JP5367316B2 - Optical regenerator - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To appropriately reproduce signal light, without enlarging a circuit scale. <P>SOLUTION: A PBS (polarization beam splitter) 16 of an optical loop regenerating circuit 20 outputs a first polarization component and a second polarization component which is orthogonal to the first polarization component, from the composited light of the signal light and pump light to two output ports. A generation circuit 18 is provided on a light-generating loop which connects the two output ports to each other in a loop form. The generation circuit 18 parametrically amplifies the first polarization component and the second polarization component. The composited light which propagates the inside of the light-generating loop, is remultiplexed in the PBS 16 and output from the input port of the PBS 16, passes a BPF 19 allowing the passage of the light of a wavelength &lambda;s of the signal light, and the reproduced signal light is output from the BPF 19. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&amp;INPIT

Description

本発明は、偏波多重された光信号の光再生装置に関する。   The present invention relates to an optical regenerator for polarization multiplexed optical signals.

高周波数利用効率や超高速大容量伝送の実現のために、偏波多重伝送に関する研究が進められている。偏波多重伝送では、進行方向の垂直方向において、それぞれ90度向きが異なる(たとえば、水平および垂直)2つの偏波に情報を載せる。これにより、従来の単一の偏波を用いた伝送に比べて、
2倍の情報量を伝送可能である。すなわち、同一の情報量を送る場合、従来の単一方向の偏波を用いた伝送に比べて、半分の伝送速度(シンボルレート)で伝送が可能である。
In order to realize high frequency utilization efficiency and ultra high-speed large-capacity transmission, research on polarization multiplexing transmission is underway. In polarization multiplexing transmission, information is placed on two polarizations whose directions are 90 degrees different (for example, horizontal and vertical) in the vertical direction of the traveling direction. As a result, compared to conventional transmission using a single polarization,
Two times the amount of information can be transmitted. That is, when the same amount of information is sent, transmission can be performed at a transmission rate (symbol rate) that is half that of transmission using a conventional single-directional polarization.

しかしながら、偏波多重伝送では、偏波合波部・分離部における偏波クロストークや、偏波モード分散(PMD)の影響による偏波クロストークの影響を受けやすい。このため、伝送特性が劣化し、伝送距離や波長数に制限が生じる。したがって、伝送路上に、光信号を再生する光再生装置を配置することが必要である。   However, polarization multiplexed transmission is easily affected by polarization crosstalk in the polarization multiplexing / demultiplexing section and polarization crosstalk due to the influence of polarization mode dispersion (PMD). For this reason, the transmission characteristics deteriorate, and the transmission distance and the number of wavelengths are limited. Therefore, it is necessary to arrange an optical regenerator that reproduces an optical signal on the transmission line.

信号再生技術において、従来、電気信号処理を用いて信号再生が実現されている。しかしながら、電気信号処理の処理速度の限界や消費電力増大などの点から、光信号処理を用いることにより、電気信号処理の問題点を解決できると期待されている。光信号処理では、光ファイバなどデバイス次第で、フェムト秒以上の応答速度があるため、伝送速度が更に高速化されても、十分な応答速度が期待される。   In the signal reproduction technique, signal reproduction has been realized conventionally using electric signal processing. However, it is expected that the problems of electric signal processing can be solved by using optical signal processing from the viewpoint of the limitation of the processing speed of electric signal processing and the increase in power consumption. In optical signal processing, there is a response speed of femtoseconds or more depending on a device such as an optical fiber. Therefore, even if the transmission speed is further increased, a sufficient response speed is expected.

信号再生には、2R再生(reamplifying, reshaping)と3R再生(reamplifying,
reshaping, retiming)とがある。これまで、光再生装置については、単一方向の偏波のみを用いた伝送において、適用検討が多く行われてきた。
For signal playback, 2R playback (reamplifying, reshaping) and 3R playback (reamplifying, reshaping)
reshaping, retiming). Up to now, many studies have been made on application of optical regenerators in transmission using only polarization in a single direction.

偏波多重信号に対して、単一方向の偏波のための光再生装置を、直接、適用することは不可能である。もし、そのまま適用する場合には、偏波多重信号を一旦分離して、それぞれの偏波に対して、光再生を適用することになる。   It is impossible to directly apply an optical regenerator for polarization in a single direction to a polarization multiplexed signal. If it is applied as it is, the polarization multiplexed signal is once separated and optical regeneration is applied to each polarization.

単一方向の偏波であって、任意の偏波状態の信号について、たとえば、特許文献1には、光サーキュレータ、偏光ビームスプリッタ(PBS)および過飽和吸収体を備え、偏光ビームスプリッタおよび過飽和吸収体によりループを形成して、そのループをビームスプリッタからの光を通過させるために光再生を実現する装置が提案されている。この装置においては、入射する光の偏波状態に依存しないような光再生を実現しようとしている。   For a signal having a single polarization direction and an arbitrary polarization state, for example, Patent Document 1 includes an optical circulator, a polarization beam splitter (PBS), and a saturable absorber, and the polarization beam splitter and the saturable absorber. Has proposed a device that realizes optical regeneration in order to form a loop and pass light from the beam splitter through the loop. In this apparatus, an attempt is made to realize optical regeneration that does not depend on the polarization state of incident light.

上記特許文献1に開示された光再生手法は、偏波ダイバーシティ手法とも称され、任意の偏波状態の光がPBSに入射されることにより、X偏波成分、Y偏波成分に分離され、それぞれの偏波成分に対して、光再生が施され、再び、合波される。光再生としては、過飽和吸収デバイスを用いている。過飽和吸収デバイスでは、光入力パワーが低い場合には損失が大きく、光入力パワーが高い場合には損失が低い特性を持ち、強度変調信号のスペース(0)側のノイズ低減が可能である。   The optical regeneration method disclosed in Patent Document 1 is also referred to as a polarization diversity method. When light in an arbitrary polarization state is incident on PBS, it is separated into an X polarization component and a Y polarization component, Each polarization component is optically regenerated and combined again. For optical regeneration, a saturable absorption device is used. The saturable absorption device has a characteristic that the loss is large when the optical input power is low, and the loss is low when the optical input power is high, and noise on the space (0) side of the intensity modulation signal can be reduced.

しかしながら、特許文献1に開示された偏波ダイバーシティ手法を、そのまま偏波多重信号に適用した場合、有効に作用しない。すなわち、偏波分離時に、信号の偏波状態をPBSの偏光軸に揃えずに入射した場合、偏波多重信号のX偏波成分、Y偏波成分が同一のPBS出力ポートに出力されて、信号の劣化を生じる。
特開2007−316189号公報 「Optical level equalisation based on gain saturation in fibre optical parametric amplifier」 K.Inoue著、Electronics Letters、Vol.36、no.12、2000年6月発行 「3R Regeneration of a 40−Gbit/s Optical Signal by Optical Parametric Amplification in a High−Nonlinear Fiber」 C.Yu他著、OFC2005、OtuO1、2005年3月発行
However, when the polarization diversity method disclosed in Patent Document 1 is applied to a polarization multiplexed signal as it is, it does not work effectively. That is, when polarization separation occurs when the polarization state of the signal is incident without being aligned with the polarization axis of the PBS, the X polarization component and the Y polarization component of the polarization multiplexed signal are output to the same PBS output port, This causes signal degradation.
JP 2007-316189 A “Optical level equalization based on gainment in fiber optical parametric amplifier” Inoue, Electronics Letters, Vol. 36, no. Issued in June 2000 “3R Regeneration of a 40-Gbit / s Optical Signal by Optical Parametric Amplification in a High-Nonlinear Fiber” Published by Yu et al., OFC 2005, OtuO1, March 2005

一般に、偏波多重信号に対して、単一方向の偏波のための光再生装置を、直接、適用することは不可能である。もし、そのまま適用する場合には、二つの同様な光再生回路を備えておき、偏波多重信号を一旦分離して、一方の偏波について一方の光再生回路を使用し、他方の偏波については他方の光再生回路を使用する必要がある。   In general, it is impossible to directly apply an optical regenerator for polarization in a single direction to a polarization multiplexed signal. If it is applied as it is, two similar optical regeneration circuits are provided, the polarization multiplexed signal is once separated, one optical regeneration circuit is used for one polarization, and the other polarization is used. Needs to use the other optical regeneration circuit.

また、光再生手法の1つに、パラメトリック増幅を用いた光再生手法がある。この手法では、光ファイバが非線形媒体となり発生するパラメトリック過程を用いる。入力された信号(ポンプ光)の2個の光子から、位相整合条件を持たす2波長において、それぞれ1個の光子が生成される。特に、ポンプ光とともに、位相整合条件を満たす波長の信号光を入射すると、パラメトリック過程により、信号光が増幅される(パラメトリック増幅)
。この増幅特性は、信号光の入射パワーを増加した場合に、飽和する特性を持っている。この飽和特性によりリミット効果が得られる。
As one of the optical regeneration methods, there is an optical regeneration method using parametric amplification. This method uses a parametric process in which an optical fiber becomes a nonlinear medium. From two photons of the input signal (pump light), one photon is generated at each of two wavelengths having a phase matching condition. In particular, when signal light having a wavelength that satisfies a phase matching condition is incident along with pump light, the signal light is amplified by a parametric process (parametric amplification).
. This amplification characteristic has a characteristic of being saturated when the incident power of signal light is increased. This saturation characteristic provides a limit effect.

上記パラメトリック増幅のリミット効果を用いて光2R再生および光3R再生を行なうことが、それぞれ、非特許文献1、非特許文献2に開示されている。   Non-Patent Document 1 and Non-Patent Document 2 disclose that optical 2R regeneration and optical 3R regeneration are performed using the limit effect of the parametric amplification.

しかしながら、上記パラメトリック増幅を用いた光再生においても、上述した問題点、つまり、2系統の光再生回路を備え、偏波多重信号を一旦分離して、一方の偏波について一方の光再生回路を使用し、他方の偏波については他方の光再生回路を適用しなければならないという問題点は依然として残される。   However, even in the optical regeneration using the parametric amplification, the above-mentioned problem, that is, two optical regeneration circuits are provided, the polarization multiplexed signal is once separated, and one optical regeneration circuit is provided for one polarization. The problem remains that the other optical regeneration circuit must be used for the other polarization.

本発明は、回路規模を大きくすることなく適切に信号光を再生させることが可能な光再生装置を提供することを目的とする。   An object of the present invention is to provide an optical reproducing apparatus capable of appropriately reproducing signal light without increasing the circuit scale.

本発明の目的は、伝送路を伝搬した、偏波多重伝送による、直交する偏波状態の2つの光信号が多重された、偏波直交多重信号の信号光を受け入れ、当該信号光を再生して出力する光再生装置であって、
前記信号光の波長λsと異なる波長λpのポンプ光を発生するポンプ光発生手段と、
前記信号光の偏波状態を制御する第1の偏波制御手段と、
前記ポンプ光の偏波状態を制御する第2の偏波制御手段と、
前記第1の偏波制御手段から出力された信号光と、前記第2の偏波制御手段から出力されたポンプ光とを合波する合波手段と、
前記合波手段からの合成光を入力ポートに受け入れて、前記合成光から、第1の偏波成分と、当該第1の偏波成分と直交する第2の偏波成分とを、2つの出力ポートに出力する偏光ビームスプリッタ、前記2つの出力ポートの間をループ状に接続した伝送路である光再生ループ、並びに、前記光再生ループ上に配置され、前記第1の偏波成分および第2の偏波成分を、パラメトリック増幅する再生手段を有する光再生ループ手段と、
前記光再生ループ手段の前記光再生ループ中を伝搬し、前記偏光ビームスプリッタにおいて、再度合波されて前記偏光ビームスプリッタの入力ポートから出力された、再生された合成光を受け入れ、前記信号光の波長λsの光を通過させる帯域通過フィルタ手段と、
少なくとも3つのポートを有し、それぞれのポートが前記合波手段、前記光再生ループ手段、および、前記帯域通過フィルタ手段と接続され、前記合波手段からの合成光を前記光再生ループ手段に出力し、前記光再生ループ手段からの再生された合成光を前記帯域通過フィルタ手段に出力する光経路決定手段と、を備えたことを特徴とする光再生装置により達成される。
An object of the present invention is to accept signal light of a polarization orthogonal multiplexed signal in which two optical signals of orthogonal polarization states propagated through a transmission line by polarization multiplexing transmission are multiplexed and regenerate the signal light. An optical regenerator that outputs
Pump light generating means for generating pump light having a wavelength λp different from the wavelength λs of the signal light;
First polarization control means for controlling the polarization state of the signal light;
Second polarization control means for controlling the polarization state of the pump light;
Multiplexing means for multiplexing the signal light output from the first polarization control means and the pump light output from the second polarization control means;
The combined light from the multiplexing means is received at the input port, and the first polarized wave component and the second polarized wave component orthogonal to the first polarized wave component are output from the combined light into two outputs. A polarization beam splitter that outputs to a port, an optical regeneration loop that is a transmission path in which the two output ports are connected in a loop, and the first polarization component and the second An optical regeneration loop means having a reproducing means for parametrically amplifying the polarization component of
Propagating through the light regeneration loop of the light regeneration loop means, recombined in the polarization beam splitter, and received the regenerated combined light output from the input port of the polarization beam splitter, Bandpass filter means for passing light of wavelength λs;
At least three ports are connected to each of the multiplexing means, the optical regeneration loop means, and the band pass filter means, and the combined light from the multiplexing means is output to the optical regeneration loop means And an optical path determining means for outputting the regenerated combined light from the optical regeneration loop means to the band pass filter means.

好ましい実施態様においては、前記第1の偏波制御手段が、前記信号光の偏波状態を、前記偏波直交多重信号の前記第1の偏波成分が、前記偏光ビームスプリッタにおける第1の軸に対して直線偏光となるよう制御するとともに、
前記第2の偏波制御手段が、前記ポンプ光の偏波状態を、前記ポンプ光を含む合成光が前記偏光ビームスプリッタに入力されるときに、当該偏光ビームスプリッタにおける前期第1の軸に対して45度の直線偏光となるように制御する。
In a preferred embodiment, the first polarization control means has a polarization state of the signal light, and the first polarization component of the polarization orthogonal multiplexed signal is a first axis in the polarization beam splitter. And control to be linearly polarized,
The second polarization control means is configured to change a polarization state of the pump light with respect to the first axis in the polarization beam splitter when combined light including the pump light is input to the polarization beam splitter. In order to obtain a linearly polarized light of 45 degrees.

また、好ましい実施態様においては、前記光再生ループ手段が、前記光再生ループ上に配置され、第1の偏波成分および第2の偏波成分の偏波状態を調整する偏波調整手段を有する。   In a preferred embodiment, the optical regeneration loop means includes polarization adjustment means that is disposed on the optical regeneration loop and adjusts the polarization states of the first polarization component and the second polarization component. .

より好ましい実施態様においては、前記偏光ビームスプリッタが、前記入力される合成光の偏波状態が維持されて、前記2つの出力ポートから、前記第1の偏波成分および第2の偏波成分が出力されるように構成され、
前記光再生ループを構成するジャンパケーブル、および、前記再生手段が、その偏波状態を保持するように構成され、かつ、
前記偏波調整手段が、受け入れた第1の偏波成分および第2の偏波成分のそれぞれの偏波状態を90°回転させるように構成される。
In a more preferred embodiment, the polarization beam splitter maintains the polarization state of the input combined light, and the first polarization component and the second polarization component are transmitted from the two output ports. Configured to output,
The jumper cable constituting the optical regeneration loop, and the regeneration means are configured to maintain the polarization state; and
The polarization adjusting unit is configured to rotate the polarization states of the received first polarization component and second polarization component by 90 °.

別の好ましい実施態様においては、前記第1の偏波成分が前記偏光ビームスプリッタの第1の出力ポートから出力されて、前記光再生ループ上を伝搬して、前記偏光ビームスプリッタの第2のポートにおいて再度偏光ビームスプリッタに入力され、前記第2の偏波成分が第2の出力ポートから出力されて、前記光再生ループ上を伝搬して、前記偏光ビームスプリッタの第1のポートにおいて再度偏光ビームスプリッタに入力され、
前記偏波調整手段が、
前記第1の偏波成分が、前記第2のポートにおいて再度偏光ビームスプリッタに入力されるときに、その偏波状態が、前記第2のポートから出力されたときの、第2の偏波成分の偏波状態と同一となり、かつ、
前記第2の偏波成分が、前記第1のポートにおいて再度偏光ビームスプリッタに入力されるときに、その偏波状態が、前記第1のポートから出力されたときの、第1の偏波成分の偏波状態と同一となるように、前記第1の偏波成分および第2の偏波成分の偏波状態を制御する。
In another preferred embodiment, the first polarization component is output from the first output port of the polarization beam splitter and propagates on the optical regeneration loop, and the second port of the polarization beam splitter. Is again input to the polarization beam splitter, the second polarization component is output from the second output port, propagates on the optical reproduction loop, and is again input to the polarization beam at the first port of the polarization beam splitter. Input to the splitter,
The polarization adjusting means is
When the first polarization component is input to the polarization beam splitter again at the second port, the second polarization component when the polarization state is output from the second port And the same polarization state, and
When the second polarization component is input to the polarization beam splitter again at the first port, the first polarization component when the polarization state is output from the first port The polarization states of the first polarization component and the second polarization component are controlled so as to be the same as the polarization state.

また、さらに別の好ましい実施態様においては、前記偏光ビームスプリッタが、何れか一方の偏波成分の偏波状態のみを90°回転して出力されるように構成され、かつ、
前記光再生ループを構成するジャンパケーブル、および、前記再生手段が、偏波を保持するように構成される。
In still another preferred embodiment, the polarizing beam splitter is configured to rotate and output only the polarization state of any one of the polarization components, and
The jumper cable that constitutes the optical regeneration loop and the regeneration means are configured to maintain polarization.

好ましい実施態様においては、前記第1の偏波制御手段に対する第1の制御信号を生成する信号光偏波制御手段であって、
前記第1の偏波制御手段と前記合波手段との間に配置された第1の分波手段と、
前記第1の分波手段により分波された信号光を受け入れて、前記信号光の偏波状態に基づく指標値を算出する第1の偏波状態観測手段と、前記第1の偏波状態観測手段により算出された指標値に基づいて、前記指標値が最適となるように、前記第1の偏波制御手段を制御する第1の制御信号を生成する信号光制御信号生成手段と、を有する信号光偏波制御手段を備え、
前記第1の偏波制御手段の出力ポートから、前記第1の分波手段、前記合波手段、前記光経路決定手段を経て、前記光再生ループ手段の前記偏光ビームスプリッタの入力ポートに至るまでの光経路が、その偏波を保持するように構成される。
In a preferred embodiment, signal light polarization control means for generating a first control signal for the first polarization control means,
First demultiplexing means disposed between the first polarization control means and the multiplexing means;
A first polarization state observation unit that receives the signal light demultiplexed by the first demultiplexing unit and calculates an index value based on a polarization state of the signal light; and the first polarization state observation Signal light control signal generating means for generating a first control signal for controlling the first polarization control means based on the index value calculated by the means so as to optimize the index value. With signal light polarization control means,
From the output port of the first polarization control means to the input port of the polarization beam splitter of the optical regeneration loop means via the first demultiplexing means, the multiplexing means, and the optical path determining means Are configured to maintain their polarizations.

別の好ましい実施態様においては、前記第1の偏波制御手段に対する第1の制御信号を生成する信号光偏波制御手段であって、
前記光再生ループ手段において、前記偏光ビームスプリッタの一方の出力ポートからの光再生ループ上に配置された第1の分波手段と、
前記第1の分波手段により分波された信号光を受け入れて、前記信号光の偏波状態に基づく指標値を算出する第1の偏波状態観測手段と、前記第1の偏波状態観測手段により算出された指標値に基づいて、前記指標値が最適となるように、前記第1の偏波制御手段を制御する第1の制御信号を生成する信号光制御信号生成手段と、を有する信号光偏波制御手段を備える。
In another preferred embodiment, signal light polarization control means for generating a first control signal for the first polarization control means,
In the light regeneration loop means, first demultiplexing means disposed on the light regeneration loop from one output port of the polarization beam splitter;
A first polarization state observation unit that receives the signal light demultiplexed by the first demultiplexing unit and calculates an index value based on a polarization state of the signal light; and the first polarization state observation Signal light control signal generating means for generating a first control signal for controlling the first polarization control means based on the index value calculated by the means so as to optimize the index value. Signal light polarization control means is provided.

また、好ましい実施態様においては、前記第2の偏波制御手段に対する第2の制御信号を生成するポンプ光偏波制御手段であって、
前記帯域通過フィルタ手段の出力ポートからの光伝送路上に配置された第2の分波手段と、
前記第2の分波手段により分波された、再生された信号光を受け入れて、前記信号光のそれぞれの偏波成分を取得する偏波取得手段と、前記偏波取得手段により取得された偏波成分のそれぞれの光強度に基づく指標値を算出する第2の偏波状態観測手段と、前記第2の偏波状態観測手段により算出された前記指標値が最適となるように、前記第2の偏波制御手段を制御する第2の制御信号を生成するポンプ光制御信号生成手段と、を有するポンプ光偏波制御手段を備え、
前記光再生ループ手段の前記偏光ビームスプリッタの入力ポートから、前記光経路決定手段、前記帯域通過フィルタ手段、および、前記第2の分波手段を経て、前記偏波取得手段に至るまでの光経路が、その偏波を保持するように構成される。
Further, in a preferred embodiment, the pump light polarization control means for generating a second control signal for the second polarization control means,
Second demultiplexing means disposed on the optical transmission line from the output port of the bandpass filter means;
A polarization acquisition unit that receives the regenerated signal light demultiplexed by the second demultiplexing unit and acquires respective polarization components of the signal light; and a polarization acquired by the polarization acquisition unit. Second polarization state observation means for calculating an index value based on the light intensity of each of the wave components, and the second polarization state observation means so that the index value calculated by the second polarization state observation means is optimal. A pump light polarization control means having a pump light control signal generation means for generating a second control signal for controlling the polarization control means of
Optical path from the input port of the polarization beam splitter of the optical regeneration loop means to the polarization acquisition means via the optical path determination means, the band pass filter means, and the second demultiplexing means Is configured to retain its polarization.

別の好ましい実施態様においては、前記第2の偏波制御手段に対する第2の制御信号を生成するポンプ光偏波制御手段であって、
前記光再生ループの前記偏光ビームスプリッタの2つの出力ポートからの光再生ループ上に、それぞれ配置された第2の分波手段および第3の分波手段と、
前記第2の分波手段および第3の分波手段により分波された、偏波成分のそれぞれの光強度に基づく指標値を算出する第2の偏波状態観測手段と、前記第2の偏波状態観測手段により算出された前記指標値が最適となるように、前記第2の偏波制御手段を制御する第2の制御信号を生成するポンプ光制御信号生成手段と、を有するポンプ光偏波制御手段を備える。
In another preferred embodiment, pump light polarization control means for generating a second control signal for the second polarization control means,
A second demultiplexing means and a third demultiplexing means respectively disposed on the optical regeneration loop from the two output ports of the polarization beam splitter of the optical regeneration loop;
Second polarization state observing means for calculating an index value based on the light intensity of each polarization component demultiplexed by the second demultiplexing means and the third demultiplexing means; and the second polarization A pump light control signal generating means for generating a second control signal for controlling the second polarization control means so that the index value calculated by the wave state observing means is optimized. Wave control means is provided.

好ましい実施態様においては、前記ポンプ光発生手段が、前記波長λpの連続光を発生する。   In a preferred embodiment, the pump light generating means generates continuous light having the wavelength λp.

また、別の好ましい実施態様においては、前記ポンプ光発生手段が、信号光を受け入れ、前記信号光のデータ変調と同期したクロック光であるポンプ光を発生する。   In another preferred embodiment, the pump light generating means receives the signal light and generates pump light that is clock light synchronized with data modulation of the signal light.

本発明によれば、回路規模を大きくすることなく適切に信号光を再生させることが可能な光再生装置を提供することができる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the optical reproducing apparatus which can reproduce | regenerate signal light appropriately, without enlarging a circuit scale can be provided.

以下、添付図面を参照して、本発明の実施の形態について説明する。図1は、本発明の第1の本実施の形態にかかる光再生装置の構成を示すブロックダイヤグラムである。光再生装置10は、偏波多重伝送システムの伝送路中に配置され、伝送品質の劣化した光信号を再生して出力することができる。図1に示すように、本実施の形態にかかる光再生装置10は、伝送路から入力された信号光の偏波状態を制御する偏波コントローラ11、所定の波長のポンプ光を発生するポンプ光発生回路12、ポンプ光発生回路12から出力されたポンプ光の偏波状態を制御する偏波コントローラ13、信号光およびポンプ光を合波する光カプラ14、光カプラ14からの合成光を受け入れて、当該合成光を、後述する光再生ループ回路20に出力するとともに、光再生ループ回路からの光信号を受け入れて、受け入れた光信号を、出力側に配置された帯域通過フィルタ(BPF)19に出力する光サーキュレータ15とを有する。また、本実施の形態にかかる光再生装置10は、光サーキュレータ15からの合成光を受け入れて、合成光に含まれる信号光を再生させるための光再生ループ回路20を有する。   Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings. FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of the optical regenerator according to the first embodiment of the present invention. The optical regenerator 10 is arranged in the transmission path of the polarization multiplexing transmission system, and can regenerate and output an optical signal with deteriorated transmission quality. As shown in FIG. 1, an optical regenerator 10 according to this embodiment includes a polarization controller 11 that controls the polarization state of signal light input from a transmission line, and pump light that generates pump light of a predetermined wavelength. Receiving the combined light from the generation circuit 12, the polarization controller 13 for controlling the polarization state of the pump light output from the pump light generation circuit 12, the optical coupler 14 for combining the signal light and the pump light, and the optical coupler 14. The combined light is output to an optical regeneration loop circuit 20 described later, and an optical signal from the optical regeneration loop circuit is received, and the received optical signal is sent to a band pass filter (BPF) 19 disposed on the output side. And an optical circulator 15 for outputting. Further, the optical regenerator 10 according to the present embodiment has an optical regenerative loop circuit 20 for receiving the combined light from the optical circulator 15 and regenerating the signal light included in the combined light.

光再生ループ回路20は、偏光ビームスプリッタ(PBS)16、偏波調整回路17および再生回路18を有する。   The optical regeneration loop circuit 20 includes a polarization beam splitter (PBS) 16, a polarization adjustment circuit 17, and a regeneration circuit 18.

概略的には、本実施の形態にかかる光再生装置10は、以下のように動作する。本実施の形態においては、伝送路中を、直交する偏波状態の2つの光信号が多重された偏波直交多重信号が、信号光として伝搬され、光再生装置10に受け入れられる。   Schematically, the optical regenerator 10 according to the present embodiment operates as follows. In the present embodiment, a polarization orthogonal multiplexed signal obtained by multiplexing two optical signals having orthogonal polarization states in the transmission path is propagated as signal light and accepted by the optical regenerator 10.

信号光の偏波状態(SOP:State of Polarization)は、偏波直交多重信号の成分であるX偏波、若しくは、Y偏波の何れかのSOPが、PBS16のX軸と同一軸上の直線偏光となるように、偏波コントローラ11により調整される。偏波コントローラ11は、たとえば、1以上のλ/2板および1以上のλ/4板を有している。λ/2板およびλ/4板は、制御信号によってそれぞれ光軸を中心に回転でき、偏波直交多重信号のX偏波成分およびY偏波成分の偏波の向きを同時に調整することができる。偏波コントローラ13についても同様である。なお、偏波コントローラ11、13を用いた偏波状態の制御については後に詳述する。   The polarization state (SOP: State of Polarization) of the signal light is a straight line on the same axis as the X axis of the PBS 16 in which either the X polarization or Y polarization, which is a component of the polarization orthogonal multiplexed signal, is the same. The polarization controller 11 adjusts the polarization so as to be polarized. The polarization controller 11 includes, for example, one or more λ / 2 plates and one or more λ / 4 plates. The λ / 2 plate and the λ / 4 plate can be rotated around the optical axis by the control signal, respectively, and the polarization directions of the X-polarization component and the Y-polarization component of the polarization orthogonal multiplexed signal can be adjusted simultaneously. . The same applies to the polarization controller 13. The control of the polarization state using the polarization controllers 11 and 13 will be described in detail later.

ポンプ光発生回路12は、信号光の波長λsと異なる波長λpの連続光(CW光)であるポンプ光を発生する。偏波コントローラ13は、PBS16の出力ポートのそれぞれからの光強度が等しくなるように、ポンプ光の偏波状態(SOP)を調整する。理想的には、ポンプ光は、PBS16のX軸に対して45度の直線偏光となる。偏波コントローラ11から出力された信号光、および、偏波コントローラ13から出力されたポンプ光は、光カプラ14により合波される。   The pump light generation circuit 12 generates pump light that is continuous light (CW light) having a wavelength λp different from the wavelength λs of the signal light. The polarization controller 13 adjusts the polarization state (SOP) of the pump light so that the light intensity from each of the output ports of the PBS 16 becomes equal. Ideally, the pump light is 45-degree linearly polarized light with respect to the X axis of the PBS 16. The signal light output from the polarization controller 11 and the pump light output from the polarization controller 13 are combined by the optical coupler 14.

光サーキュレータ15は、各ポートから受け入れた光を隣接する一方のポートから出力させる。図1に示す光サーキュレータ15は、図1おいて時計回りの方向に隣接するポートから、入力した光を出力する。たとえば、光カプラ14から出力された合成光は、光サーキュレータ15を経て、PBS16に入射される。また、PBS16から出力された光は、光サーキュレータ15を経て、BPF19に入射される。   The optical circulator 15 outputs light received from each port from one adjacent port. The optical circulator 15 shown in FIG. 1 outputs input light from a port adjacent in the clockwise direction in FIG. For example, the combined light output from the optical coupler 14 passes through the optical circulator 15 and enters the PBS 16. Further, the light output from the PBS 16 is incident on the BPF 19 through the optical circulator 15.

光再生ループ回路20のPBS16に入射された合成光中、信号光S(λs)については、X偏波成分S(λs)およびY偏波成分S(λs)に分波される。また、ポンプ光S(λp)については、理想的にはPBS16のX軸に対して45度の直線偏光となっているため、PBS16の2つの出力ポートから、同一光強度の信号が出力される。PBS16の出力ポートにおいて、X偏波、Y偏波それぞれの信号光およびポンプ光の偏波状態は、同一方向の直線偏光となる。図2(a)は、信号光の波長λsおよびポンプ光の波長λpの例を示す図、図2(b)は、PBS16の入力ポート101における信号光およびポンプ光の偏波状態を示す図、図2(c)および(d)は、それぞれ、PBS16の出力ポート102、103における信号光およびポンプ光の偏波状態を示す図である。 In the combined light incident on the PBS 16 of the optical regeneration loop circuit 20, the signal light S (λs) is demultiplexed into an X polarization component S 1 (λs) and a Y polarization component S 2 (λs). Further, since the pump light S (λp) is ideally linearly polarized at 45 degrees with respect to the X axis of the PBS 16, signals having the same light intensity are output from the two output ports of the PBS 16. . At the output port of the PBS 16, the polarization states of the X-polarized light and the Y-polarized signal light and the pump light are linearly polarized light in the same direction. 2A is a diagram illustrating an example of the wavelength λs of the signal light and the wavelength λp of the pump light, and FIG. 2B is a diagram illustrating the polarization state of the signal light and the pump light at the input port 101 of the PBS 16. FIGS. 2C and 2D are diagrams showing the polarization states of the signal light and the pump light at the output ports 102 and 103 of the PBS 16, respectively.

図2(b)に示すように、PBS16の入力ポート101においては、信号光のX偏波成分S(λs)およびY偏波成分S(λs)、および、PBS16の軸に対して45度の直線偏光となっているポンプ光S(λp)が現れる。PBS16を通過した後の出力ポート103においては、信号光のY偏波成分S(λs)およびポンプ光のうちのY偏波成分S(λp)が現れる。その一方、出力ポート102においては、信号光のX偏波成分S(λs)およびポンプ光のうちのX偏波成分S(λp)が現れる。なお、PBS16を通過する信号については、図3を参照してさらに詳細に説明する。 As shown in FIG. 2B, at the input port 101 of the PBS 16, the X polarization component S 1 (λs) and the Y polarization component S 2 (λs) of the signal light and the axis of the PBS 16 are 45. The pump light S (λp) that is linearly polarized light appears. At the output port 103 after passing through the PBS16 is, Y polarization component of the signal light S 2 ([lambda] s) and the Y polarization component of the pump light S 2 (λp) appears. Meanwhile, at the output port 102, X polarization component of the signal light S 1 X polarization component of the ([lambda] s) and the pump light S 1 (λp) appears. The signal passing through the PBS 16 will be described in more detail with reference to FIG.

光再生ループ回路20において、PBS16からポート102に出力された光(図2(c)参照)は、時計回りにループ上の伝送路(光再生ループ)を伝搬され、PBS16からポート103に出力された光(図2(d)参照)は、反時計回りに光再生ループを伝搬される。時計回りの光再生ループおよび反時計回りの光再生ループを経て伝搬された光は、それぞれ再生回路18によって光再生が施される。本実施の形態においては、パラメトリック増幅を用いた光再生が行なわれる。   In the optical regeneration loop circuit 20, the light (see FIG. 2C) output from the PBS 16 to the port 102 is propagated clockwise through the transmission path (optical regeneration loop) on the loop and output from the PBS 16 to the port 103. The light (see FIG. 2D) is propagated in the light regeneration loop counterclockwise. The light propagated through the clockwise light regeneration loop and the counterclockwise light regeneration loop is subjected to light regeneration by the regeneration circuit 18, respectively. In the present embodiment, optical regeneration using parametric amplification is performed.

パラメトリック増幅においては、光ファイバが非線形媒体となり発生するパラメトリック過程を用いる。入力された信号(ポンプ光)の2個の光子から、位相整合条件を持たす2波長において、それぞれ1個の光子が生成される。特に、ポンプ光とともに、位相整合条件を満たす波長の信号光を入射すると、パラメトリック過程により、信号光が増幅される(パラメトリック増幅) 。この増幅特性は、信号光の入射パワーを増加した場合に、飽和する特性を持っている。この飽和特性からリミット効果を得られる。本実施の形態では、上記パラメトリック増幅を実現するために、再生回路18として、高非線形ファイバ(HNLF:High Non−Linear Fiber)が用いられている。   Parametric amplification uses a parametric process in which an optical fiber becomes a nonlinear medium. From two photons of the input signal (pump light), one photon is generated at each of two wavelengths having a phase matching condition. In particular, when signal light having a wavelength satisfying the phase matching condition is incident together with the pump light, the signal light is amplified by a parametric process (parametric amplification). This amplification characteristic has a characteristic of being saturated when the incident power of signal light is increased. The limit effect can be obtained from this saturation characteristic. In the present embodiment, a high non-linear fiber (HNLF) is used as the regeneration circuit 18 in order to realize the parametric amplification.

光再生されたX偏波およびY偏波の光は、PBS16において再度合波される。なお、本実施の形態においては、光再生ループ回路の光再生ループ上に偏波調整回路17が配置され、時計回りの光再生ループおよび反時計回りの光再生ループを経て伝搬される光の偏波状態が調整される。偏波調整回路17の機能についても後述する。   The optically regenerated X-polarized light and Y-polarized light are combined again in the PBS 16. In this embodiment, the polarization adjustment circuit 17 is arranged on the optical regeneration loop of the optical regeneration loop circuit, and the polarization of the light propagated through the clockwise optical regeneration loop and the counterclockwise optical regeneration loop is changed. Wave condition is adjusted. The function of the polarization adjustment circuit 17 will also be described later.

PBS16において合波された光は、光サーキュレータ15を経てBPF19に入射される。BPF19は、波長λsの光を通過するように構成される。したがって、BPF19により信号光のみが通過し、最終的に光再生された信号光が出力される。BPF19から出力された、光再生された信号光は伝送路に送出される。   The light combined in the PBS 16 enters the BPF 19 through the optical circulator 15. The BPF 19 is configured to pass light having a wavelength λs. Accordingly, only the signal light passes through the BPF 19, and finally the signal light that has been optically regenerated is output. The optically regenerated signal light output from the BPF 19 is sent to the transmission path.

以下、本実施の形態にかかる光再生ループ回路20について説明する。PBS16の各ポートにおいて、入出力信号の偏波の向きが規定されている。そのため、入力信号は、規定されている偏波の向きで入射する必要があり、出力信号は、規定されている偏波の向きで信号が出力される。   Hereinafter, the optical regeneration loop circuit 20 according to the present embodiment will be described. At each port of the PBS 16, the direction of polarization of the input / output signal is defined. For this reason, the input signal needs to be incident in the prescribed polarization direction, and the output signal is output in the prescribed polarization direction.

たとえば、1ポート入力2ポート出力のPBSの、出力ポートの偏波状態としては、以下のような2つの態様が考えられる。
(1)偏波直交多重信号の入力信号の0°(水平)、90°(垂直)が、2出力ポートで0°、90°の偏波状態として出力される。
(2)偏波直交多重信号の入出力信号の0°、90°が、2出力ポートのいずれも0°、若しくは90°となる偏波状態として出力される。つまり、一方の成分が90°回転させられて出力される。
For example, the following two modes are conceivable as the polarization state of the output port of the 1-port input 2-port PBS.
(1) 0 ° (horizontal) and 90 ° (vertical) of the input signal of the polarization orthogonal multiplexed signal are output as polarization states of 0 ° and 90 ° at the two output ports.
(2) 0 ° and 90 ° of the input / output signal of the polarization orthogonal multiplexed signal are output as a polarization state in which both of the two output ports are 0 ° or 90 °. That is, one component is rotated by 90 ° and output.

本実施の形態においては、上記(1)の態様のPBS16が用いられる。図3において、入力ポートでは、信号光は、実線で示す0°の偏波(X偏波)および破線で示す90°の偏波(Y偏波)とを含み(符号300参照)、PBS16を経て、反時計回りに光再生ループを伝搬する90°の偏波(Y偏波)(符号301、302参照)、および、時計回りに光再生ループを伝搬する0°の偏波(X偏波)(符号303、304参照)に分けられる。   In the present embodiment, the PBS 16 of the aspect (1) is used. In FIG. 3, at the input port, the signal light includes 0 ° polarization (X polarization) indicated by a solid line and 90 ° polarization (Y polarization) indicated by a broken line (see reference numeral 300). Then, 90 ° polarization (Y polarization) propagating in the light regeneration loop counterclockwise (see reference numerals 301 and 302) and 0 ° polarization (X polarization) propagating in the light regeneration loop clockwise. ) (See reference numerals 303 and 304).

光再生ループ回路20の光再生ループを構成するジャンパケーブル中、および、再生回路18中で、伝搬する光(X偏波の光およびY偏波の光)の偏波状態が保持される場合を考える。たとえば、ジャンパケーブル、および、再生回路18を構成する高非線形ファイバ(HNLF)が、偏波保持ファイバ(PMF)で構成された場合である。偏波調整回路17によって、時計回りに光再生ループを伝搬する光、および、反時計回りに光再生ループを伝搬する光を、偏波調整回路17において、その偏波状態を90°回転させることにより、それぞれを再度PBS16に入力させて合波させることが可能となる。すなわち、この場合には、偏波調整回路17によって、それぞれの光の偏波状態を90°回転させれば良い。偏波調整回路17として、λ/2板を使うことができる。或いは、偏波調整回路17として、λ/2板およびλ/4板をそれぞれ1つ以上備えた偏波コントローラを適用しても良い。   A case where the polarization state of propagating light (X-polarized light and Y-polarized light) is maintained in the jumper cable constituting the optical regeneration loop of the optical regeneration loop circuit 20 and in the regeneration circuit 18. Think. For example, this is a case where the jumper cable and the highly nonlinear fiber (HNLF) constituting the regenerative circuit 18 are configured by polarization maintaining fibers (PMF). The polarization adjustment circuit 17 causes the polarization adjustment circuit 17 to rotate the polarization state of the light propagating clockwise through the light regeneration loop and the light propagating counterclockwise by 90 °. Thus, each can be input again to the PBS 16 and combined. That is, in this case, the polarization adjustment circuit 17 may rotate the polarization state of each light by 90 °. A λ / 2 plate can be used as the polarization adjustment circuit 17. Alternatively, a polarization controller provided with at least one λ / 2 plate and λ / 4 plate may be applied as the polarization adjustment circuit 17.

或いは、波長板に代えて、偏波調整回路17としてアダプタを用いて、アダプタの接続点でファイバの軸が90°回転するようにアダプタのキーを調整することで、0°および90°の偏波状態を入れ替えることも可能である。   Alternatively, by using an adapter as the polarization adjustment circuit 17 instead of the wave plate, and adjusting the key of the adapter so that the fiber axis rotates 90 ° at the connection point of the adapter, the offset of 0 ° and 90 ° is obtained. It is also possible to switch the wave state.

偏波調整回路17によって、時計回りに光再生ループを伝搬する0°の偏波状態の光(符号303参照)は90°回転され(符号305参照)、また、反時計回りに光再生ループを伝搬する90°の偏波状態の光(符号301参照)も90°回転される(符号306参照)。   The polarization adjusting circuit 17 rotates the light in the polarization state of 0 ° (see reference numeral 303) clockwise through the light regeneration loop by 90 ° (see reference numeral 305), and rotates the light regeneration loop counterclockwise. The propagating light in the 90 ° polarization state (see reference numeral 301) is also rotated by 90 ° (see reference numeral 306).

また、光再生ループを構成するジャンパケーブルおよび再生回路18が、PMFで構成されていない場合には、図4に示すように、時計回りに光再生ループを伝搬する0°の偏波状態の光(符号303参照)および反時計回りに光再生ループを伝搬する90°の偏波状態の光(符号301参照)は、ともに任意の偏波状態となる(符号402、401参照)。したがって、この場合には、偏波調整回路17として、λ/2板およびλ/4板をそれぞれ1つ以上備えた偏波コントローラを適用して、λ/2板およびλ/4板を所定の角度回転させることで、偏波状態を適切に制御する。すなわち、ジャンパケーブル等における偏波の変化分を考慮の上、PBS16のポートにおける偏波の向きが適切となるように、偏波調整回路17が偏波を調整する。   Further, when the jumper cable and the regeneration circuit 18 constituting the optical regeneration loop are not composed of PMF, as shown in FIG. 4, the light in the polarization state of 0 ° propagating clockwise through the optical regeneration loop is used. (See reference numeral 303) and 90 ° polarization state light (see reference numeral 301) propagating counterclockwise in the optical regeneration loop are both in an arbitrary polarization state (see reference numerals 402 and 401). Therefore, in this case, a polarization controller provided with at least one λ / 2 plate and one λ / 4 plate is applied as the polarization adjustment circuit 17 so that the λ / 2 plate and the λ / 4 plate are predetermined. The polarization state is appropriately controlled by rotating the angle. That is, the polarization adjustment circuit 17 adjusts the polarization so that the polarization direction at the port of the PBS 16 is appropriate in consideration of the change in polarization in the jumper cable or the like.

次に、本実施の形態にかかる信号光の偏波状態を制御する偏波コントローラ11および偏波コントローラ11に対する制御信号の生成について説明する。信号光については、光再生ループ回路20のPBS16において、偏波直交多重信号の偏波分離を適切に行うために、偏波直交多重信号のX偏波成分が、PBS16のX軸に対して直線偏光になるよう、偏波状態を制御する必要がある。Y偏波成分をPBS16のY軸に対して直線偏光とすることも同様に必要である。特に、伝送路を伝搬されてきた信号光については、常に伝送路の状態が変化し、入射される偏波直交多重信号の偏波状態が変化するため、常に偏波状態の制御が必要である。   Next, the generation of the control signal for the polarization controller 11 and the polarization controller 11 for controlling the polarization state of the signal light according to the present embodiment will be described. For the signal light, the X polarization component of the polarization orthogonal multiplexed signal is linear with respect to the X axis of the PBS 16 in order to appropriately perform polarization separation of the polarization orthogonal multiplexed signal in the PBS 16 of the optical regeneration loop circuit 20. It is necessary to control the polarization state so as to be polarized. Similarly, it is necessary to make the Y polarization component linearly polarized with respect to the Y axis of the PBS 16. In particular, for signal light that has propagated through the transmission line, the state of the transmission line always changes, and the polarization state of the incident polarization orthogonal multiplexed signal changes, so the polarization state must always be controlled. .

図5は、本実施の形態にかかる信号光の偏波コントローラ11への制御信号を生成する信号光偏波制御部を含むブロックダイヤグラムである。図5に示すように、本実施の形態にかかる信号光偏波制御部30は、偏波コントローラ11と光カプラ14との間の伝送路上に配置された光カプラ31と、光カプラから出力された光を受け入れる偏光子32と、偏波状態観測部33と、制御信号生成部34とを有している。   FIG. 5 is a block diagram including a signal light polarization control unit that generates a control signal to the polarization controller 11 of the signal light according to the present embodiment. As shown in FIG. 5, the signal light polarization control unit 30 according to the present embodiment is output from the optical coupler 31 disposed on the transmission path between the polarization controller 11 and the optical coupler 14 and the optical coupler. And a polarization state observation unit 33 and a control signal generation unit 34.

本実施の形態においては、PBS16に入射される信号光の偏波制御をするために、ポンプ光と合波するための光カプラ14より手前(上流側)に光カプラ31を設けて、その信号光をモニタしている。したがって、偏波コントローラ11の出力ポートから、その下流方向に、光再生ループ回路20のPBS16の入力ポートまで(符号500参照)、信号光の偏波状態が一定である必要がある。そこで、本実施の形態では、偏波コントローラ11の出力ポートから、光再生ループ回路20のPBS16の入力ポートまでの伝送路500を、偏波保持ファイバ(PMF)で構成している。   In the present embodiment, in order to control the polarization of the signal light incident on the PBS 16, an optical coupler 31 is provided in front (upstream side) of the optical coupler 14 for multiplexing with the pump light. The light is monitored. Therefore, the polarization state of the signal light needs to be constant from the output port of the polarization controller 11 to the input port of the PBS 16 of the optical regeneration loop circuit 20 in the downstream direction (see reference numeral 500). Therefore, in the present embodiment, the transmission path 500 from the output port of the polarization controller 11 to the input port of the PBS 16 of the optical regenerative loop circuit 20 is configured by a polarization maintaining fiber (PMF).

図5に示す信号光偏波制御部30の動作について以下に説明する。光カプラ31により、信号光が分岐され、偏光子32に入力される。偏光子32の代わりにPBSを利用しても良い。偏光子32の軸(PBSを使用している場合にはPBSの軸)は、光再生ループ回路20のPBS16の軸と同一である。したがって、偏光子32において適切に偏波状態が制御されていれば、光再生ループ回路20のPBS16の入力ポートにおいても、適切な偏波状態が得られることになる。   The operation of the signal light polarization controller 30 shown in FIG. 5 will be described below. The signal light is branched by the optical coupler 31 and input to the polarizer 32. PBS may be used instead of the polarizer 32. The axis of the polarizer 32 (the axis of the PBS when PBS is used) is the same as the axis of the PBS 16 of the optical regeneration loop circuit 20. Therefore, if the polarization state is appropriately controlled in the polarizer 32, an appropriate polarization state can be obtained also at the input port of the PBS 16 of the optical regeneration loop circuit 20.

偏光子32の出力は、偏波状態観測部33に送られて、偏波状態観測部33および制御信号生成部34により偏波コントローラ11のための制御信号が生成され、出力される。   The output of the polarizer 32 is sent to the polarization state observation unit 33, and a control signal for the polarization controller 11 is generated and output by the polarization state observation unit 33 and the control signal generation unit 34.

たとえば、偏波状態観測部33および制御信号生成部34は、以下のように動作する。   For example, the polarization state observation unit 33 and the control signal generation unit 34 operate as follows.

PBS16で偏波分離されるべき直交偏波信号のX偏波成分およびY偏波成分が、PBS16で適切に分離されない場合には、X偏波成分およびY偏波成分が1ポートに同時に出力される。上述したようなX偏波成分およびY偏波成分を含む光を光受信器で受信した場合にはビート信号が観測される。ビート信号が発生している場合、ビート信号が発生していない場合に比べ、電気信号の電力が増加する。そこで、偏波制御状態観測部33は、光受信器および電力観測器を有し、電力の状態を示す信号を制御信号生成部34に出力する。制御信号生成部34は、電力の状態を示す信号を受信して、電力が減少するように偏波コントローラ11に対して制御信号を出力する(干渉検出法)。偏波コントローラ11は、制御信号にしたがって、λ/2板およびλ/4板の角度を回転させる。   If the X polarization component and the Y polarization component of the orthogonal polarization signal to be separated by the PBS 16 are not properly separated by the PBS 16, the X polarization component and the Y polarization component are simultaneously output to one port. The A beat signal is observed when light including the X polarization component and the Y polarization component as described above is received by the optical receiver. When the beat signal is generated, the electric signal power is increased as compared with the case where the beat signal is not generated. Therefore, the polarization control state observation unit 33 includes an optical receiver and a power observation unit, and outputs a signal indicating the power state to the control signal generation unit 34. The control signal generation unit 34 receives a signal indicating the power state and outputs a control signal to the polarization controller 11 so that the power decreases (interference detection method). The polarization controller 11 rotates the angles of the λ / 2 plate and the λ / 4 plate according to the control signal.

或いは、偏波状態観測部33および制御信号生成部34は、以下のような構成を備えていても良い。たとえば、送信器において、送信信号である偏波直交信号のX偏波或いはY偏波の一方に低周波強度変調を施し、或いは、X偏波およびY偏波の双方に、異なる周波数の低周波強度変調を施して、偏波状態観測部33が低周波信号をモニタする。   Alternatively, the polarization state observation unit 33 and the control signal generation unit 34 may have the following configuration. For example, in the transmitter, low-frequency intensity modulation is performed on one of the X-polarized wave and the Y-polarized wave of the polarization orthogonal signal that is a transmission signal, or low-frequency signals having different frequencies are applied to both the X-polarized wave and the Y-polarized wave The intensity modulation is performed, and the polarization state observation unit 33 monitors the low frequency signal.

より具体的には、偏波状態観測部33は、光受信器を用いてX偏波或いはY偏波を電気信号として、中心周波数を低周波変調の周波数とする、電気信号用の帯域通過フィルタを通過させ、低周波信号のみを抽出する。次いで、その電力を電気パワーメータなどを用いて観測する。制御信号生成部34は、上記電力が最適(最大或いは最小)になるように、偏波コントローラ11に対して制御信号を出力する。   More specifically, the polarization state observation unit 33 uses an optical receiver to convert an X-polarized wave or a Y-polarized wave as an electric signal and a center frequency as a low-frequency modulation frequency. And only the low frequency signal is extracted. Next, the electric power is observed using an electric power meter or the like. The control signal generation unit 34 outputs a control signal to the polarization controller 11 so that the power is optimal (maximum or minimum).

次に、本実施の形態にかかるポンプ光の偏波状態を制御する偏波コントローラ13および偏波コントローラ13に対する制御信号の生成について説明する。   Next, generation of a control signal for the polarization controller 13 and the polarization controller 13 for controlling the polarization state of the pump light according to the present embodiment will be described.

光カプラ14において信号光と合波され、PBS16に入射するポンプ光の偏波状態は、偏波の変動状況に応じて動的に制御する必要がある。ポンプ光については、PBS16の2つの出力ポートで、光強度が等しく2つの信号が出力されるように、偏波コントローラ13が、その偏波状態を調整する。ポンプ光は、理想的には、PBS16に入射されるときに、PBS16の軸に対して45度となる直線偏光である。   The polarization state of the pump light combined with the signal light in the optical coupler 14 and incident on the PBS 16 needs to be dynamically controlled according to the fluctuation state of the polarization. For the pump light, the polarization controller 13 adjusts the polarization state so that two signals having the same light intensity are output from the two output ports of the PBS 16. The pump light is ideally linearly polarized light that is 45 degrees with respect to the axis of the PBS 16 when incident on the PBS 16.

ポンプ光については、ポンプ光発生回路12とPBS16との間の物理的な距離が短く、この間のジャンパケーブルが固定され、PBS16に入力するポンプ光の偏波状態がほとんど変化しない状況においては、初期的に一度偏波状態を調整すれば十分であり、動的な制御は必要はない。しかしながら、ジャンパケーブル長が長く、PBS16に入力するポンプ光の偏波状態が変化するような環境においては、動的な制御が必要となる。本実施の形態では、偏波状態の動的な制御を行っている。   As for the pump light, in the situation where the physical distance between the pump light generation circuit 12 and the PBS 16 is short, the jumper cable between them is fixed, and the polarization state of the pump light input to the PBS 16 hardly changes. Therefore, it is sufficient to adjust the polarization state once, and dynamic control is not necessary. However, in an environment where the jumper cable length is long and the polarization state of the pump light input to the PBS 16 changes, dynamic control is required. In this embodiment, the polarization state is dynamically controlled.

図6は、本実施の形態にかかる信号光の偏波コントローラ13への制御信号を生成するポンプ光偏波制御部を含むブロックダイヤグラムである。図6に示すように、本実施の形態にかかるポンプ光偏波制御部40は、光再生された信号光を出力するBPF19の出力を分波する光カプラ41と、光カプラ41から出力された光を分離するPBS42と、偏波状態観測部43と、制御信号生成部44とを有している。なお、前述した図5においては、偏波コントローラ11への制御信号を生成する信号光偏波制御部30のみが記載され、この図6においては、偏波コントローラ13への制御信号を生成するポンプ光偏波制御部40のみが記載されている。実際には、光再生装置10は、信号光偏波制御部30およびポンプ光偏波制御部40の双方を含んでいる。図5および図6は説明の便宜上、それぞれ一方を図示したものである。   FIG. 6 is a block diagram including a pump light polarization controller that generates a control signal to the polarization controller 13 of the signal light according to the present embodiment. As shown in FIG. 6, the pump light polarization control unit 40 according to the present embodiment outputs an optical coupler 41 that demultiplexes the output of the BPF 19 that outputs the optically regenerated signal light, and is output from the optical coupler 41. A PBS 42 that separates light, a polarization state observation unit 43, and a control signal generation unit 44 are provided. In FIG. 5 described above, only the signal light polarization controller 30 that generates the control signal to the polarization controller 11 is described. In FIG. 6, the pump that generates the control signal to the polarization controller 13 is described. Only the optical polarization controller 40 is described. Actually, the optical regenerator 10 includes both the signal light polarization controller 30 and the pump light polarization controller 40. 5 and 6 illustrate one of them for convenience of explanation.

ポンプ光偏波制御部40は、光再生された偏波直交多重信号のX偏波成分およびY偏波成分のそれぞれの光強度を観測する。本実施の形態においては、光再生のためにパラメトリック増幅を用いるため、X偏波成分およびY偏波成分とも増幅されるが、PBS16の2つの出力ポートに等しい光強度でポンプ光が出力されていない場合は、この増幅が均等に行わない。したがって、モニタ箇所である光カプラ41においては、X偏波成分およびY偏波成分の光強度が異なる。そこで、ポンプ光偏波制御部40は、光再生された偏波直交多重信号のX偏波成分およびY偏波成分の光強度が同一になるように、制御信号を生成して、偏波コントローラ13に出力する。すなわち、この実施の形態においては、偏波状態観測部43が、PBS42から出力されたX偏波成分の光強度とY偏波成分の光強度との差分値を算出する。制御信号生成部44は、偏波状態観測部43からの差分値に基づいて、当該差分値を目標値である「0」とするように偏波コントローラ13に対する制御信号を生成して出力する。   The pump light polarization controller 40 observes the light intensities of the X polarization component and the Y polarization component of the optically regenerated polarization orthogonal multiplexed signal. In this embodiment, since parametric amplification is used for light regeneration, both the X polarization component and the Y polarization component are amplified, but pump light is output with the same light intensity at the two output ports of the PBS 16. If not, this amplification is not performed evenly. Therefore, in the optical coupler 41 which is a monitor location, the light intensity of the X polarization component and the Y polarization component is different. Accordingly, the pump light polarization control unit 40 generates a control signal so that the optical intensity of the X polarization component and the Y polarization component of the optically regenerated polarization orthogonal multiplexed signal becomes the same, and the polarization controller 13 is output. That is, in this embodiment, the polarization state observation unit 43 calculates a difference value between the light intensity of the X polarization component and the light intensity of the Y polarization component output from the PBS 42. Based on the difference value from the polarization state observation unit 43, the control signal generation unit 44 generates and outputs a control signal for the polarization controller 13 so that the difference value is set to “0” which is a target value.

本実施の形態のように、光再生された信号光(BPF19の出力光)をモニタする場合には、光再生ループ回路20のPBS16と光サーキュレータ15との間、および、光サーキュレータからBPF19、光カプラ41を経て、PBS42までの伝送路(符号600参照)を、偏波保持ファイバ(PMF)で構成する必要がある。これは、モニタ箇所で、再生された偏波多重信号を再度、偏波分離して、X偏波成分およびY偏波成分の光強度を観測するため、モニタ用のPBS42の軸と光再生ループ回路20のPBS16の軸を同一にする必要があるからである。   In the case of monitoring the optically regenerated signal light (output light of the BPF 19) as in the present embodiment, the optical recirculation circuit 20 is connected between the PBS 16 and the optical circulator 15, and from the optical circulator to the BPF 19, the light. The transmission path (see reference numeral 600) through the coupler 41 to the PBS 42 must be configured with a polarization maintaining fiber (PMF). This is because the polarization multiplexed signal regenerated at the monitor location is again polarized and the light intensity of the X polarization component and the Y polarization component is observed. This is because the axis of the PBS 16 of the circuit 20 needs to be the same.

次に、本発明の第2の実施の形態について説明する。第1の実施の形態では、ポンプ光発生回路12が、信号光の波長λsと異なる波長λpの連続光(CW光)であるポンプ光を発生している。したがって、ここでは、光2R再生が実現されている。第2の実施の形態においては、ポンプ光としてクロック光を使用する。したがって、第2の実施の形態においては、光3R再生が実現される。なお、第2の実施の形態においては、クロック光を生成するために光信号処理を用いている。しかしながら、後述するような電気信号処理を用いてクロック光を生成することも可能である。   Next, a second embodiment of the present invention will be described. In the first embodiment, the pump light generation circuit 12 generates pump light that is continuous light (CW light) having a wavelength λp different from the wavelength λs of the signal light. Therefore, here, optical 2R reproduction is realized. In the second embodiment, clock light is used as pump light. Therefore, in the second embodiment, optical 3R reproduction is realized. In the second embodiment, optical signal processing is used to generate clock light. However, it is also possible to generate clock light using electrical signal processing as will be described later.

以下に詳細に説明するように、光信号処理を用いてクロック光を取得する場合には、モード同期レーザ(MLLD)の注入同期を用いてクロック信号を発生することが可能である。本実施の形態においては、信号光の波長と、クロック信号の波長が等しい。しかしながら、パラメトリック増幅を適用して光再生を行うためには、クロック光の波長と信号光の波長が異なることが必要である。そのため、なんからの形で、波長変換させることが必要である。本実施の形態においても、たとえば、四光波混合(FWM)を用いた光信号処理による波長変換など必要な波長変換を行なっている。   As will be described in detail below, when clock light is acquired using optical signal processing, it is possible to generate a clock signal using injection locking of a mode-locked laser (MLLD). In the present embodiment, the wavelength of the signal light is equal to the wavelength of the clock signal. However, in order to perform optical regeneration by applying parametric amplification, it is necessary that the wavelength of the clock light and the wavelength of the signal light be different. Therefore, it is necessary to perform wavelength conversion in any form. Also in the present embodiment, for example, necessary wavelength conversion such as wavelength conversion by optical signal processing using four-wave mixing (FWM) is performed.

図7は、本発明の第2の実施の形態にかかる光再生装置の構成を示すブロックダイヤグラムである。図7において、図1に示す第1の実施の形態にかかる光再生装置と同一の構成要素には同一の符号を付している。図7に示すように、第2の実施の形態にかかる光再生装置50は、信号光を分波する光カプラ51と、光カプラ51からの信号光を入力して、クロック光であるポンプ光を発生するポンプ光発生回路52を備えている。   FIG. 7 is a block diagram showing the configuration of the optical regenerator according to the second embodiment of the present invention. In FIG. 7, the same components as those of the optical regenerating apparatus according to the first embodiment shown in FIG. As shown in FIG. 7, the optical regenerator 50 according to the second embodiment has an optical coupler 51 that demultiplexes signal light, and pump light that is clock light by inputting the signal light from the optical coupler 51. A pump light generation circuit 52 is provided.

図8は、第2の実施の形態にかかるポンプ光発生回路の詳細を示すブロックダイヤグラムである。図8に示すように、ポンプ光発生回路52は、波長変換用光源61、モード同期レーザ(MLLD)62、波長変換用デバイス63、帯域通過フィルタ(BPF)64および遅延線65を有している。ポンプ光発生回路52においては、MLLD62に、信号光を入射して、信号光に基づくポンプ光(クロック光)を生成する。MLLDでは信号光のデータ変調と同期したクロック光が発生される。本実施の形態においては、このポンプ光の波長は信号光の波長と同一のλsである。   FIG. 8 is a block diagram showing details of the pump light generation circuit according to the second embodiment. As shown in FIG. 8, the pump light generation circuit 52 includes a wavelength conversion light source 61, a mode-locked laser (MLLD) 62, a wavelength conversion device 63, a band pass filter (BPF) 64, and a delay line 65. . In the pump light generation circuit 52, signal light is incident on the MLLD 62 to generate pump light (clock light) based on the signal light. In MLLD, clock light synchronized with data modulation of signal light is generated. In the present embodiment, the wavelength of the pump light is λs that is the same as the wavelength of the signal light.

また、波長変換用光源61では、波長λpの連続光(CW光)が出力される。MLLD62からのポンプ光および波長変換用光源61からの連続光は波長変換デバイス63に与えられる。   Further, the wavelength conversion light source 61 outputs continuous light (CW light) having a wavelength λp. The pump light from the MLLD 62 and the continuous light from the wavelength conversion light source 61 are given to the wavelength conversion device 63.

波長変換用デバイス63は、たとえば、高非線形ファイバ(HNLF)から構成され、四光波混合(FWM)を用いた光信号処理による波長変換を実現する。これにより、MLLD62からのポンプ光の波長λsを、波長変換用光源61からの波長λpに変換する。これにより、波長変換用デバイス63からは、波長λpのクロック光が出力される。波長変化用デバイス63から出力されたクロック光はBPF64に与えられ、BPF64において波長λpの光のみが取り出され、その後、遅延線65を経て信号光とのタイミングが合わせられて、ポンプ光発生回路52から出力される。ポンプ光発生回路52から出力されたポンプ光(クロック光)は、偏波コントローラ13を経て、光カプラ14において信号光と合波される。   The wavelength conversion device 63 is composed of, for example, a highly nonlinear fiber (HNLF), and realizes wavelength conversion by optical signal processing using four-wave mixing (FWM). Thereby, the wavelength λs of the pump light from the MLLD 62 is converted into the wavelength λp from the wavelength conversion light source 61. As a result, the wavelength conversion device 63 outputs the clock light having the wavelength λp. The clock light output from the wavelength changing device 63 is applied to the BPF 64, and only the light having the wavelength λp is extracted from the BPF 64. Thereafter, the timing is synchronized with the signal light through the delay line 65, and the pump light generation circuit 52 is supplied. Is output from. The pump light (clock light) output from the pump light generation circuit 52 passes through the polarization controller 13 and is combined with the signal light in the optical coupler 14.

第2の実施の形態における光サーキュレータ15、光再生ループ回路20、BPF19、偏波コントローラ11、および、偏波コントローラ13の構成および機能は第1の実施の形態のものと同様である。   The configurations and functions of the optical circulator 15, the optical regenerative loop circuit 20, the BPF 19, the polarization controller 11, and the polarization controller 13 in the second embodiment are the same as those in the first embodiment.

次に、本実施の形態にかかる光中継装置における構成要素の変形例について説明する。まず、光サーキュレータの機能を実現する他の構成例について説明する。第1の実施の形態および第2の実施の形態において用いられた光サーキュレータ15は、各ポートから受け入れた光を所定の隣接する一方のポートから出力させている。光サーキュレータ15の機能は光アイソレータおよび光カプラを用いても実現することができる。   Next, modifications of the components in the optical repeater according to the present embodiment will be described. First, another configuration example for realizing the function of the optical circulator will be described. The optical circulator 15 used in the first embodiment and the second embodiment outputs light received from each port from one predetermined adjacent port. The function of the optical circulator 15 can also be realized by using an optical isolator and an optical coupler.

図9は、本発明の第3の実施の形態にかかる光再生装置の構成を示すブロックダイヤグラムである。図9において、第1の実施の形態および第2の実施の形態にかかる光再生装置と同一の構成要素には同一の符号を付している。また、第3の実施の形態にかかる光再生装置では、第1の実施の形態と同様に、ポンプ光発生回路12は連続光のポンプ光を出力するが、これに限定されるものではなく、第2の実施の形態のように、クロック光のポンプ光を出力しても良い。   FIG. 9 is a block diagram showing the configuration of the optical regenerator according to the third embodiment of the present invention. In FIG. 9, the same components as those of the optical regenerators according to the first and second embodiments are denoted by the same reference numerals. Further, in the optical regenerator according to the third embodiment, the pump light generation circuit 12 outputs continuous light pump light as in the first embodiment, but is not limited thereto. As in the second embodiment, pump light of clock light may be output.

図9に示すように、第3の実施の形態にかかる光再生装置70は、光カプラ14から出力された光を受け入れて、所定の方向に出力するとともに、光再生ループ回路20から戻ってきた光を他の所定の方向に出力する光路決定部71を備えている。光路決定部71は、光アイソレータ72および光カプラ73を有する。光アイソレータ73は、光カプラ14と光カプラ73との間に配置され、一方向の光、つまり、光カプラ14から出力された光のみを、光アイソレータ73に出力するように構成されている。その一方、光カプラ73からの光は遮断されて光カプラ14の側には出力されない。   As shown in FIG. 9, the optical regenerator 70 according to the third embodiment accepts the light output from the optical coupler 14 and outputs it in a predetermined direction, and returns from the optical regenerative loop circuit 20. An optical path determination unit 71 that outputs light in another predetermined direction is provided. The optical path determination unit 71 includes an optical isolator 72 and an optical coupler 73. The optical isolator 73 is disposed between the optical coupler 14 and the optical coupler 73, and is configured to output only light in one direction, that is, light output from the optical coupler 14 to the optical isolator 73. On the other hand, the light from the optical coupler 73 is blocked and is not output to the optical coupler 14 side.

2入力2出力の光カプラは、たとえば、2つの入力ポートに入射された光信号の光強度をa、bとした場合、2つの出力ポートにそれぞれ(a+b)/2、(a+b)/2で光強度を出力する性質を有する。これを利用して、本実施の形態にかかる光アイソレータ73は、上述したような光カプラ73を1入力2出力として用いて、1つの入力ポートに光アイソレータ72からの光を入射し、これを光再生ループ回路20に出力する。その一方、光再生ループ回路20から出力された光が光カプラ73に与えられると、その1/2はBPF19に出力され、残りの1/2が光アイソレータ72の側に出力される。光アイソレータ72では光カプラ73からの光は遮断される。その一方、BPF19に出力された光は、BPFにおいて波長λsの信号のみが取り出されて出力される。   For example, when the optical intensity of an optical signal incident on two input ports is a and b, the 2-input 2-output optical coupler has (a + b) / 2 and (a + b) / 2 on the two output ports, respectively. It has the property of outputting light intensity. Utilizing this, the optical isolator 73 according to the present embodiment uses the optical coupler 73 as described above as one input and two outputs, makes light from the optical isolator 72 incident on one input port, and uses this. Output to the optical regeneration loop circuit 20. On the other hand, when the light output from the optical regenerative loop circuit 20 is applied to the optical coupler 73, 1/2 of the light is output to the BPF 19, and the remaining 1/2 is output to the optical isolator 72 side. In the optical isolator 72, the light from the optical coupler 73 is blocked. On the other hand, as for the light output to the BPF 19, only the signal of the wavelength λs is extracted and output from the BPF.

次に、光再生ループ回路におけるPBSの他の例について説明する。図3に示すように、第1の実施の形態および第2の実施の形態においては、PBS16においては、偏波直交多重信号の入力信号の0°(水平)、90°(垂直)の偏波状態が、2出力ポートで0°、90°の偏波状態として出力されている。その一方、前述したように、PBSでは、偏波直交多重信号の入出力信号の0°、90°の偏波状態が、2出力ポートのいずれも0°、若しくは90°となる偏波状態として出力されるものも存在する。   Next, another example of the PBS in the optical regeneration loop circuit will be described. As shown in FIG. 3, in the first embodiment and the second embodiment, in the PBS 16, the polarization signals of 0 ° (horizontal) and 90 ° (vertical) of the input signal of the polarization orthogonal multiplexed signal are polarized. The state is output as 0 ° and 90 ° polarization states at the two output ports. On the other hand, as described above, in PBS, the polarization state of 0 ° or 90 ° of the input / output signal of the polarization orthogonal multiplexed signal is the polarization state in which both of the two output ports are 0 ° or 90 °. Some are output.

上述したように一方の成分が90°回転されて出力されるPBSを適用する場合について説明する。図10に示すように、光再生ループ120において、PBS116の入力ポートでは、信号光は、実線で示す0°の偏波(X偏波)および破線で示す90°の偏波(Y偏波)とを含む(符号300参照)。PBS116からは、入力ポートにおけるY偏波成分に相当する、反時計回りに光再生ループを伝搬する光が出力される(符号1001参照)。符号1001に示すように、この光の偏波状態はPBS116により90°回転される。また、PBS116からは、入力ポートにおけるX偏波成分に相当する、時計回りに光再生ループを伝搬する光が出力される(符号1002参照)。この光は回転されずにそのまま出力される。   As described above, the case where the PBS in which one component is output by being rotated by 90 ° will be described. As shown in FIG. 10, in the optical regeneration loop 120, at the input port of the PBS 116, the signal light is polarized at 0 ° (X polarization) indicated by a solid line and 90 ° polarization (Y polarization) indicated by a broken line. (See reference numeral 300). The PBS 116 outputs light that propagates through the optical regeneration loop counterclockwise, corresponding to the Y polarization component at the input port (see reference numeral 1001). As indicated by reference numeral 1001, the polarization state of this light is rotated by 90 ° by the PBS 116. Further, the PBS 116 outputs light propagating in the light regeneration loop in a clockwise direction corresponding to the X polarization component at the input port (see reference numeral 1002). This light is output as it is without being rotated.

光再生ループ回路120の光再生ループを構成するジャンパケーブル中、および、再生回路18中で、伝搬する光(X偏波の光およびY偏波の光)の偏波状態が保持される場合を考える。たとえば、ジャンパケーブル、および、再生回路18を構成する高非線形ファイバ(HNLF)が、偏波保持ファイバ(PMF)で構成された場合である。この場合には、0°(90°)で入力された偏波は、0°(90°)のまま伝搬する。PBS116の2つの出力ポートの偏波の向きは同一であるため、PBS116の一方で出力された信号はそのまま、他方のポートに直接入力することが可能である。すなわち、光再生ループにおける偏波調整は不要である。   A case where the polarization state of propagating light (X-polarized light and Y-polarized light) is maintained in the jumper cable constituting the optical regeneration loop of the optical regeneration loop circuit 120 and in the regeneration circuit 18. Think. For example, this is a case where the jumper cable and the highly nonlinear fiber (HNLF) constituting the regenerative circuit 18 are configured by polarization maintaining fibers (PMF). In this case, the polarization input at 0 ° (90 °) propagates with 0 ° (90 °). Since the polarization directions of the two output ports of the PBS 116 are the same, the signal output from one side of the PBS 116 can be directly input to the other port as it is. That is, there is no need for polarization adjustment in the optical regeneration loop.

その一方、光再生ループを構成するジャンパケーブルおよび再生回路18が、PMFで構成されていない場合には、反時計回りに光再生ループを伝搬する光および時計回りに光再生ループを伝搬する光は、ともに任意の偏波状態となる。したがって、この場合には、図4を参照して説明したように、光再生ループ中に偏波調整回路121を配置する。偏波調整回路121は、たとえば、λ/2板およびλ/4板をそれぞれ1つ以上を備え、λ/2板およびλ/4板を所定の角度にすることで、偏波状態を適切に制御する。   On the other hand, when the jumper cable constituting the optical regeneration loop and the regeneration circuit 18 are not composed of PMF, light propagating in the optical regeneration loop counterclockwise and light propagating in the optical regeneration loop clockwise are Both are in an arbitrary polarization state. Therefore, in this case, as described with reference to FIG. 4, the polarization adjustment circuit 121 is arranged in the optical regeneration loop. The polarization adjustment circuit 121 includes, for example, one or more λ / 2 plates and λ / 4 plates, and appropriately sets the polarization state by setting the λ / 2 plates and λ / 4 plates to a predetermined angle. Control.

次に、信号光偏波制御部の他の構成例について説明する。図11は、本実施の形態にかかる信号光の偏波コントローラ11への制御信号を生成する信号光偏波制御部の他の構成例を含むブロックダイヤグラムである。図11に示すように、信号光偏波制御部80は、光再生ループ回路20の光再生ループにおいて、PBS16と偏波制御回路17との間に配置された光カプラ81と、光カプラ81から分波された光から波長λsの光をとりだす帯域通過フィルタ(BPF)82と、偏波状態観測部83と、制御信号生成部84とを有している。   Next, another configuration example of the signal light polarization control unit will be described. FIG. 11 is a block diagram including another configuration example of the signal light polarization controller that generates a control signal to the polarization controller 11 of the signal light according to the present embodiment. As shown in FIG. 11, the signal light polarization control unit 80 includes an optical coupler 81 disposed between the PBS 16 and the polarization control circuit 17 in the optical regeneration loop of the optical regeneration loop circuit 20, and the optical coupler 81. A band-pass filter (BPF) 82 that extracts light of wavelength λs from the demultiplexed light, a polarization state observation unit 83, and a control signal generation unit 84 are provided.

図11に示す信号光偏波制御部80においては、PBS16の出力ポートからの光が、光カプラ81およびBPF82を経て波長λsの信号光が取り出され、取り出された波長λsの信号光が偏波状態制御部83に与えられる。偏波状態制御部83および制御信号生成部84は、図5に示す偏波状態制御部33および制御信号生成部34と同様に動作する。すなわち、偏波制御状態観測部83は、光受信器および電力観測器を有し、電力の状態を示す信号を制御信号生成部84に出力する。制御信号生成部84は、電力の状態を示す信号を受信して、電力が減少するように偏波コントローラ11に対して制御信号を出力する。偏波コントローラ11は、制御信号にしたがって、λ/2板およびλ/4板の角度を回転させる。   In the signal light polarization control unit 80 shown in FIG. 11, the light from the output port of the PBS 16 is extracted through the optical coupler 81 and the BPF 82, the signal light having the wavelength λs is extracted, and the extracted signal light having the wavelength λs is polarized. This is given to the state control unit 83. The polarization state control unit 83 and the control signal generation unit 84 operate in the same manner as the polarization state control unit 33 and the control signal generation unit 34 illustrated in FIG. That is, the polarization control state observation unit 83 includes an optical receiver and a power observation unit, and outputs a signal indicating the power state to the control signal generation unit 84. The control signal generator 84 receives a signal indicating the power state and outputs a control signal to the polarization controller 11 so that the power decreases. The polarization controller 11 rotates the angles of the λ / 2 plate and the λ / 4 plate according to the control signal.

なお、図11に示す信号光偏波制御部80を備えた光再生装置では、信号光のモニタ箇所が、光再生ループ中のPBS16と偏波制御回路17との間である。したがって、偏波コントローラ11から光再生ループ回路20の光カプラ81の間に至るジャンパケーブルなどを偏波保持ファイバ(PMF)で構成する必要がない。   In the optical regenerator provided with the signal light polarization control unit 80 shown in FIG. 11, the signal light monitor point is between the PBS 16 and the polarization control circuit 17 in the light regeneration loop. Therefore, it is not necessary to configure a jumper cable or the like between the polarization controller 11 and the optical coupler 81 of the optical regeneration loop circuit 20 with a polarization maintaining fiber (PMF).

次に、ポンプ光偏波制御部の他の構成例について説明する。図12は、本実施の形態にかかる信号光の偏波コントローラ13への制御信号を生成するポンプ光偏波制御部の他の構成例を含むブロックダイヤグラムである。図12に示すように、ポンプ光偏波制御部90は、光再生ループ回路20の光再生ループにおいて、PBS16と偏波制御回路17との間に配置された光カプラ91と、光カプラ91により分波された光から、波長λpの光を取り出す帯域通過フィルタ(BPF)92と、光再生ループにおいて、PBS16と再生回路18との間に配置された光カプラ93と、光カプラ93により分波された光から、波長λpの光を取り出す帯域通過フィルタ(BPF)94と、偏波状態観測部95と、制御信号生成部96とを有している。   Next, another configuration example of the pump light polarization control unit will be described. FIG. 12 is a block diagram including another configuration example of the pump light polarization controller that generates a control signal to the polarization controller 13 of the signal light according to the present embodiment. As shown in FIG. 12, the pump light polarization control unit 90 includes an optical coupler 91 disposed between the PBS 16 and the polarization control circuit 17 in the optical regeneration loop of the optical regeneration loop circuit 20, and an optical coupler 91. A band pass filter (BPF) 92 for extracting light of wavelength λp from the demultiplexed light, an optical coupler 93 disposed between the PBS 16 and the regeneration circuit 18 in the optical regeneration loop, and demultiplexing by the optical coupler 93. A band-pass filter (BPF) 94 that extracts light of wavelength λp from the emitted light, a polarization state observation unit 95, and a control signal generation unit 96 are provided.

上記構成のポンプ光偏波制御部90においては、PBS16の2つの出力ポートから出力される光の光強度を観測し、両者の光強度が等しくなるように、偏波コントローラ13を制御する。偏波状態観測部95は、BPF92およびBPF94からの光信号の光強度を測定して、その差分値を算出する。制御信号生成部96は、偏波状態観測部95からの差分値に基づいて、当該差分値を目標値である「0」とするように偏波コントローラ13に対する制御信号を生成して出力する。   In the pump light polarization controller 90 configured as described above, the light intensity of light output from the two output ports of the PBS 16 is observed, and the polarization controller 13 is controlled so that the light intensity of both is equal. The polarization state observation unit 95 measures the light intensity of the optical signals from the BPF 92 and the BPF 94 and calculates the difference value. Based on the difference value from the polarization state observation unit 95, the control signal generation unit 96 generates and outputs a control signal for the polarization controller 13 so that the difference value is set to the target value “0”.

なお、図12に示すポンプ光偏波制御部90を備えた光再生装置では、ポンプ光のモニタ箇所が、光再生ループ中である。したがって、偏波コントローラ13から光再生ループ回路20の光カプラ91、93の間に至るジャンパケーブルなどを偏波保持ファイバで構成する必要がない。   In the optical regenerator provided with the pump light polarization control unit 90 shown in FIG. 12, the pump light monitor point is in the light regenerative loop. Therefore, it is not necessary to configure a jumper cable or the like extending between the polarization controller 13 and the optical couplers 91 and 93 of the optical regeneration loop circuit 20 with a polarization maintaining fiber.

次に、第2の実施の形態にかかるポンプ光発生回路の他の構成例について説明する。図8に示すポンプ光発生回路では、光信号処理によりクロック光であるポンプ光を発生しているが、図13に示す他の構成例では、電気信号処理によりクロック光であるポンプ光を発生している。図13に示すように、ポンプ光発生回路52は、光レシーバ131、クロックリカバリー回路132、モード同期レーザ(MLLD)133および遅延線134を有している。図13のポンプ光発生回路52では、光レシーバ131の出力からMLLD133の入力に至るまでの信号ライン(符号135)が電気信号の信号ラインとなる。   Next, another configuration example of the pump light generation circuit according to the second embodiment will be described. In the pump light generation circuit shown in FIG. 8, pump light that is clock light is generated by optical signal processing. In another configuration example shown in FIG. 13, pump light that is clock light is generated by electric signal processing. ing. As illustrated in FIG. 13, the pump light generation circuit 52 includes an optical receiver 131, a clock recovery circuit 132, a mode-locked laser (MLLD) 133, and a delay line 134. In the pump light generation circuit 52 of FIG. 13, a signal line (reference numeral 135) from the output of the optical receiver 131 to the input of the MLLD 133 is a signal line of an electric signal.

図13に示すポンプ光発生回路52においては、光レシーバ131が、信号光を光電変換して電気信号を得る。次いで、クロックリカバリー回路132が、信号光のデータ変調と同期したクロック信号を得る。電気信号によるクロック信号でMLLD133を駆動することでクロック光であるポンプ光を得ることができる。得られたポンプ光は、遅延線134を経て信号光とのタイミングが合わせられて、ポンプ光発生回路52から出力される。ポンプ光発生回路52から出力されたポンプ光(クロック光)は、偏波コントローラ13を経て、光カプラ14において信号光と合波される。   In the pump light generation circuit 52 shown in FIG. 13, the optical receiver 131 photoelectrically converts signal light to obtain an electrical signal. Next, the clock recovery circuit 132 obtains a clock signal synchronized with the data modulation of the signal light. By driving the MLLD 133 with a clock signal based on an electrical signal, pump light that is clock light can be obtained. The obtained pump light is output from the pump light generation circuit 52 in synchronization with the signal light through the delay line 134. The pump light (clock light) output from the pump light generation circuit 52 passes through the polarization controller 13 and is combined with the signal light in the optical coupler 14.

次に、本発明の第4の実施の形態について説明する。本発明の第2の実施の形態においては、ポンプ光発生回路52は、光再生装置に入力された信号光、つまり光再生される前の信号光に基づいてクロック光であるポンプ光を発生している。第4の実施の形態にかかる光再生装置において、ポンプ光発生回路52は、光再生された後の信号光に基づいてポンプ光を発生している。   Next, a fourth embodiment of the present invention will be described. In the second embodiment of the present invention, the pump light generation circuit 52 generates pump light that is clock light based on the signal light input to the optical regenerator, that is, the signal light before being optically regenerated. ing. In the optical regenerator according to the fourth embodiment, the pump light generation circuit 52 generates pump light based on the signal light after optical regeneration.

図14は、本発明の第4の実施の形態にかかる光再生装置の構成を示すブロックダイヤグラムである。図14において、図7に示す第2の実施の形態にかかる光再生装置と同一の構成要素には同一の符号を付している。図14に示すように、第4の実施の形態にかかる光再生装置140は、BPF19から出力された、再生された信号光を分波する光カプラ141を備え、光カプラ141から出力された信号光が、ポンプ光発生回路52に入射される。ポンプ光発生回路52は、図8に示すものであっても良いし、図13に示すものであっても良い。   FIG. 14 is a block diagram showing the configuration of the optical regenerator according to the fourth embodiment of the present invention. In FIG. 14, the same components as those of the optical regenerating apparatus according to the second embodiment shown in FIG. As shown in FIG. 14, the optical regenerator 140 according to the fourth embodiment includes an optical coupler 141 that demultiplexes the regenerated signal light output from the BPF 19, and the signal output from the optical coupler 141. Light enters the pump light generation circuit 52. The pump light generation circuit 52 may be the one shown in FIG. 8 or the one shown in FIG.

図15は、偏波多重伝送システムにおいて、本実施の形態にかかる光再生システムを適用した例を示すブロックダイヤグラムである。この例では、偏波多重伝送システムの所定の中継箇所に、本実施の形態にかかる光再生装置を含む中継装置を配置し、伝送品質の劣化した光信号を再生し、伝送距離の延長をはかっている。図15の例では、送信装置1500の送信器TXからの光信号が偏波多重デバイスにおいて偏波多重化されて伝送路1501に送出される。伝送路1501に配置された中継装置1502は、光再生装置10を有し、伝送品質の劣化した光信号を再生して、再度伝送路に出力する。受信機1503においては、偏波分離デバイスによって、信号光を分離し、それぞれの信号光を受信器RXにより受信する。   FIG. 15 is a block diagram illustrating an example in which the optical regeneration system according to the present embodiment is applied to a polarization multiplexing transmission system. In this example, a repeater including the optical regenerator according to the present embodiment is arranged at a predetermined relay location of the polarization multiplexing transmission system to regenerate an optical signal with deteriorated transmission quality and extend the transmission distance. I'm crazy. In the example of FIG. 15, the optical signal from the transmitter TX of the transmission apparatus 1500 is polarization multiplexed in the polarization multiplexing device and sent to the transmission line 1501. The relay device 1502 arranged in the transmission line 1501 has the optical regenerator 10, regenerates an optical signal whose transmission quality has deteriorated, and outputs it again to the transmission line. In the receiver 1503, the signal light is separated by the polarization separation device, and each signal light is received by the receiver RX.

特に、従来の単一方向の偏波を用いた伝送から、大容量伝送のために、送信器および受信器を変更することで、偏波多重伝送に拡張可能である。しかしながら、その際に、偏波多重伝送では、偏波クロストークの影響により、伝送可能距離が短くなる可能性がある。これに対応するために、本実施の形態にかかる光再生装置を含む中継装置を配置することで、短くなる伝送距離を補償し、従来と同じ位置に、送受信システムを設置可能となる。   In particular, the transmission can be expanded to polarization multiplexing transmission by changing the transmitter and the receiver for large-capacity transmission from conventional transmission using polarization in a single direction. However, at that time, in the polarization multiplexing transmission, there is a possibility that the transmittable distance is shortened due to the influence of the polarization crosstalk. In order to cope with this, by arranging the repeater including the optical regenerator according to the present embodiment, it becomes possible to compensate for the reduced transmission distance and to install the transmission / reception system at the same position as the conventional one.

また、本実施の形態にかかる光再生装置は、WDM信号に対しても適用可能である。ただし、本実施の形態にかかる光再生装置は、単一の波長に対してのみ、光再生が可能であるため、WDMのような複数波の信号に対して、直接適用することは不可能である。したがって、図16に示すように、中継装置1601においては、信号処理の前に、波長多重分離し、それぞれの波長に対する光再生装置が、対応する波長の信号光を再生する。このような構成により、WDM信号に対しても、本実施の形態にかかる光再生装置を適用することができる。   The optical reproducing apparatus according to the present embodiment can also be applied to WDM signals. However, since the optical regenerator according to the present embodiment can reproduce light only for a single wavelength, it cannot be directly applied to a multi-wave signal such as WDM. is there. Therefore, as shown in FIG. 16, the repeater 1601 performs wavelength demultiplexing before signal processing, and the optical regenerator for each wavelength regenerates the signal light of the corresponding wavelength. With such a configuration, the optical reproducing apparatus according to the present embodiment can be applied to a WDM signal.

本発明は、以上の実施の形態に限定されることなく、特許請求の範囲に記載された発明の範囲内で、種々の変更が可能であり、それらも本発明の範囲内に包含されるものであることは言うまでもない。   The present invention is not limited to the above embodiments, and various modifications can be made within the scope of the invention described in the claims, and these are also included in the scope of the present invention. Needless to say.

たとえば、本発明にかかる光再生装置は、位相変調信号に対しても適用が可能である。一般的な光再生手法においては、振幅はノイズ低減効果があるものの、位相情報については、劣化する特性がある。その一方、本実施の形態においては、光再生にパラメトリック増幅を用いており、振幅についてノイズ低減効果があり、かつ、位相情報についても劣化なく保持できる。このため、位相変調信号に対して、適用可能である。   For example, the optical reproducing apparatus according to the present invention can be applied to a phase modulation signal. In a general optical reproduction method, the amplitude has a noise reduction effect, but the phase information has a characteristic of deteriorating. On the other hand, in the present embodiment, parametric amplification is used for optical regeneration, which has a noise reduction effect on the amplitude and can retain the phase information without deterioration. For this reason, it is applicable to a phase modulation signal.

特に、近年では、偏波多重信号と4相の位相変調方式(DQPSK変調)を用いて、高周波数利用効率で長距離大容量伝送を実現した報告が多く見られることから、本方式の適用が期待される。   In particular, in recent years, there have been many reports of realizing long-distance and large-capacity transmission with high frequency utilization efficiency using a polarization multiplexed signal and a four-phase phase modulation method (DQPSK modulation). Be expected.

また、偏波多重信号については、インターリーブタイプ、および、ノンインターリーブタイプの2種類が知られている。本発明にかかる光再生装置は、いずれのタイプの偏波多重信号に対しても適用可能である。ノンインターリーブタイプについては、X偏波とY偏波のビットの位置が一致している。その一方、インターリーブタイプは、X偏波とY偏波のビットの位置が一致しておらず、半ビット分ずらす方式である。この場合、偏波状態観測および制御信号生成に干渉検出法を用いることができない。したがって、ノンインターリーブの場合には、電気信号のクロック成分の電力をモニタすることで、制御することが可能である。   Two types of polarization multiplexed signals are known: an interleave type and a non-interleave type. The optical regenerator according to the present invention can be applied to any type of polarization multiplexed signal. For the non-interleaved type, the positions of the X polarization and Y polarization bits coincide. On the other hand, the interleave type is a method in which the positions of the X-polarized wave and Y-polarized bit do not match and are shifted by half a bit. In this case, the interference detection method cannot be used for polarization state observation and control signal generation. Therefore, in the case of non-interleave, it is possible to control by monitoring the power of the clock component of the electric signal.

また、第2の実施の形態においては、信号光の波長とクロック信号の波長とが等しい。しかしながら、これに限定されず、MLLDの注入同期を用いて信号を取得する際に、信号光の波長とクロック信号の波長は同一でなくても実現可能である。図17は、ポンプ光発生回路の他の例を示す図である。図17に示すように、この例では、ポンプ光発生回路52は、MLLD62および遅延線65を有する。図17に示すポンプ光発生回路52において、信号光とクロック光の波長が同一でなく、クロック光がポンプ光として所望の波長である場合には、波長変換は不要となる。なお、波長が同一でないが、ポンプ光として所望の波長でない場合、若しくは、図8に示すように同一波長の時は、波長変換が必要となる。   In the second embodiment, the wavelength of the signal light is equal to the wavelength of the clock signal. However, the present invention is not limited to this, and can be realized even when the wavelength of the signal light and the wavelength of the clock signal are not the same when acquiring a signal using MLLD injection locking. FIG. 17 is a diagram illustrating another example of the pump light generation circuit. As shown in FIG. 17, in this example, the pump light generation circuit 52 includes an MLLD 62 and a delay line 65. In the pump light generation circuit 52 shown in FIG. 17, when the wavelength of the signal light and the clock light are not the same and the clock light has a desired wavelength as the pump light, wavelength conversion is not necessary. If the wavelengths are not the same but are not desired as the pump light, or if the wavelengths are the same as shown in FIG. 8, wavelength conversion is required.

図1は、本発明の第1の本実施の形態にかかる光再生装置の構成を示すブロックダイヤグラムである。FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of the optical regenerator according to the first embodiment of the present invention. 図2(a)は、信号光とポンプ光の波長の例を示す図、図2(b)は、PBS16の入力ポート101における信号光およびポンプ光の偏波状態を示す図、図2(c)および(d)は、それぞれ、PBS16の出力ポート102、103における信号光およびポンプ光の偏波状態を示す図である。2A is a diagram illustrating an example of the wavelengths of the signal light and the pump light, FIG. 2B is a diagram illustrating the polarization state of the signal light and the pump light at the input port 101 of the PBS 16, and FIG. (D) is a figure which shows the polarization state of the signal light and pump light in the output ports 102 and 103 of PBS16, respectively. 図3は、本実施の形態における光の偏波状態の例を説明する図である。FIG. 3 is a diagram illustrating an example of a polarization state of light in the present embodiment. 図4は、本実施の形態における光の偏波状態の他の例を説明する図である。FIG. 4 is a diagram illustrating another example of the polarization state of light in the present embodiment. 図5は、本実施の形態にかかる信号光の偏波コントローラ11への制御信号を生成する信号光偏波制御部を含むブロックダイヤグラムである。FIG. 5 is a block diagram including a signal light polarization control unit that generates a control signal to the polarization controller 11 of the signal light according to the present embodiment. 図6は、本実施の形態にかかる信号光の偏波コントローラ13への制御信号を生成するポンプ光偏波制御部を含むブロックダイヤグラムである。FIG. 6 is a block diagram including a pump light polarization controller that generates a control signal to the polarization controller 13 of the signal light according to the present embodiment. 図7は、本発明の第2の実施の形態にかかる光再生装置の構成を示すブロックダイヤグラムである。FIG. 7 is a block diagram showing the configuration of the optical regenerator according to the second embodiment of the present invention. 図8は、第2の実施の形態にかかるポンプ光発生回路の詳細を示すブロックダイヤグラムである。FIG. 8 is a block diagram showing details of the pump light generation circuit according to the second embodiment. 図9は、本発明の第3の実施の形態にかかる光再生装置の構成を示すブロックダイヤグラムである。FIG. 9 is a block diagram showing the configuration of the optical regenerator according to the third embodiment of the present invention. 図10は、本実施の形態における光の偏波状態のさらに他の例を説明する図である。FIG. 10 is a diagram illustrating still another example of the polarization state of light in the present embodiment. 図11は、本実施の形態にかかる信号光の偏波コントローラ11への制御信号を生成する信号光偏波制御部の他の構成例を含むブロックダイヤグラムである。FIG. 11 is a block diagram including another configuration example of the signal light polarization controller that generates a control signal to the polarization controller 11 of the signal light according to the present embodiment. 図12は、本実施の形態にかかる信号光の偏波コントローラ13への制御信号を生成するポンプ光偏波制御部の他の構成例を含むブロックダイヤグラムである。FIG. 12 is a block diagram including another configuration example of the pump light polarization controller that generates a control signal to the polarization controller 13 of the signal light according to the present embodiment. 図13は、第2の実施の形態にかかるポンプ光発生回路の他の構成例を示すブロックダイヤグラムである。FIG. 13 is a block diagram showing another configuration example of the pump light generation circuit according to the second embodiment. 図14は、本発明の第4の実施の形態にかかる光再生装置の構成を示すブロックダイヤグラムである。FIG. 14 is a block diagram showing the configuration of the optical regenerator according to the fourth embodiment of the present invention. 図15は、偏波多重伝送システムにおいて、本実施の形態にかかる光再生システムを適用した例を示すブロックダイヤグラムである。FIG. 15 is a block diagram illustrating an example in which the optical regeneration system according to the present embodiment is applied to a polarization multiplexing transmission system. 図16は、偏波多重伝送システムにおいて、本実施の形態にかかる光再生システムを適用した他の例を示すブロックダイヤグラムである。FIG. 16 is a block diagram showing another example in which the optical regeneration system according to the present embodiment is applied to a polarization multiplexing transmission system. 図17は、ポンプ光発生回路の他の例を示す図である。FIG. 17 is a diagram illustrating another example of the pump light generation circuit.

符号の説明Explanation of symbols

10 光再生装置
11 偏波コントローラ
12 ポンプ光発生回路
13 偏波コントローラ
14 光カプラ
15 光サーキュレータ
16 PBS
17 偏波調整回路
18 再生回路
19 BPF
20 光ループ再生回路
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Optical regenerator 11 Polarization controller 12 Pump light generation circuit 13 Polarization controller 14 Optical coupler 15 Optical circulator 16 PBS
17 Polarization adjustment circuit 18 Reproduction circuit 19 BPF
20 Optical loop regeneration circuit

Claims (12)

伝送路を伝搬した、偏波多重伝送による、直交する偏波状態の2つの光信号が多重された、偏波直交多重信号の信号光を受け入れ、当該信号光を再生して出力する光再生装置であって、
前記信号光の波長λsと異なる波長λpのポンプ光を発生するポンプ光発生手段と、
前記信号光の偏波状態を制御する第1の偏波制御手段と、
前記ポンプ光の偏波状態を制御する第2の偏波制御手段と、
前記第1の偏波制御手段から出力された信号光と、前記第2の偏波制御手段から出力されたポンプ光とを合波する合波手段と、
前記合波手段からの合成光を入力ポートに受け入れて、前記合成光から、第1の偏波成分と、当該第1の偏波成分と直交する第2の偏波成分とを、2つの出力ポートに出力する偏光ビームスプリッタ、前記2つの出力ポートの間をループ状に接続した伝送路である光再生ループ、並びに、前記光再生ループ上に配置され、前記第1の偏波成分および第2の偏波成分を、パラメトリック増幅する再生手段を有する光再生ループ手段と、
前記光再生ループ手段の前記光再生ループ中を伝搬し、前記偏光ビームスプリッタにおいて、再度合波されて前記偏光ビームスプリッタの入力ポートから出力された、再生された合成光を受け入れ、前記信号光の波長λsの光を通過させる帯域通過フィルタ手段と、
少なくとも3つのポートを有し、それぞれのポートが前記合波手段、前記光再生ループ手段、および、前記帯域通過フィルタ手段と接続され、前記合波手段からの合成光を前記光再生ループ手段に出力し、前記光再生ループ手段からの再生された合成光を前記帯域通過フィルタ手段に出力する光経路決定手段と、を備えたことを特徴とする光再生装置。
An optical regenerator that propagates a transmission line and receives signal light of a polarization orthogonal multiplexed signal in which two optical signals of orthogonal polarization states are multiplexed by polarization multiplexing transmission, and reproduces and outputs the signal light Because
Pump light generating means for generating pump light having a wavelength λp different from the wavelength λs of the signal light;
First polarization control means for controlling the polarization state of the signal light;
Second polarization control means for controlling the polarization state of the pump light;
Multiplexing means for multiplexing the signal light output from the first polarization control means and the pump light output from the second polarization control means;
The combined light from the multiplexing means is received at the input port, and the first polarized wave component and the second polarized wave component orthogonal to the first polarized wave component are output from the combined light into two outputs. A polarization beam splitter that outputs to a port, an optical regeneration loop that is a transmission path in which the two output ports are connected in a loop, and the first polarization component and the second An optical regeneration loop means having a reproducing means for parametrically amplifying the polarization component of
Propagating through the light regeneration loop of the light regeneration loop means, recombined in the polarization beam splitter, and received the regenerated combined light output from the input port of the polarization beam splitter, Bandpass filter means for passing light of wavelength λs;
At least three ports are connected to each of the multiplexing means, the optical regeneration loop means, and the band pass filter means, and the combined light from the multiplexing means is output to the optical regeneration loop means And an optical path determining means for outputting the regenerated combined light from the optical regeneration loop means to the band pass filter means.
前記第1の偏波制御手段が、前記信号光の偏波状態を、前記偏波直交多重信号の前記第1の偏波成分が、前記偏光ビームスプリッタにおける第1の軸に対して直線偏光となるよう制御するとともに、
前記第2の偏波制御手段が、前記ポンプ光の偏波状態を、前記ポンプ光を含む合成光が前記偏光ビームスプリッタに入力されるときに、当該偏光ビームスプリッタにおける前期第1の軸に対して45度の直線偏光となるように制御することを特徴とする請求項1に記載の光再生装置。
The first polarization control means indicates the polarization state of the signal light, and the first polarization component of the polarization orthogonal multiplexed signal is linearly polarized with respect to a first axis of the polarization beam splitter. As well as controlling
The second polarization control means is configured to change a polarization state of the pump light with respect to the first axis in the polarization beam splitter when combined light including the pump light is input to the polarization beam splitter. The optical reproducing apparatus according to claim 1, wherein the optical reproducing apparatus is controlled so as to be 45-degree linearly polarized light.
前記光再生ループ手段が、前記光再生ループ上に配置され、第1の偏波成分および第2の偏波成分の偏波状態を調整する偏波調整手段を有することを特徴とする請求項1または2に記載の光再生装置。   2. The optical regeneration loop means includes polarization adjustment means that is disposed on the optical regeneration loop and adjusts the polarization states of the first polarization component and the second polarization component. Or the optical reproduction apparatus of 2. 前記偏光ビームスプリッタが、前記入力される合成光の偏波状態が維持されて、前記2つの出力ポートから、前記第1の偏波成分および第2の偏波成分が出力されるように構成され、
前記光再生ループを構成するジャンパケーブル、および、前記再生手段が、その偏波状態を保持するように構成され、かつ、
前記偏波調整手段が、受け入れた第1の偏波成分および第2の偏波成分のそれぞれの偏波状態を90°回転させるように構成されたことを特徴とする請求項3に記載の光再生装置。
The polarization beam splitter is configured such that the polarization state of the input combined light is maintained and the first polarization component and the second polarization component are output from the two output ports. ,
The jumper cable constituting the optical regeneration loop, and the regeneration means are configured to maintain the polarization state; and
4. The light according to claim 3, wherein the polarization adjusting unit is configured to rotate the respective polarization states of the received first polarization component and second polarization component by 90 degrees. Playback device.
前記第1の偏波成分が前記偏光ビームスプリッタの第1の出力ポートから出力されて、前記光再生ループ上を伝搬して、前記偏光ビームスプリッタの第2のポートにおいて再度偏光ビームスプリッタに入力され、前記第2の偏波成分が第2の出力ポートから出力されて、前記光再生ループ上を伝搬して、前記偏光ビームスプリッタの第1のポートにおいて再度偏光ビームスプリッタに入力され、
前記偏波調整手段が、
前記第1の偏波成分が、前記第2のポートにおいて再度偏光ビームスプリッタに入力されるときに、その偏波状態が、前記第2のポートから出力されたときの、第2の偏波成分の偏波状態と同一となり、かつ、
前記第2の偏波成分が、前記第1のポートにおいて再度偏光ビームスプリッタに入力されるときに、その偏波状態が、前記第1のポートから出力されたときの、第1の偏波成分の偏波状態と同一となるように、前記第1の偏波成分および第2の偏波成分の偏波状態を制御することを特徴とする請求項3に記載の光再生装置。
The first polarization component is output from the first output port of the polarization beam splitter, propagates on the optical regeneration loop, and is input to the polarization beam splitter again at the second port of the polarization beam splitter. The second polarization component is output from the second output port, propagates on the optical regeneration loop, and is input again to the polarization beam splitter at the first port of the polarization beam splitter;
The polarization adjusting means is
When the first polarization component is input to the polarization beam splitter again at the second port, the second polarization component when the polarization state is output from the second port And the same polarization state, and
When the second polarization component is input to the polarization beam splitter again at the first port, the first polarization component when the polarization state is output from the first port 4. The optical regenerator according to claim 3, wherein the polarization states of the first polarization component and the second polarization component are controlled so as to be the same as the polarization state of the first polarization component.
前記偏光ビームスプリッタの出力のうち、何れか一方の偏波成分の偏波状態のみを90°回転しかつ、
前記光再生ループを構成するジャンパケーブル、および、前記再生手段が、偏波を保持するように構成されたことを特徴とする請求項1または2に記載の光再生装置。
Wherein the outputs of the polarization beam splitter, one of only polarization states of the polarization components is rotated 90 °, and,
The optical regenerator according to claim 1 or 2, wherein the jumper cable constituting the optical regenerative loop and the regenerating unit are configured to maintain polarization.
前記第1の偏波制御手段に対する第1の制御信号を生成する信号光偏波制御手段であって、
前記第1の偏波制御手段と前記合波手段との間に配置された第1の分波手段と、
前記第1の分波手段により分波された信号光を受け入れて、前記信号光の偏波状態に基づく指標値を算出する第1の偏波状態観測手段と、前記第1の偏波状態観測手段により算出された指標値に基づいて、前記指標値が最適となるように、前記第1の偏波制御手段を制御する第1の制御信号を生成する信号光制御信号生成手段と、を有する信号光偏波制御手段を備え、
前記第1の偏波制御手段の出力ポートから、前記第1の分波手段、前記合波手段、前記光経路決定手段を経て、前記光再生ループ手段の前記偏光ビームスプリッタの入力ポートに至るまでの光経路が、その偏波を保持するように構成されたことを特徴とする請求項1ないし6の何れか一項に記載の光再生装置。
Signal light polarization control means for generating a first control signal for the first polarization control means,
First demultiplexing means disposed between the first polarization control means and the multiplexing means;
A first polarization state observation unit that receives the signal light demultiplexed by the first demultiplexing unit and calculates an index value based on a polarization state of the signal light; and the first polarization state observation Signal light control signal generating means for generating a first control signal for controlling the first polarization control means based on the index value calculated by the means so as to optimize the index value. With signal light polarization control means,
From the output port of the first polarization control means to the input port of the polarization beam splitter of the optical regeneration loop means via the first demultiplexing means, the multiplexing means, and the optical path determining means The optical regenerating apparatus according to claim 1, wherein the optical path is configured to maintain the polarization.
前記第1の偏波制御手段に対する第1の制御信号を生成する信号光偏波制御手段であって、
前記光再生ループ手段において、前記偏光ビームスプリッタの一方の出力ポートからの光再生ループ上に配置された第1の分波手段と、
前記第1の分波手段により分波された信号光を受け入れて、前記信号光の偏波状態に基づく指標値を算出する第1の偏波状態観測手段と、前記第1の偏波状態観測手段により算出された指標値に基づいて、前記指標値が最適となるように、前記第1の偏波制御手段を制御する第1の制御信号を生成する信号光制御信号生成手段と、を有する信号光偏波制御手段を備えたことを特徴とする請求項1ないし6の何れか一項に記載の光再生装置。
Signal light polarization control means for generating a first control signal for the first polarization control means,
In the light regeneration loop means, first demultiplexing means disposed on the light regeneration loop from one output port of the polarization beam splitter;
A first polarization state observation unit that receives the signal light demultiplexed by the first demultiplexing unit and calculates an index value based on a polarization state of the signal light; and the first polarization state observation Signal light control signal generating means for generating a first control signal for controlling the first polarization control means based on the index value calculated by the means so as to optimize the index value. 7. The optical regenerating apparatus according to claim 1, further comprising a signal light polarization control unit.
前記第2の偏波制御手段に対する第2の制御信号を生成するポンプ光偏波制御手段であって、
前記帯域通過フィルタ手段の出力ポートからの光伝送路上に配置された第2の分波手段と、
前記第2の分波手段により分波された、再生された信号光を受け入れて、前記信号光のそれぞれの偏波成分を取得する偏波取得手段と、前記偏波取得手段により取得された偏波成分のそれぞれの光強度に基づく指標値を算出する第2の偏波状態観測手段と、前記第2の偏波状態観測手段により算出された前記指標値が最適となるように、前記第2の偏波制御手段を制御する第2の制御信号を生成するポンプ光制御信号生成手段と、を有するポンプ光偏波制御手段を備え、
前記光再生ループ手段の前記偏光ビームスプリッタの入力ポートから、前記光経路決定手段、前記帯域通過フィルタ手段、および、前記第2の分波手段を経て、前記偏波取得手段に至るまでの光経路が、その偏波を保持するように構成されたことを特徴とする請求項1ないし8の何れか一項に記載の光再生装置。
Pump light polarization control means for generating a second control signal for the second polarization control means,
Second demultiplexing means disposed on the optical transmission line from the output port of the bandpass filter means;
A polarization acquisition unit that receives the regenerated signal light demultiplexed by the second demultiplexing unit and acquires respective polarization components of the signal light; and a polarization acquired by the polarization acquisition unit. Second polarization state observation means for calculating an index value based on the light intensity of each of the wave components, and the second polarization state observation means so that the index value calculated by the second polarization state observation means is optimal. A pump light polarization control means having a pump light control signal generation means for generating a second control signal for controlling the polarization control means of
Optical path from the input port of the polarization beam splitter of the optical regeneration loop means to the polarization acquisition means via the optical path determination means, the band pass filter means, and the second demultiplexing means The optical regenerator according to claim 1, wherein the optical regenerator is configured to maintain the polarization.
前記第2の偏波制御手段に対する第2の制御信号を生成するポンプ光偏波制御手段であって、
前記光再生ループの前記偏光ビームスプリッタの2つの出力ポートからの光再生ループ上に、それぞれ配置された第2の分波手段および第3の分波手段と、
前記第2の分波手段および第3の分波手段により分波された、前記合成光の偏波成分のそれぞれの光強度に基づく指標値を算出する第2の偏波状態観測手段と、前記第2の偏波状態観測手段により算出された前記指標値が最適となるように、前記第2の偏波制御手段を制御する第2の制御信号を生成するポンプ光制御信号生成手段と、を有するポンプ光偏波制御手段を備えたことを特徴とする請求項1ないし8の何れか一項に記載の光再生装置。
Pump light polarization control means for generating a second control signal for the second polarization control means,
A second demultiplexing means and a third demultiplexing means respectively disposed on the optical regeneration loop from the two output ports of the polarization beam splitter of the optical regeneration loop;
Second polarization state observing means for calculating an index value based on the light intensity of each of the polarization components of the combined light , demultiplexed by the second demultiplexing means and the third demultiplexing means, A pump light control signal generating means for generating a second control signal for controlling the second polarization control means so that the index value calculated by the second polarization state observing means becomes optimal. 9. The optical regenerator according to claim 1, further comprising pump light polarization control means having the optical pump polarization control means.
前記ポンプ光発生手段が、前記波長λpの連続光を発生することを特徴とする請求項1ないし10の何れか一項に記載の光再生装置。   11. The optical regenerator according to claim 1, wherein the pump light generation unit generates continuous light having the wavelength λp. 前記ポンプ光発生手段が、信号光を受け入れ、前記信号光のデータ変調と同期したクロック光であるポンプ光を発生することを特徴とする請求項1ないし10の何れか一項に記載の光再生装置。   11. The optical regeneration according to claim 1, wherein the pump light generation unit receives the signal light and generates pump light that is clock light synchronized with data modulation of the signal light. apparatus.
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