JP5396301B2 - Optical path length adjusting method and apparatus for optical line - Google Patents
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Description
本発明は、光ファイバにより構成される光線路の光路長を連続的に変化させることが可能な低損失光路長調整技術に関するものである。 The present invention relates to a low-loss optical path length adjustment technique capable of continuously changing the optical path length of an optical line constituted by an optical fiber.
本技術は例えば光ファイバによる現用通信回線に対して迂回回線を用意し一時的に回線の二重化を行うことによりサービスを途絶させることなく現用通信回線の工事を実行できる手段を提供する際に、現用通信回線と迂回回線の光路長差を調整して通信に影響が出ないようにするための光線路保守システム等に適用することが可能である。この場合、迂回回線中に更に二重化光線路を設けて低損失で光路長調整を行う技術に関するものである。 For example, this technology can be used to provide a means to carry out the construction of the working communication line without disrupting the service by preparing a bypass line for the working communication line using optical fiber and temporarily duplicating the line. The present invention can be applied to an optical line maintenance system or the like for adjusting the optical path length difference between the communication line and the detour line so as not to affect the communication. In this case, the present invention relates to a technique for adjusting the optical path length with low loss by providing a duplex optical line in the detour line.
近年、光ファイバ回線の支障移転工事等において通信サービスを途絶させることなく現用回線から移転先回線に移転させることを可能とするサービス無瞬断切替技術が開発されている(例えば、非特許文献1参照。)。 2. Description of the Related Art In recent years, service uninterruptible switching technology has been developed that allows a communication service to be transferred from a working line to a transfer destination line without disrupting a communication service in an optical fiber line trouble transfer work or the like (for example, Non-Patent Document 1). reference.).
この技術は迂回回線を用意して現用回線との一時的な二重化を行った後、通信光を迂回回線のみにより伝送することにより現用回線の工事を可能とするものである。その際通信サービスを維持しながら回線を二重化するには現用回線と迂回回線の光路長差を規定の誤差範囲内に収める必要があるため、迂回回線に光路長を調整するための手段が不可欠となる。 In this technology, a bypass line is prepared and temporarily duplicated with the active line, and then the communication line is transmitted only by the bypass line, thereby enabling construction of the active line. At that time, in order to duplicate the line while maintaining the communication service, it is necessary to keep the optical path length difference between the working line and the detour line within the specified error range. Therefore, means to adjust the optical path length to the detour line is indispensable. Become.
このため、光ファイバを伝搬する光信号を一対のコリメータにより空間伝搬させる光空間光学系を構成しコリメータ間の距離を連続的に変化させて光路長を調整する手法が提案されている。その際、空間光学系による延伸距離は現用及び迂回回線の光路長差を直接カバーするには必ずしも十分ではないことから空間光学系による一定の延伸距離を逐次累積していく手法が採用されている(例えば、非特許文献1参照。)。
For this reason, a method has been proposed in which an optical space optical system that spatially propagates an optical signal propagating through an optical fiber by a pair of collimators and the optical path length is adjusted by continuously changing the distance between the collimators. At that time, since the extension distance by the spatial optical system is not necessarily sufficient to directly cover the difference in optical path length between the working and detour lines, a method of successively accumulating a fixed extension distance by the spatial optical system is adopted. (For example, refer
これは迂回回線中に二重化光線路を設け片側に配置した空間光学系により一定長光路長を延伸した後、この一定長に相当する光ファイバをもう片側の光線路に割り入れ2つの光線路長を等しくした上で光信号を移し変えていく動作を繰り返し行うことにより迂回回線の光路長を逐次延長していくものである。 This is because the optical path corresponding to this fixed length is inserted into the optical path on the other side after extending a fixed length optical path length by a spatial optical system provided on one side with a duplex optical line in the detour line. The optical path length of the detour line is successively extended by repeatedly performing the operation of shifting and changing the optical signal while equalizing.
しかしながら、この二重化線路は波長無依存光カプラにより結合されているため、例えば50:50の分岐比で結合されている場合にはこの2つのカプラだけで6dB以上の損失を発生させることになる。また、安定的に光信号を二重化するため2つの光線路間で6dB以上のレベル差を与える場合には光パワーが弱い側の線路ではさらに損失が増大する問題があった。 However, since this duplex line is coupled by a wavelength-independent optical coupler, for example, when coupled at a branching ratio of 50:50, a loss of 6 dB or more is generated only by these two couplers. In addition, when a level difference of 6 dB or more is given between two optical lines in order to stably duplicate the optical signal, there is a problem that the loss further increases in the line on the side where the optical power is weak.
本発明の目的は、迂回回線中で、一対の入力用偏波分離カプラと出力用偏波合成カプラ間に構成される偏波保持光ファイバよりなる二重化光線路の分岐比を偏波コントローラで変えながら光路長を変化させることにより、低損失で光路長を調整する光線路の光路長調整方法及び装置を提供するものである。 An object of the present invention is to change the branching ratio of a duplex optical line composed of a polarization maintaining optical fiber formed between a pair of input polarization separation couplers and an output polarization synthesis coupler in a detour line by a polarization controller. An optical path length adjusting method and apparatus for an optical line that adjusts the optical path length with low loss by changing the optical path length while providing the optical path length.
上記目的を達成するために、本発明の光線路の光路長調整装置は、一対の入力用偏波分離カプラと出力用偏波合成カプラ間に構成される偏波保持光ファイバよりなる二重化光線路と、前記入力用偏波分離カプラの二出力にそれぞれ分岐比を変える偏波コントローラを介して結合され、二系統の光線路の光信号それぞれを偏波分離カプラで分解すると共にそれぞれのx軸及びy軸成分を偏波合成カプラにより互い違いに合成する二入力二出力の入力側偏波分離合成器と、前記出力用偏波合成カプラの二入力にそれぞれ分岐比を変える偏波コントローラを介して結合され、二系統の光線路の光信号それぞれを偏波分離カプラで分解すると共にそれぞれのx軸及びy軸成分を偏波合成カプラにより互い違いに合成する二入力二出力の出力側偏波分離合成器と、前記入力側偏波分離合成器と前記出力側偏波分離合成器間の二重化光線路のそれぞれに配置される光線路長を所定長ステップで変化させることが可能な光ファイバ切替装置と、前記入力側偏波分離合成器と前記出力側偏波分離合成器間の二重化光線路の少なくとも一方に備えられる前記所定長を含む範囲で連続的に光路長を調整可能な連続光路長調整装置とを具備することを特徴とするものである。 In order to achieve the above object, an optical path length adjusting device of an optical line according to the present invention is a duplexed optical line comprising a polarization maintaining optical fiber configured between a pair of input polarization separating couplers and an output polarization combining coupler. Are coupled to the two outputs of the polarization splitter coupler for input via a polarization controller that changes the branching ratio, respectively, and each of the optical signals of the two optical lines is decomposed by the polarization separator coupler and each of the x-axis and Coupled via two-input, two-output input side polarization demultiplexer that alternately synthesizes y-axis components using a polarization combiner and a polarization controller that changes the branching ratio to the two inputs of the output polarization combiner. A two-input two-output output side polarization demultiplexer / synthesizer that separates the optical signals of the two optical lines with a polarization decoupler and alternately synthesizes the x-axis and y-axis components with a polarization combiner. And an optical fiber switching device capable of changing the optical line length disposed in each of the duplex optical lines between the input side polarization beam splitter / combiner and the output side polarization beam splitter / combiner in a predetermined length step, A continuous optical path length adjusting device capable of continuously adjusting the optical path length within a range including the predetermined length, provided in at least one of the duplex optical lines between the input side polarization splitter / combiner; It is characterized by comprising.
また本発明は、前記光線路の光路長調整装置において、連続光路長調整装置を省略し、出力用偏波合成カプラの出力ポート側に可変DGD(differential group delay)発生器を備えたことを特徴とするものである。 Further, the present invention is characterized in that in the optical path length adjusting device for the optical line, the continuous optical path length adjusting device is omitted, and a variable DGD (differential group delay) generator is provided on the output port side of the output polarization combining coupler. It is what.
また本発明の光線路の光路長調整方法は、請求項2記載の光線路の光路長調整装置を用い、偏波コントローラにより二重化光線路の分岐比を一方の光線路からもう片方の光線路へ光パワーを導通させるように変える第1のステップと、前記二重化光線路の光パワーが導通してない方の光ファイバ切替装置において単位長の光路長を増大させる第2のステップと、前記二重化光線路の出力用偏波合成カプラに接続された可変DGD発生器で前記単位長の半分に相当するDGDの極性を反転させる第3のステップと、前記第1のステップから第3のステップを繰り返すことにより光路長を延伸することを特徴とする。
An optical path length adjustment method for an optical line according to the present invention uses the optical path length adjustment device for an optical line according to
本発明は、迂回回線中の二重化光線路の光路長調整装置であり、一対の入力用偏波分離カプラと出力用偏波合成カプラ間に構成される偏波保持光ファイバよりなる二重化光線路の分岐比を偏波コントローラで変えるように構成されていることを特徴とする。偏波制御による二重化光線路のルーティングを行うことにより二つの光線路の光路長を所定の単位長ステップで交互に延長しながら全体としての光路長を延伸していくことが可能となる。その際光パワー分岐カプラによる二重化線路の場合に発生するような損失は発生しない。 The present invention is an optical path length adjusting device for a duplexed optical line in a detour line, and a duplexed optical line comprising a polarization maintaining optical fiber configured between a pair of input polarization separating couplers and an output polarization combining coupler. The branching ratio is changed by a polarization controller. By performing the routing of the duplexed optical line by polarization control, it becomes possible to extend the optical path length as a whole while alternately extending the optical path lengths of the two optical lines in predetermined unit length steps. At this time, there is no loss that occurs in the case of a duplex line using an optical power branching coupler.
また、偏波コントローラにより連続的にパワーの分岐比を制御するため単純な光スイッチのON/OFFによるルート切替で発生するような急激なレベルの変動も伴わない。これにより例えば支障移転などの現用回線への工事が必要な場合回線を一時的に二重化するのに必要な迂回回線に現用回線との光路長差を調整する低損失な光路長調整機構を提供できる。 Moreover, since the power branching ratio is continuously controlled by the polarization controller, there is no sudden level fluctuation that occurs in route switching by simple ON / OFF of an optical switch. This can provide a low-loss optical path length adjustment mechanism that adjusts the optical path length difference from the active line to the detour line required for temporarily duplicating the line, for example, when work on the active line is required, such as trouble relocation. .
以下、本発明の実施の形態について、詳細に説明する。
図1は本発明の第1の実施形態に係る光線路の光路長調整装置を示す構成説明図である。図1において、11は入力ポート、12は偏波コントローラ、13は入力用偏波分離カプラ、14は第1のコリメータ、15は第2のコリメータ、16はミラー、17は光ファイバ切替装置、18は出力用偏波合成カプラ、19は光ファイバ切替装置、20は出力ポート、21は連続光路長調整装置、22は偏波保持光ファイバである。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail.
FIG. 1 is an explanatory diagram showing a configuration of an optical path length adjusting device for an optical line according to the first embodiment of the present invention. In FIG. 1, 11 is an input port, 12 is a polarization controller, 13 is an input polarization separation coupler, 14 is a first collimator, 15 is a second collimator, 16 is a mirror, 17 is an optical fiber switching device, 18 Is an output polarization combining coupler, 19 is an optical fiber switching device, 20 is an output port, 21 is a continuous optical path length adjusting device, and 22 is a polarization maintaining optical fiber.
図1に示すように、入力ポート11は偏波コントローラ12を介して入力用偏波分離カプラ13の入力端に接続され、入力用偏波分離カプラ13の一方の出力端は第1のコリメータ14の入力端に接続される。第1のコリメータ14の出力端に対向した位置にはミラー16の入力面が配置され、ミラー16の出力面に対向した位置には第2のコリメータ15の入力端が配置される。第2のコリメータ15の出力端は光ファイバ切替装置17の入力端に接続され、光ファイバ切替装置17の出力端は出力用偏波合成カプラ18の一方の入力端に接続される。
As shown in FIG. 1, the
前記入力用偏波分離カプラ13の他方の出力端は光ファイバ切替装置19の入力端に接続され、光ファイバ切替装置19の出力端には出力用偏波合成カプラ18の他方の入力端に接続される。出力用偏波合成カプラ18の出力端は出力ポート20に接続される。コリメータ14,15及びミラー16は連続光路長調整装置21を構成し、ミラー16がストローク0.5mで矢印方向に移動自在に設けられる。入力用偏波分離カプラ13と出力用偏波合成カプラ18の間は偏波保持光ファイバ22で構成し、連続光路長調整装置21及び光ファイバ切替装置17を通る直線偏波Aルートと、光ファイバ切替装置19を通る直線偏波Bルートに分けられる。
The other output end of the input polarization separation coupler 13 is connected to the input end of the optical fiber switching device 19, and the output end of the optical fiber switching device 19 is connected to the other input end of the output polarization combining coupler 18. Is done. The output end of the output polarization beam combiner 18 is connected to the
すなわち、一対の入力用偏波分離カプラ13と出力用偏波合成カプラ18間には偏波保持光ファイバ22による二重化光線路が構成されており、それぞれの線路には、光線路長を所定長ステップで変化させることが可能、例えば1m間隔で長さの異なる光ファイバを選択可能な光ファイバ切替装置17,19が配置されている。
That is, between the pair of input polarization separating coupler 13 and output polarization combining coupler 18, a duplex optical line is formed by the polarization maintaining optical fiber 22, and the length of the optical line is set to a predetermined length for each line. For example, optical
前記二重化光線路の少なくとも一方には前記所定長を含む範囲で連続的に光路長を調整可能な連続光路長調整装置21が備えられる。例えば片側の光線路(Aルート)には光ファイバを伝搬する光信号をコリメータ14により空間光に変えミラー16による反射を経てもう一つのコリメータ15により再び光ファイバへと導く光空間光学系が配置されており、ミラー16の位置を変化させることによりAルートの光路長を連続的に変化させることが可能となっている。
At least one of the duplexed optical lines is provided with a continuous optical path length adjusting device 21 capable of continuously adjusting the optical path length within a range including the predetermined length. For example, an optical space optical system is disposed on one side of the optical line (A route). The optical signal propagating through the optical fiber is converted into spatial light by the
入力用偏波分離カプラ13の入力ポート11側には偏波コントローラ12が設けられ任意の偏波状態にある入力光を直線偏波に変換しさらに直線偏波の傾きを制御することによりAルートとBルートの光パワー分岐比を変えることができる。
A polarization controller 12 is provided on the
入力用偏波分離カプラ13によってx軸成分とy軸成分に分離されそれぞれAルート及びBルートの偏波保持光ファイバ22に結合されているものとすれば、偏波コントローラ12によって直線偏波に変換された入力光の偏光軸をx軸と平行にすることによってAルートのみに光パワーを導通させることができる。 If the input polarization separation coupler 13 separates the x-axis component and the y-axis component and couples them to the polarization maintaining optical fibers 22 of the A route and the B route, respectively, the polarization controller 12 converts them into linearly polarized waves. By making the polarization axis of the converted input light parallel to the x-axis, the optical power can be conducted only to the A route.
Aルートの光ファイバ切替装置17の選択を0mとしてコリメータ14,15とミラー16間の距離を0から0.5mまで拡張するとAルートの光路長が1m伸びることになる。このときBルートの光ファイバ切替装置19の選択を1mにしておけば2つのルートの光路長が一致するため、偏波コントローラ12による直線偏光の角度をy軸方向へ変化させても両ルートを経由して出力用偏波合成カプラ18で再合成された光信号は二重化による遅延差が無視できるため通信には影響を及ぼさない。
When the distance between the
直線偏光の向きをy軸へ一致させれば光パワーをBルートのみに導通させることができるため、その間Aルートの光ファイバ切替装置17の選択を1mに切り替えコリメータ14,15とミラー16間の距離を0mとすれば2ルートの光路長は変わらないので偏波コントローラ12による直線偏光の向きをx軸へと合わせれば再びAルートのみに光パワーが導通する。
If the direction of linearly polarized light coincides with the y-axis, the optical power can be conducted only to the B route. During this time, the selection of the optical
これら一連の動作により初期状態から通信状態を保ちながら光路長を1m延伸したことになるのでこれを繰り返すことによりさらに光路長の延伸を続けることが可能となる。このように、入力用偏波分離カプラ13及び出力用偏波合成カプラ18による入力光の分離と再合成を行っているため光パワー分岐カプラによる二重化線路の場合に発生する損失は発生しない。 With these series of operations, the optical path length is extended by 1 m while maintaining the communication state from the initial state. By repeating this, the optical path length can be further extended. In this way, since the input light is separated and recombined by the input polarization demultiplexing coupler 13 and the output polarization combining coupler 18, no loss occurs in the case of the duplex line by the optical power branching coupler.
また、偏波コントローラ12により連続的にパワーの分岐比を制御するため単純な光スイッチのON/OFFによるルート切替で発生するような急激なレベルの変動も伴わない。なお、AルートとBルートの物理的な長さを一致させたとしても光信号の伝搬時間が一致するとは限らないが、例えば光の干渉を利用した方法により二重化時の伝播時間が一致するようなミラー位置を予め記憶させておけば解決できる。 Further, since the power branching ratio is continuously controlled by the polarization controller 12, there is no abrupt level fluctuation that occurs in route switching by simple ON / OFF of an optical switch. Note that even if the physical lengths of the A route and the B route are matched, the propagation times of the optical signals are not necessarily matched, but for example, the propagation times at the time of duplexing are matched by a method using optical interference. This can be solved by storing the correct mirror position in advance.
一方、本方式では入力光の偏波状態を偏波コントローラ12により直線偏光に変換しているが入力光の偏光状態が急激に変化する場合には偏光状態の制御が追いつかなくなり2つのルートに所望の分岐比で光パワーを導通させることができなくなる。この場合の二重化光線路による光路長延長法を以下に説明する。 On the other hand, in this method, the polarization state of the input light is converted into linearly polarized light by the polarization controller 12, but if the polarization state of the input light changes abruptly, the control of the polarization state cannot catch up and two routes are desired. The optical power cannot be conducted at a branching ratio of. An optical path length extension method using a duplex optical line in this case will be described below.
図2は本発明の第2の実施形態に係る光線路の光路長調整装置を示す構成説明図である。図2において、31は入力ポート、32は入力用偏波分離カプラ、33は偏波コントローラ、34は偏波分離カプラ、35は偏波合成カプラ、36は第1のコリメータ、37はミラー、38は第2のコリメータ、39は光ファイバ切替装置、40は偏波分離カプラ、41は偏波合成カプラ、42は偏波コントローラ、43は出力用偏波合成カプラ、44は偏波コントローラ、45は偏波分離カプラ、46は偏波合成カプラ、47は光ファイバ切替装置、48は偏波分離カプラ、49は偏波合成カプラ、50は偏波コントローラ、51は出力ポート、52は連続光路長調整装置、53は偏波分離合成器、54は偏波分離合成器である。 FIG. 2 is an explanatory diagram showing a configuration of an optical path length adjusting device for an optical line according to the second embodiment of the present invention. In FIG. 2, 31 is an input port, 32 is an input polarization separation coupler, 33 is a polarization controller, 34 is a polarization separation coupler, 35 is a polarization combining coupler, 36 is a first collimator, 37 is a mirror, 38 Is a second collimator, 39 is an optical fiber switching device, 40 is a polarization separating coupler, 41 is a polarization combining coupler, 42 is a polarization controller, 43 is a polarization combining coupler for output, 44 is a polarization controller, and 45 is Polarization decoupler, 46 is a polarization combiner, 47 is an optical fiber switching device, 48 is a polarization decoupler, 49 is a polarization combiner, 50 is a polarization controller, 51 is an output port, and 52 is a continuous optical path length adjustment. The apparatus, 53 is a polarization beam splitter / combiner, and 54 is a polarization beam splitter / combiner.
図2に示すように、入力ポート31は入力用偏波分離カプラ32の入力端に接続され、入力用偏波分離カプラ32の一方の出力端は偏波コントローラ33を介して偏波分離カプラ34の入力端に接続される。偏波分離カプラ34の一方の出力端は偏波合成カプラ35の一方の入力端に接続されると共に偏波分離カプラ34の他方の出力端は偏波合成カプラ46の一方の入力端に接続され、偏波合成カプラ35の出力端は第1のコリメータ36の入力端に接続される。第1のコリメータ36の出力端に対向した位置にはミラー37の入力面が配置され、ミラー37の出力面に対向した位置には第2のコリメータ38の入力端が配置される。第2のコリメータ38の出力端は光ファイバ切替装置39の入力端に接続され、光ファイバ切替装置39の出力端は偏波分離カプラ40の入力端に接続される。偏波分離カプラ40の一方の出力端は偏波合成カプラ41の一方の入力端に接続されると共に偏波分離カプラ40の他方の出力端は偏波合成カプラ49の一方の入力端に接続され、偏波合成カプラ41の出力端は偏波コントローラ42を介して出力用偏波合成カプラ43の一方の入力端に接続される。
As shown in FIG. 2, the
前記入力用偏波分離カプラ32の他方の出力端は偏波コントローラ44を介して偏波分離カプラ45の入力端に接続され、偏波分離カプラ45の一方の出力端は偏波合成カプラ35の他方の入力端に接続されると共に偏波分離カプラ45の他方の出力端は偏波合成カプラ46の他方の入力端に接続される。偏波合成カプラ46の出力端は光ファイバ切替装置47の入力端に接続され、光ファイバ切替装置47の出力端は偏波分離カプラ48の入力端に接続される。偏波分離カプラ48の一方の出力端は偏波合成カプラ41の他方の入力端に接続されると共に偏波分離カプラ48の他方の出力端は偏波合成カプラ49の他方の入力端に接続され、偏波合成カプラ49の出力端は偏波コントローラ50を介して出力用偏波合成カプラ43の他方の入力端に接続される。出力用偏波合成カプラ43の出力端は出力ポート51に接続される。
The other output end of the input polarization separation coupler 32 is connected to the input end of the
コリメータ36,38及びミラー37は連続光路長調整装置52を構成し、ミラー37がストローク0.5mで矢印方向に移動自在に設けられる。偏波分離カプラ34,45と偏波合成カプラ35,46は偏波分離合成器53を構成し、偏波分離カプラ40,48と偏波合成カプラ41,49は偏波分離合成器54を構成する。連続光路長調整装置52及び光ファイバ切替装置39を通るAルートと、光ファイバ切替装置47を通るBルートに分けられる。
The
すなわち、一対の入力用偏波分離カプラ32と出力用偏波合成カプラ43間には偏波保持光ファイバによる二重化光線路が構成されており、それぞれの線路には図1と同様な光ファイバ切替装置39,47と連続光路長調整装置52が配置されている。図2に示すように二組の偏波分離カプラ34,45の出力を互い違いに組み合わせて二組の偏波合成器35,46により再合成する二入力二出力の偏波分離合成器53を構成し、偏波分離合成器53は入力用偏波分離カプラ32と直線偏波コントローラ33,44を介して接続している。また、もう一つの偏波分離合成器54が出力用偏波合成カプラ43と偏波コントローラ42,50を介して接続されている。
That is, between the pair of input polarization separating couplers 32 and output polarization combining couplers 43, duplex optical lines are formed by polarization maintaining optical fibers, and optical fiber switching similar to FIG.
いま、単位エネルギーを持った入力波が入力用偏波分離カプラ32に入力されその結果AルートとBルートそれぞれにr: 1-rのパワー分岐比で分離されたときの複素フィールドベクトルは次のように表現できる。
ただし、φA、φBは分離された直線偏波の位相成分を表す。直線偏波コントローラ33,44はそれぞれ偏波分離合成器53の偏波分離カプラ34,45によりk: 1-kのパワー比で分岐されるように制御されているものとする。このとき図のようにパワー比$k$の成分を合成してAルートにパワー比1-k の成分が合成されBルートへと導かれているのでAルートのx軸及びy軸のパワー成分をそれぞれPx、Py、Bルートのx軸及びy軸のパワー成分をそれぞれPX、PYで表せば次式を得る。
Px=rk、 Py=k(1-r)、 PX=(1-r)(1-k)、 PY=r(1-k)
However, φ A and φ B represent phase components of separated linearly polarized waves. It is assumed that the
Px = rk, Py = k (1-r), PX = (1-r) (1-k), PY = r (1-k)
従って、2つのルートのパワー比は入力光の偏光状態にかかわらずk:1-kとなる。A及びBそれぞれのルートを伝搬後出力側の偏波分離合成器54によって生成される光は次のように表される。
ただし、φx、φyはAルートのx軸及びy軸を通過する光の位相遅れを、φX、φYはBルートのx軸及びy軸を通過する光の位相遅れを表している。光路長の延伸は図1の場合と同様な動作により行われるが、ある二重化状態で片方のルートからもう一方へのルートへのパワーの移しかえを行う間はこれらの位相は一定である。従って、入力波の偏光状態が突然変化してr、φA、φBが急激に変化してもEA 2及びEB 2の偏光状態は変化しないことになる。一方、この二重化光線路では偏波保持ファイバが使用されているためx軸とy軸では屈折率が異なり同一地点での位相も異なる。大きな位相差は光信号の遅延差を発生させ通信品質に影響を及ぼす可能性がある。このとき例えばAルートのx軸とBルートのy軸が偏波保持ファイバのfast軸に、Aルートのy軸とBルートのx軸がslow軸となるように選んでおけば信号の遅延差の影響は緩和できる。いま、φx≒φY=φf、φX=φy=φsとすれば偏波コントローラによってEA 2、EB 2は次のような偏波状態に変換できる。
上記2つの光にはφf-φsの位相差が存在するがこの影響が無視できない場合は連続光路長調整装置52による補償を行えば二重化による信号の遅延差は解消できる。
When the above two lights have a phase difference of φ f -φ s but this effect cannot be ignored, the signal delay difference due to duplexing can be eliminated by compensating by the continuous optical path
なお、図1に示す実施形態では連続光路長調整装置21としてコリメータ14,15とミラー16による空間光学系を用いているが、光ファイバ長の切り替えステップを小さくすることができれば例えば非特許文献2に示されているような可変遅延時間調整装置を用いてもよい。二重化線路の片側を通過する光は直線偏波であるのでこれを上記可変遅延時間調整装置の固有軸の一つに合わせればよい。図2の場合においても図3に示すような構成に変更すればそれぞれのルートが直線偏波になるので前述同様に可変遅延時間調整装置を使うことによりA/Bルートの光路長差を調整することができる。
In the embodiment shown in FIG. 1, a spatial optical system using the
図3は本発明の第2の実施形態に係る光線路の光路長調整装置の変形例を示す構成説明図である。図3中、図2と同一部分は同一符号を付してその説明を省略する。図3において、61,62は可変遅延時間調整装置、63,64,65,66は光ファイバ切替装置である。 FIG. 3 is an explanatory diagram showing a modification of the optical path length adjusting device for an optical line according to the second embodiment of the present invention. In FIG. 3, the same parts as those in FIG. In FIG. 3, 61 and 62 are variable delay time adjusting devices, and 63, 64, 65 and 66 are optical fiber switching devices.
図3に示すように、偏波分離カプラ34の一方の出力端は可変遅延時間調整装置61及び光ファイバ切替装置63を介して偏波合成カプラ41の一方の入力端に接続され、偏波分離カプラ34の他方の出力端は光ファイバ切替装置65を介して偏波合成カプラ41の他方の入力端に接続される。偏波分離カプラ45の一方の出力端は可変遅延時間調整装置62及び光ファイバ切替装置64を介して偏波合成カプラ49の一方の入力端に接続され、偏波分離カプラ45の他方の出力端は光ファイバ切替装置66を介して偏波合成カプラ49の他方の入力端に接続される。
As shown in FIG. 3, one output end of the
尚、切り替えステップを可能な限り小さくし二重化光線路の光路差長が光通信の伝送性能に影響を及ぼさないようにすることができれば図1〜図3における連続光路長調整装置21、52又は可変遅延時間調整装置61,62は省略することもできるが、これが困難である場合の補償法を次の実施形態において説明する。
If the switching step can be made as small as possible so that the optical path difference length of the duplex optical line does not affect the transmission performance of the optical communication, the continuous optical path
図4は本発明の第3の実施形態に係る光線路の光路長調整装置を示す構成説明図である。図4において、71は入力ポート、72は偏波コントローラ、73は入力用偏波分離カプラ、74は第1の光スイッチ、75は第2の光スイッチ、76は第3の光スイッチ、77は第4の光スイッチ、78は第5の光スイッチ、79は第6の光スイッチ、80は単位長さの1/2の固定長光ファイバ、81は出力用偏波合成カプラ、82は可変DGD(differential group delay)発生器、83は出力ポート、84は偏波保持光ファイバである。 FIG. 4 is an explanatory diagram showing a configuration of an optical path length adjusting device for an optical line according to the third embodiment of the present invention. In FIG. 4, 71 is an input port, 72 is a polarization controller, 73 is an input polarization separation coupler, 74 is a first optical switch, 75 is a second optical switch, 76 is a third optical switch, and 77 is The fourth optical switch, 78 is the fifth optical switch, 79 is the sixth optical switch, 80 is a fixed-length optical fiber having a unit length of ½, 81 is a polarization combining coupler for output, and 82 is a variable DGD (differential group delay) generator, 83 is an output port, and 84 is a polarization maintaining optical fiber.
図4に示すように、入力ポート71は偏波コントローラ72を介して入力用偏波分離カプラ73の入力端に接続され、入力用偏波分離カプラ73の一方の出力端は第1の光スイッチ74、第2の光スイッチ75、第3の光スイッチ76を直列に介して出力用偏波合成カプラ81の一方の入力端に接続される。前記入力用偏波分離カプラ73の他方の出力端は第4の光スイッチ77、第5の光スイッチ78、第6の光スイッチ79、及び単位長さの1/2の固定長光ファイバ80を直列に介して出力用偏波合成カプラ81の他方の入力端に接続される。出力用偏波合成カプラ81の出射端は可変DGD発生器82を介して出力ポート83に接続される。偏波分離カプラ73と偏波合成カプラ81の間は偏波保持光ファイバ84で構成し、光スイッチ74〜76を通る直線偏波Aルートと、光スイッチ77〜79及び固定長光ファイバ80を通る直線偏波Bルートに分けられる。
As shown in FIG. 4, the input port 71 is connected to the input end of the input polarization separation coupler 73 via the polarization controller 72, and one output end of the input polarization separation coupler 73 is the first optical switch. 74, the second
すなわち、一対の入力用偏波分離カプラ72と出力用偏波合成カプラ81間には偏波保持光ファイバ84よりなる二重化光線路が構成される。前記入力用偏波分離カプラ73の入力ポート71側には前記二重化光線路の分岐比を変える偏波コントローラ72が接続される。偏波コントローラ72により二重化光線路の分岐比を固定長光ファイバ80がない光線路から互い違いに光パワーを導通させるように変える。
That is, a duplexed optical line composed of the polarization maintaining
連続光路長調整装置は省略され出力用偏波合成カプラ81の後に可変DGD発生器82が配置されている。光ファイバ切替装置として長さの異なる2種類の光ファイバを選択可能な光スイッチ74〜79の多段接続系により二重化線路の各ルートが構成されている。光スイッチ74〜79により選択される2種類の光ファイバは2のべき乗に比例した長さの差分を有しており、短い方の長さは全ての光スイッチ74〜79に共通である。
The continuous optical path length adjusting device is omitted, and a variable DGD generator 82 is disposed after the output polarization combining coupler 81. Each route of the duplex line is configured by a multistage connection system of
従って、光スイッチの段数をNとするとこれらのON/OFFの組み合わせにより単位長さL毎にL× 2^N-1の光路長延長が可能になっている。このような方式は限られた数の光スイッチで光路長延長の単位長さLを小さくできる点において図1の光ファイバ切替装置17,19に対して有利である。Bルートにはさらに単位長さの1/2の固定長光ファイバ80が接続されているため光スイッチ74〜79のON/OFF動作によりAルートから互い違いに単位長さ(L)ずつ光路長を増大させていくとき両ルートの光路長差は常にL/2(または-L/2)となる。従って、出力用偏波合成カプラ81により合成された光信号は$±L/2に対応するDGDを有することになるのでこれを可変DGD発生器82により補償する。
Therefore, when the number of stages of the optical switch is N, the optical path length can be extended by L × 2 ^ N−1 for each unit length L by the combination of these ON / OFF. Such a system is advantageous to the optical
いま、Aルートが偏波x軸、Bルートが偏波y軸に対応して分離・合成されているものとする。両ルートの光路長が最短となっているとき可変DGD発生器82はy軸に対してx軸の位相をL/2に対応する分だけ遅らせておけば偏波コントローラ72がAルートからBルートへパワーを移し変えてもその間可変DGD発生器82からの出力光のDGDは補償されていることになる。光がBルートのみを通じて伝搬しているときAルートの光スイッチ操作によりLだけ光路長を増大するとBルートに対してL/2相当の位相遅れが生じる。従って今度は可変DGD発生器82においてy軸がx軸に対してL/2相当の位相遅れを持つように設定すればBルートからAルートへのパワーの移し変えの際のDGDを補償できることになる。
本方式は図2の構成においても同様に適用可能である。
It is assumed that the A route is separated and combined corresponding to the polarization x axis and the B route corresponding to the polarization y axis. When the optical path length of both routes is the shortest, the variable DGD generator 82 delays the phase of the x-axis by the amount corresponding to L / 2 with respect to the y-axis, so that the polarization controller 72 moves from the A route to the B route. In the meantime, the DGD of the output light from the variable DGD generator 82 is compensated. When light propagates only through the B route, if the optical path length is increased by L by the optical switch operation of the A route, a phase delay corresponding to L / 2 occurs with respect to the B route. Therefore, this time, if the variable DGD generator 82 is set so that the y-axis has a phase delay corresponding to L / 2 with respect to the x-axis, the DGD at the time of power transfer from the B route to the A route can be compensated. Become.
This method is also applicable to the configuration of FIG.
なお、本発明は、上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合せにより種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。更に、異なる実施形態に亘る構成要素を適宜組み合せてもよい。 Note that the present invention is not limited to the above-described embodiment as it is, and can be embodied by modifying the constituent elements without departing from the scope of the invention in the implementation stage. Further, various inventions can be formed by appropriately combining a plurality of constituent elements disclosed in the embodiment. For example, some components may be deleted from all the components shown in the embodiment. Furthermore, you may combine suitably the component covering different embodiment.
11…入力ポート、12…偏波コントローラ、13…偏波分離カプラ、14…第1のコリメータ、15…第2のコリメータ、16…ミラー、17…光ファイバ切替装置、18…偏波合成カプラ、19…光ファイバ切替装置、20…出力ポート、21…連続光路長調整装置、22…偏波保持光ファイバ、31…入力ポート、32…入力用偏波分離カプラ、33…偏波コントローラ、34…偏波分離カプラ、35…偏波合成カプラ、36…第1のコリメータ、37…ミラー、38…第2のコリメータ、39…光ファイバ切替装置、40…偏波分離カプラ、41…偏波合成カプラ、42…偏波コントローラ、43…出力用偏波合成カプラ、44…偏波コントローラ、45…偏波分離カプラ、46…偏波合成カプラ、47…光ファイバ切替装置、48…偏波分離カプラ、49…偏波合成カプラ、50…偏波コントローラ、51…出力ポート、52…連続光路長調整装置、53…偏波分離合成器、54…偏波分離合成器、61,62…可変遅延時間調整装置、63,64,65,66…光ファイバ切替装置、71…入力ポート、72…偏波コントローラ、73…偏波分離カプラ、74…第1の光スイッチ、75…第2の光スイッチ、76…第3の光スイッチ、77…第4の光スイッチ、78…第5の光スイッチ、79…第6の光スイッチ、80…単位長さの1/2の固定長光ファイバ、81…出力用偏波合成カプラ、82…可変DGD(differential group delay)発生器、83…出力ポート。
DESCRIPTION OF
Claims (3)
前記入力用偏波分離カプラの二出力にそれぞれ分岐比を変える偏波コントローラを介して結合され、二系統の光線路の光信号それぞれを偏波分離カプラで分解すると共にそれぞれのx軸及びy軸成分を偏波合成カプラにより互い違いに合成する二入力二出力の入力側偏波分離合成器と、
前記出力用偏波合成カプラの二入力にそれぞれ分岐比を変える偏波コントローラを介して結合され、二系統の光線路の光信号それぞれを偏波分離カプラで分解すると共にそれぞれのx軸及びy軸成分を偏波合成カプラにより互い違いに合成する二入力二出力の出力側偏波分離合成器と、
前記入力側偏波分離合成器と前記出力側偏波分離合成器間の二重化光線路のそれぞれに配置される光線路長を所定長ステップで変化させることが可能な光ファイバ切替装置と、
前記入力側偏波分離合成器と前記出力側偏波分離合成器間の二重化光線路の少なくとも一方に備えられる前記所定長を含む範囲で連続的に光路長を調整可能な連続光路長調整装置と
を具備することを特徴とする光線路の光路長調整装置。 A duplex optical line comprising a polarization maintaining optical fiber configured between a pair of input polarization separation couplers and an output polarization combining coupler;
Coupled to the two outputs of the polarization splitter coupler for input through a polarization controller that changes the branching ratio, respectively, the optical signals of the two optical lines are decomposed by the polarization splitter and the x-axis and y-axis respectively. A two-input two-output input side polarization demultiplexer that synthesizes the components alternately using a polarization coupler;
Coupled to the two inputs of the output polarization combining coupler via a polarization controller that changes the branching ratio, respectively, the optical signals of the two optical lines are decomposed by the polarization separation coupler and the x-axis and y-axis respectively. A two-input two-output output side polarization demultiplexer that synthesizes the components alternately using a polarization coupler;
An optical fiber switching device capable of changing the optical line length arranged in each of the duplex optical lines between the input side polarization beam splitter / combiner and the output side polarization beam splitter / combiner in a predetermined length step;
A continuous optical path length adjusting device capable of continuously adjusting the optical path length within a range including the predetermined length, provided in at least one of the duplex optical lines between the input side polarization splitter / combiner; An optical path length adjusting device for an optical line, comprising:
連続光路長調整装置を省略し、出力用偏波合成カプラの出力ポート側に可変DGD(differential group delay)発生器を備えたことを特徴とする光線路の光路長調整装置。 In the optical path length adjusting device of the optical line according to claim 1 ,
An optical path length adjusting device for an optical line, wherein a continuous optical path length adjusting device is omitted and a variable DGD (differential group delay) generator is provided on the output port side of the output polarization combining coupler.
偏波コントローラにより二重化光線路の分岐比を一方の光線路からもう片方の光線路へ光パワーを導通させるように変える第1のステップと、
前記二重化光線路の光パワーが導通してない方の光ファイバ切替装置において単位長の光路長を増大させる第2のステップと、
前記二重化光線路の出力用偏波合成カプラに接続された可変DGD発生器で前記単位長の半分に相当するDGDの極性を反転させる第3のステップと,
前記第1のステップから第3のステップを繰り返すことにより光路長を延伸することを特徴とする光線路の光路長調整方法。 Using the optical path length adjusting device for an optical line according to claim 2 ,
A first step of changing the branching ratio of the duplexed optical line by the polarization controller so that the optical power is conducted from one optical line to the other optical line;
A second step of increasing the unit length of the optical path in the optical fiber switching device in which the optical power of the duplexed optical line is not conducted;
A third step of inverting the polarity of the DGD corresponding to half the unit length with a variable DGD generator connected to the output polarization combining coupler of the duplexed optical line;
An optical path length adjustment method for an optical line, wherein the optical path length is extended by repeating the first step to the third step.
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