折素子の２つの直交する偏波状態を選択す
るフィードバック素子とからなり、 該分析装置は、第１及び第２の並列部分に対して直列な
光受信機からなり、第１の並列部分は広帯域電力検出装
置からなり、該第２の並列部分は広帯域電力検出装置に
直列なローパス・フィルタからなり、該歪み分析装置は
さらに、第１及び第２の部分の出力を結合し、結合した
信号を歪みインジケータとして出力する加算器回路から
なる ことを特徴とする装置。 - 【請求項１１】 請求項１０に記載の装置において、可
変複屈折素子は、 可変偏波変成器に入る光信号の２つの選択された直交偏
波成分を２つの所定の直交偏波状態に変成する可変偏波
変成器と、 該２つの所定の偏波状態の間に可変差分時間遅延を生成
する、偏波変成器の出力部に接続された可変複屈折素子
とからなることを特徴とする装置。 - 【請求項１２】 請求項１１に記載の装置において、可
変複屈折素子は、 ２つの所定の偏波成分を２つの空間的に分離された光路
に分離する、偏波変成器の出力部に接続された偏波スプ
リッタと、 ２つの所定の偏波成分の間に可変差分時間遅延を生成す
る、偏波スプリッタの出力部に接続された可変差分遅延
ラインと、 該所定の差分的に遅延させた偏波成分を１つの光出力信
号の２つの相互に直交する偏波状態に結合する、可変差
分遅延ラインの出力部に接続された偏波結合装置とから
なることを特徴とする装置。 - 【請求項１３】 請求項１０に記載の装置において、可
変複屈折素子は、 第１の可変偏波変成器に入る光信号の２つの選択された
直交偏波成分を２つの制御可能な可変直交偏波状態に変
成する第１の可変偏波変成器と、 ２つの所定の直交偏波成分の間に第１の所定の差分時間
遅延を生成する、第１の偏波変成器の出力部に接続され
た第１の固定複屈折素子と、 第２の可変偏波変成器に入る光信号の２つの選択された
偏波成分を２つの制御可能な可変直交偏波状態に変成す
る、第１の固定複屈折素子の出力部に接続された第２の
可変偏波変成器と、 ２つの所定の直交偏波状態の間に第２の所定の差分時間
遅延を生成する、第２の偏波変成器の出力部に接続され
た第２の固定複屈折素子とからなることを特徴とする装
置。 - 【請求項１４】 請求項１３に記載の装置において、第
１及び第２の固定複屈折素子の第１及び第２の差分時間
遅延はほぼ等しいことを特徴とする装置。 - 【請求項１５】 請求項１３に記載の装置において、第
１及び第２の固定複屈折素子は、各々所定長さの複屈折
光ファイバであることを特徴とする装置。 - 【請求項１６】 請求項１０に記載の装置において、可
変複屈折素子がＮ個（Ｎ＞１）の直列に接続された部分
からなり、 該部分の各々は、 可変偏波変成器に入る光信号の２つの選択された直交偏
波成分を２つの制御可能な可変直交偏波状態に変成する
可変偏波変成器と、 ２つの所定の直交偏波状態の間に所定の差分時間遅延を
生成する、偏波変成器の出力部に接続された固定複屈折
素子とからなることを特徴とする装置。 - 【請求項１７】 請求項１６に記載の装置において、該
部分の各々の固定複屈折素子で生成された所定の差分時
間遅延は実質上互いに等しいことを特徴とする装置。 - 【請求項１８】 請求項３に記載の装置において、可変
差分遅延ラインがＮ個（Ｎ＞１）の部分からなり、該部
分の各々が、 ２つの入力部と２つ出力部を有する可変光結合器とから
なり、該結合器は、入力部の１つに入る光信号を出力部
の１つに制御可能に向けるものであり、該部分の各々が
さらに、 該可変光結合器の出力に接続された２つの入力と２つの
出力を有する固定差分遅延ラインとからなり、該固定差
分遅延ラインは、２つの入力部を介して入る２つの光信
号の間に所定の差分時間遅延を生成することを特徴とす
る装置。 - 【請求項１９】 請求項１８に記載の装置において、各
部分の固定差分遅延ラインに生成される差分時間遅延は
ほぼ等しいことを特徴とする装置。 - 【請求項２０】 請求項１８に記載の装置において、固
定差分遅延ラインに生成される差分時間遅延は、それら
の値が、２（ｎ−１）（ｎは１とＮとの間の整数）の比
の関数として実質上相互に関係することを特徴とする装
置。 - 【請求項２１】 請求項１０に記載の装置において、平
均的な全偏波状態が等しい確率で適時励起されるよう
に、伝送ラインを介して送信される光信号の偏波状態を
偏波状態の範囲にわたり高速度で走査することを特徴と
する装置。 - 【請求項２２】 光信号を光ファイバ伝送ラインを介し
光受信機に送信する光送信機と、 伝送ラインから光信号を受信し、受信した光信号の成分
の選択可能な相互に直交する偏波状態の間で差分時間遅
延を生成する受信機とからなり、該受信機は差分時間遅
延の値に比例する値を有する制御信号を生成するよう動
作する分析装置を含み、該受信機は、差分時間遅延の値
と２つの直交偏波状態の選択とを制御信号の現在値の関
数として変化させ、これを制御信号の値が所定レベルに
達するまで行うものであり、 該分析装置は、第１及び第２の並列部分に対して直列な
光受信機からなり、第１の並列部分は広帯域電力検出装
置からなり、該第２の並列部分は広帯域電力検出装置に
直列なローパス・フィルタからなり、該歪み分析装置は
さらに、第１及び第２の部分の出力を結合し、結合した
信号を歪みインジケータとして出力する加算器回路から
なる ことを特徴とする光伝送システム。 - 【請求項２３】 請求項２２に記載のシステムにおい
て、該受信機は可変複屈折素子をからなることを特徴と
するシステム。 - 【請求項２４】 請求項２３に記載のシステムにおい
て、可変複屈折素子は、 可変偏波変成器に入る光信号の２つの選択された直交偏
波成分を２つの所定の直交偏波状態に変成する可変偏波
変成器と、 該２つの所定の偏波状態の間に可変差分時間遅延を生成
する、偏波変成器の出力部に接続された差分時間遅延ラ
インとからなることを特徴とするシステム。 - 【請求項２５】 請求項２４に記載のシステムにおい
て、可変複屈折素子はさらに、 ２つの所定の偏波成分を２つの空間的に分離した光路に
分離する、偏波変成器の出力部に接続された偏波スプリ
ッタからなり、可変差分遅延ラインは、偏波スプリッタ
のそれぞれの出力部に接続されて２つの所定の偏波成分
の間に可変の差分時間遅延を生成するものであり、さら
に、 該所定の差分的に遅延させた偏波成分を１つの光出力信
号の２つの相互に直交する偏波状態に結合する、可変差
分遅延ラインの出力部に接続された偏波結合装置とから
なることを特徴とするシステム。 - 【請求項２６】 請求項２３に記載のシステムにおい
て、可変複屈折素子は、 第１の可変偏波変成器に入る光信号の２つの選択された
直交偏波成分を２つの制御可能な可変直交偏波状態に変
成する第１の可変偏波変成器と、 ２つの所定の直交偏波成分の間に第１の所定の差分時間
遅延を生成する、第１の可変偏波変成器の出力部に接続
された第１の固定複屈折素子と、 第２の可変偏波変成器に入る光信号の２つの選択された
偏波成分を２つの制御可能な可変直交偏波状態に変成す
る、第１の固定複屈折素子の出力部に接続された第２の
可変偏波変成器と、 ２つの所定の直交偏波状態の間に第２の所定の差分時間
遅延を生成する、第２の可変偏波変成器の出力部に接続
された第２の固定複屈折素子とからなることを特徴とす
るシステム。 - 【請求項２７】 請求項２６に記載のシステムにおい
て、第１及び第２の固定複屈折素子の第１及び第２の差
分時間遅延はほぼ等しいことを特徴とするシステム。 - 【請求項２８】 請求項２６に記載のシステムにおい
て、第１及び第２の固定複屈折素子は、それぞれ所定長
さの複屈折光ファイバであることを特徴とするシステ
ム。 - 【請求項２９】 請求項２２に記載のシステムにおい
て、可変複屈折素子がＮ個（Ｎ＞１）の直列に接続され
た部分からなり、 該部分の各々は、 可変偏波変成器に入る光信号の２つの選択された直交偏
波成分を２つの制御可能な可変直交偏波状態に変成する
可変偏波変成器と、 ２つの所定の直交偏波状態の間で所定の差分時間遅延を
生成する、可変偏波変成器の出力部に接続された固定複
屈折素子とからなることを特徴とするシステム。 - 【請求項３０】 請求項２９に記載のシステムにおい
て、各部分の固定複屈折素子に生成される所定の差分時
間遅延は実質上互いに等しいことを特徴とするシステ
ム。 - 【請求項３１】 請求項２４に記載のシステムにおい
て、可変差分遅延ラインはＮ個（Ｎ＞１）の部分からな
り、該部分の各々は、 ２つの入力部と２つの出力部からなる可変光結合器とか
らなり、該可変光結合器は、入力部の１つに入る光信号
を出力部の１つに対し制御可能に向けるものであり、さ
らに、 可変光結合器の出力部に接続された２つの入力部と、２
つの出力部を有する固定差分遅延ラインとからなり、異
なる入力部にある遅延ラインに入る２つの光信号の間に
所定の差分時間遅延を生成することを特徴とするシステ
ム。 - 【請求項３２】 請求項３１に記載のシステムにおい
て、各部分の固定差分遅延ラインに生成される差分時間
遅延はほぼ等しいことを特徴とするシステム。 - 【請求項３３】 請求項３１に記載のシステムにおい
て、固定差分遅延ラインに生成される差分時間遅延は、
それらの値が２（ｎ−１）（ｎは１とＮとの間の整数）
の比の関数として実質上相互に関係することを特徴とす
るシステム。 - 【請求項３４】 請求項２２に記載のシステムにおい
て、平均的な全偏波状態が等しい確率で適時励起される
ように、伝送ラインを介し送信される光信号の偏波状態
を偏波状態範囲にわたり高速度で走査することを特徴と
するシステム。
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