WO2004013992A1

WO2004013992A1 - 偏波モード分散補償装置、偏波モード分散補償方法およびその光通信システムへの適用

Info

Publication number: WO2004013992A1
Application number: PCT/JP2003/009803
Authority: WO
Inventors: Kazuhiro Ikeda
Original assignee: The Furukawa Electric Co., Ltd
Priority date: 2002-08-02
Filing date: 2003-08-01
Publication date: 2004-02-12
Also published as: AU2003252322A1; EP1530309A1; EP1530309A4; JPWO2004013992A1; JP4044115B2

Abstract

光伝送路を伝搬してきた光に偏光変換を施す第１の偏波コントローラ及び前記第１の偏波コントローラによって偏光変換された光に群遅延時間差を付与する群遅延時間差付与部を含み、前記光伝送路の伝搬過程で前記光に付与された偏波モード分散を補償するための補償部と、前記補償された光に、その偏光状態が一の直線偏光となるように偏光変換を施す第２の偏波コントローラと、前記第２の偏波コントローラによって偏光変換が施された光を、前記一の直線偏光及びこの一の直線偏光に直交する他の直線偏光に分離する偏光分離部と、　前記分離された他の直線偏光の強度を測定する光強度測定部と、前記測定された他の直線偏光の強度を最小化するように前記補償部及び前記第２の偏波コントローラを制御する制御部とを備えたことを特徴とする偏波モード分散補償装置。

Description

偏波モード分散補償装置、偏波モード分散補償方法およびその光通信システムへの適用技術分野

本発明は、光信号により情報伝送を行う光通信の技術分野に関し、特に、光信号の伝送路で発生する偏波モード分散を補償する機能を具備する偏波モード分散補償装置、偏波モード分散補償方法，および、その光通信システムへの適用に関するものである。背景技術

近年、光通信分野においては伝送情報の大容量化、高速化が要請され、そのために WDM (Wavelength Division Multiplexing) 等の種々の要素技術が研究されている。このように高速かつ大容量の光通信を行う場合、従来はあまり問題とならなかった偏波モード分散（PMD： Polarization Mode Dispersion) が光信号の伝送特性を制限する重要なパラメータとして注目されるようになつた。そこで、 PMDの影響を補償するための PMD捕償装置の検討が進められている。上記 PMD補償装置に関しては多数の提案がなされており、例えば、特開平 1 1 -196046号公報、特表 2000— 507430号公報、および特開 2000— 31903号公報に開示されている。特開平 1 1— 1 96046号公報によれば、伝送路を伝搬してきた光信号は、主偏光（Principal States of Polarization： P S P) と呼ばれる 2つの直交偏光成分に分離している。同公報が開示する偏波モード分散補償装置は、これら 2つの直交偏光成分を、群遅延時間差（Differential Group Delay： DGD) 付与部の直交する 2つの固有偏光（Eigen States of Polarization： E S P) に偏光変換する偏波コントローラと、伝搬してきた光信号の偏波モード分散による波形歪みを検出する検出手段と、この検出手段からの制御信号で偏波コントローラの運転を制御する制御装置とを備えている。特表 2000— 507430号公報が開示する偏波モード分散補償装置においては、受信器の前に群遅延時間差付与部が配置されている。群遅延時間差付与部の群遅延時間差は固定量であって、この群遅延時間差付与部よりも発信器側の伝送路と偏波コントローラとからなる光路で発生する偏波モード分散に比ベて大きい。そして、この偏波モード分散補償装置では、群遅延時間差付与部から出射した光の偏光度（Degree of Polarization： DOP) を検出して、この偏光度が最大値を示すように偏波コントローラが制御される。このような制御によれば、送信器と受信器との間を延び、伝送路、偏波コントローラ及び群遅延時間差付与部を含む光路の主偏光のうちの一方が、送信器から出射している光の偏光状態（State of Polarization： SOP) に一致させられる。特開 2000— 31 903号公報が開示する偏波モード分散補償装置は、偏光度が制御量である点は特表 2000-507430号公報の場合と同じである。その一方で、この偏波モード分散補償装置では、偏光度の検出手段として、偏光解析器や、特表 2000— 507430号公報にも開示されているように、偏波コントローラ及ぴ偏光子が使用されている。なお、上記した従来技術は、いずれも 1次偏波モード分散の補償については有効であるものの、実際の伝送路に適用した場合には 2次偏波モード分散の捕償が問題となることが知られている。この 2次偏波モード分散を捕償するための手段は、例えば、 OFC2002, WI4, Technical Digest p. 236 (以下、文献 1という）に記載されている。具体的には、文献 1には、特表 2000— 507430号公報に記載されているような偏波モード分散捕償装置の後段に、更に、偏波コントローラ及び偏光子が配置されている。文献 1によれば、この後段に配置された偏光子からの出力を最大化することによつて偏波モード分散補償装置からの出力偏光を直線偏光にあわせると共に、直線偏光以外の偏光成分を除去する。こうすることによって、 2次偏波モード分散に起因する成分の 1つである非偏光成分（デボラライズ成分）が除去される。しかしながら、上記した特開平 1 1一 1 9 6 0 4 6号公報、特表 2 0 0 0— 5 0 7 4 3 0号公報、および特開 2 0 0 0— 3 1 9 0 3号公報が開示する偏波モード分散補償装置は、いずれも検出手段の構成が複雑であり、その結果として、非常に高価であるという問題がある。具体的には、特開平 1 1一 1 9 6 0 4 6号公報においては、強度変調されている信号光の光強度を直接測定し、電気信号に変換した後その強度変調周波数のうちの一部を電気フィルタで切り出してその強度を制御量としているが、非常に高い周波数成分の変調成分を検知して回路処理しなければならず、一般にそのような電気回路系は複雑で高価である。特表 2 0 0 0— 5 0 7 4 3 0においては、偏光度の検出手段として、偏波コントローラ、偏光子、偏光子前段のパワーモニタ、偏光子後段のパワーモニタ、およぴ、偏光子前段のパヮ一と偏光子後段のパヮ一とを比較して偏光度を演算する演算回路からなり構成が複雑である。また、このような偏光度の演算には時間がかかり、その結果、制御にも時間がかかる。特開 2 0 0 0— 3 1 9 0 3号においては、偏光解析器自体が高価であり、また、偏光度の演算には時間がかかる。

そして、これら複雑な構成を有する偏波モード分散捕償装置に、更に、文献 1に記載された 2次偏波モード分散の補償手段を用いると、構成がより一層複雑化して高価になることは免れない。その一方、上記した従来技術の偏波モード分散補償装置は、単一波長についてのみ有効に機能する。そのため、波長分割多重通信システムに上記した偏波モード分散補償装置を適用する場合、チャンネル毎に偏波モード分散補償装置が配置される。このように多数の偏波モード分散補償装置が一括して配置されることから、偏波モード分散補償装置の普及 ·実用化のためには、構成の単純化及び低価格化が望まれている。更に、偏波モード分散（Polarization Mode Dispersion: P MD)は 40Gbps以上のビットレートの光通信システムにおいては主要な劣化要因である。また、比較的古いファイバを用いた lOGbpsシステムにおいても伝送路の持つ P MD量によっては大きな問題となりえる（参考文献 [1] (F. Bruyere, Optical fiber Tech. , 2， pp269-280, 1996))。そのため、 P MD補償について多くの研究がなされてきている（参考文献 [2] (H. Ooi et al.， 0FC99, WE5- 1, p86, 1999)、 [3] (T. Takahashi et al.， Electron. Lett. , 30 (4) , PP. 348-349, 1994)、 [4] (F. Roy et al. , OFC' 99， TuS4-l, p275, 1999)、 [5] (C. Francia et al. , Photon. Technol. Lett. , 10 (12) , pl739, 1998)、 [6] (J. Poirrier et al. , 0FC2002, W14, p236, 2002) )が、これらの技術は単一波長、単一チャネルに対するものであって、波長分割多重を用いた多波長、多チャンネルのシステムにおいて実際に適用されるためには、安価な構成でなければならない。従って、本発明は上述した従来の問題を解決するためになされたものであり、簡単な構成で検出手段を構成でき、かつ、 1次偏波モード分散および 2次偏波モード分散を補償できる安価な偏波モード分散補償装置及、偏波モード分散補償方法、および、その光通信システムへの適用を提供することを目的としている。発明の開示

本発明の偏波モード分散補償装置の 1つの態様は、光伝送路を伝搬してきた光に偏光変換を施す第 1の偏波コントローラ及び前記第 1の偏波コントローラによって偏光変換された光に群遅延時間差を付与する群遅延時間差付与部を含み、前記光伝送路の伝搬過程に前記光に付与された偏波モード分散を補償するための補償部と、前記補償された光に、その偏光状態が一の直線偏光となるように偏光変換を施す第 2の偏波コントローラと、前記第 2の偏波コントローラによって偏光変換が施された光を、前記一の直線偏光及びこの一の直線偏光に直交する他の直線偏光に分離する偏光分離部と、前記分離された他の直線偏光の強度を測定する光強度測定部と、前記測定された他の直線偏光の強度を最小化するように前記補償部及び前記第 2の偏波コントローラを制御する制御部とを備えたことを特徴とする偏波モード分散補償装置である。また、本発明の偏波モード分散補償装置の他の 1つの態様は、光伝送路を伝搬してきた光に偏光変換を施してから群遅延時間差を付与して、前記光伝送路の伝搬過程で前記光に付与された偏波モード分散を補償する補償工程と、前記補償工程にて補償された光に、その偏光状態が一の直線偏光となるように偏光変換を施す偏光変換工程と、前記偏光変換工程にて偏光変換が施された光を、前記一の直線偏光及びこの一の直線偏光に直交する他の直線偏光に分離する偏光分離工程と、前記偏光分離工程にて分離された他の直線偏光の強度を測定する測定工程と、前記測定工程にて測定された他の直線偏光の強度を最小化するように前記補償工程及び前記偏光変換工程を制御する制御工程とを備えたことを特徴とする偏波モード分散補償方法である。更に、本発明の偏波モード分散補償装置の他の 1つの態様は、伝送路を伝搬する光信号に発生する偏波モード分散を補償する偏波モード分散補償装置であつて、前記伝送路を経由して入射された光信号に偏光変換を施す偏波コント口ーラと、前記偏波コントローラによつて偏光変換された光信号に固定量の P M D (偏波モード分散）を付与する固定 PMD付与部と、前記固定 P MD付与部から出力された光信号の状態を監視するモニタ手段と、前記モニタ手段からのフィードパック信号に基づき前記偏波コントローラを制御する制御手段とを備え、前記固定 PMD付与部が付与する前記固定量の PMDは、固定の 1次 PM Dと固定の 2次 P MDとからなることを特徴とする偏波モード分散補償装置でめる。この発明によれば、伝送路を経由して伝搬された光信号は偏波コントローラにより偏光変換された後、固定 P MD付与部により固定の 1次 PMDと固定の 2次 PMDを付与される。そして、固定 P MD付与部から出力された光信号の状態がモニタ手段で監視され、そのフィードパック信号に基づき制御手段により偏波コントローラが制御される。その結果、光信号の PMDの影響は適切に補償され、構成及び制御を複雑にすることなく、固定 PMD付与部の作用により 1次 P MDに加えて 2次 PMDを十分に抑圧することが可能となる。また、この発明の偏波モード分散補償装置の他の 1つの態様は、伝送路を伝搬する光信号に発生する偏波モード分散を補償する偏波モード分散補償装置であって、前記伝送路を経由して入射された光信号に偏光変換を施す第 1の偏波コントローラと、前記第 1の偏波コントローラによつて偏光変換された光信号に固定の 1次 PMDのみを付与する第 1の固定 P MD付与部と、前記第 1の固定 P MD付与部から出力された光信号に偏光変換を施す第 2の偏波コントローラと、前記第 2の偏波コントローラによつて偏光変換された光信号に固定の 2 次 PMDのみを付与する第 2の固定 PMD付与部と、前記第 2の固定 PMD付与部から出力された光信号の状態を監視するモニタ手段と、前記モニタ手段からのフィードバック信号に基づき前記第 1の偏波コントローラ及び前記第 2の偏波コントローラを制御する制御手段とを備えることを特徴とする偏波モード分散補償装置である。この発明によれば、伝送路を経由して伝搬された光信号は第 1の偏波コントローラにより偏光変換された後、第 1の固定 PMD付与部により固定の 1次 P MDを付与される。続いて、第 1の PMD付与部から出力された光信号は第 2 の偏波コントローラにより偏光変換された後、第 2の固定 PMD付与部により固定の 2次 PMDを付与される。そして、第 2の固定 P MD付与部から出力された光信号の偏波状態がモニタ手段で監視され、そのフィードバック信号に基づき制御手段により第 1の偏波コントローラと第 2の偏波コントローラが制御される。その結果、同様に、光信号の P MDの影響は適切に補償し得るとともに、調整の自由度をより高めた上で 2次 P MDを十分に抑圧することが可能となる。この発明の偏波モード分散補償装置の他の 1つの態様は、前記固定 P MD付与部を、固有偏光軸に相対角度をつけて連結した複数の偏波保持光ファイバ又は 1軸性複屈折結晶から構成してもよレ、。

また、この発明の偏波モード分散補償装置の他の 1つの態様は、前記第 1の固定 P MD付与部を、 1つの偏波保持光ファイバ又は 1軸' I"生複屈折結晶から構成してもよい。

また、この発明の偏波モード分散補償装置の他の 1つの態様は、前記第 2の固定 P MD付与部を、固有偏光軸に相対角度をつけて連結した 3つ以上の偏波保持光ファィパ又は 1軸性複屈折結晶から構成してもよい。

このように、本発明によれば、上述したような各 P MD付与部を構成する場合、一般的で安価な部材を採用することができる。また、この発明の偏波モード分散補償装置においては、前記第 2の固定 P M D付与部を、固有偏光軸に相対角度をつけて連結した 3つ以上の偏波保持光フアイパ又は 1軸性複屈折結晶から構成した場合、前記第 2の固定 P MD付与部の連結部のいずれかに固定の偏光変換器を配置し、当該偏光変換器に前記第 2 の固定 P MD付与部の 1次 P MDを 0とするような偏光変換機能を持たせてよい。また、この発明の偏波モード分散補償装置においては、前記第 1の固定 P M D付与部又は前記第 2の固定 P M D付与部の温度を調整する温度調整手段を更に備える構成としてもよい。

また、この発明の偏波モード分散補償装置においては、 1つの偏波コント口ーラと 1つの偏光子又は偏光分離素子からなる 2次 PMD抑圧部を後段に配置してもよレ、。図面の簡単な説明

図 1は、本発明の一実施例の偏波モード分散補償装置の概略構成図である。図 2は、図 1の補償装置の群遅延時間差付与部の変形例である。

図 3は、図 1の補償装置の群遅延時間差付与部の他の変形例である。

図 4は、偏光度の高い光の説明図である。

図 5は、偏光度の低い光の説明図である。

図 6は、図 1の補償装置の補償部による偏波モード分散の補償方法の説明図である。

図 7は、図 1の補償装置の補償部の変形例による偏波モード分散の他の補償方法の説明図である。

図 8は、本発明を適用した第 1の実施形態に係る PMD補償装置の構成を示す図である。

図 9は、第 1の実施形態において、 PMD補償装置の固定 PMD付与部における PMDベタトルによる補償原理について説明する図である。

図 10は、第 1の実施形態において、固定の 2次 PMD成分を備えた PMD 付与部の具体例を示す図である。

図 1 1は、本発明を適用した第 2の実施形態に係る PMD補償装置の構成を示す図である。

図 12は、第 2の実施形態において、固定 SO PMD付与部の第 1の構成例を示す図である。

図 13は、第 2の実施形態において、固定 SO PMD付与部の第 2の構成例を示す図である。

図 14は、本発明の変形例に係る PMD捕償装置の構成を示す図である。図 15は、本発明の 1つの実施例に従った光通信システムを模式的に示した図である。

図 16は、様々な伝送路 DGDに対して、異なる DGD付与部を備えた PMDC によって補償された D O Pおよび Q値を図示したものである。

図 1 7は、 2次 P MDの存在する場合の様々な伝送路 D G Dに対して、異なる D G D付与部を備えた PMD Cによって補償された Q値を図示したものである。発明を実施するための最良の形態

図 1は本発明の偏波モード分散補償装置（以下、補償装置といい、符号 1 0 を付す）の 1つの態様を示している。補償装置 1 0は、例えば、一対の送信器と受信器との間を延びる光伝送路の受信器側に介挿して使用される。より詳しくは、補償装置 1 0は、送信器が生成し、光伝送路としての光ファイバ 1 2を伝搬した光を受光する。そして、補償装置 1 0は、光ファイバ 1 2を伝搬することによつてその受光した光に付与された偏波モード分散を補償して、補償された光を受信器まで延びる光ファイバ 1 4に出射する。したがって、受信器は、補償装置 1 0を介することによって、光ファイバ 1 2の有する偏波モード分散が補償された光を受光することができる。捕償装置 1 0は、補償部 1 6を備えており、この補償部 1 6は、光： 1 2に光学的に結合された第 1の偏波コントローラ 1 8と、この偏波コント口ーラ 1 8に光学的に結合された群遅延時間差付与部（以下、群遅延時間差付与部といい、符号 2 0を付す）とからなる。第 1の偏波コントローラ 1 8は、公知のものを使用することができ、光ファィバ 1 2を伝搬してきた光が光ファイバ 1 2から出射したときの偏光状態、換言すれば、偏波コントローラ 1 8に入射するときの偏光状態を、所望の偏光状態の光に偏光変換して出射させるものであれば何であっても良い。群遅延時間差付与部 2 0は、偏波保持ファイバからなる。偏波保持ファイバは、互いに直交する 2つの固有偏光を有し、各固有偏光は、偏波保持ファイバの進相軸または遅相軸に平行な直線偏光である。そして、群遅延時間差付与部 20においては、 2つの固有偏光間には、進相軸及び遅相軸の屈折率並びに偏波保持ファィバの長さに応じた群遅延時間差が付与される。なお、群遅延時間差付与部としては、偏波保持ファイバ（PMF) の他、複屈折結晶を用いることができる。ここにおいて、偏波保持ファイバ及び複屈折結晶は、固有偏光間に付与する群遅延時間差が固定量である群遅延時間差付与部として用いられる。より具体的には、偏波保持ファイバとしては、パンダ（PANDA) フアイノ、ボータイ（b ow_ t i e) ファイバ、および楕円ファイバ等を挙げることができる。また、複屈折結晶としては、一軸性複屈折結晶であるルチル（T i O2)、リチウムナイオベート（L i Nb O3)、方解石（C a CO3)、パリウムボーレート（B a B2〇4)、イットリウムオルトバナデート（YV04) 等を挙げることができる。更に、群遅延時間差付与部として、例えば、図 2及び図 3にそれぞれ示した群遅延時間差付与部 22及び群遅延時間差付与部 24を用いることができる。これら群遅延時間差付与部 22， 24は、付与する群遅延時間差が可変量になる。具体的には、図 2に示した群遅延時間差付与部 22は、 2つの偏光分離素子 26， 28間を延びる一方の光路が遅延光路 30であって、この遅延光路 30の光路長は、可動鏡 32が図中矢印で示したように移動することによって可変である。なお、 2つの偏光分離素子 26， 28間を延びるもう一方の光路には、必要に応じて、可変減衰器が介挿される。また、図 3に示した群遅延時間差付与部 24は、 2つの偏波保持：

4, 36の間に偏光回転子 38が介挿されており、この偏光回転子 38の回転角が可変である。群遅延時間差付与部 2 0の偏波保持ファイバの先端は、第 2の偏波コント口ーラ 4 0と光学的に結合されている。第 2の偏波コントローラ 4 0としては公知のものを使用することができ、任意の偏光状態を有する光を、特定の方位を有する直線偏光として出射させるものであれば何であってもよい。第 2の偏波コントローラ 4 0には、偏光ビームスプリッタからなる偏光分離部 4 2が光学的に結合されている。偏光分離部 4 2は、入射した光を、互いに直交する 2つの直線偏光に分離して出射させる。ここで、第 2の偏波コント口ーラ 4 0は、群遅延時間差付与部 2 0から出射した光が、これら 2つの直線偏光のうちの一方に平行な直線偏光となるよう偏光変換を施す。なお、偏光分離部 4 2は、プリズムが組み合わされた偏光ビームスプリッタの外、例えば、複屈折結晶等を用いることができる。具体的には、偏光分離部 4 2に用いられる複屈折結晶としては、一軸性複屈折結晶であるルチル（T i 02) リチウムナイオベート（L i N b〇3)、方解石（C a C 03)、バリウムボ一レート（B a B 2O4)、イットリウムオルトバナデート（Y V 04) 等を挙げることができる。偏光分離部 4 2には、偏光分離部 4 2から出射する一方の直線偏光が入射する光ファイバ 1 4の基端部、および、他方の直線偏光が入射する光ファイバ 4 4の基端部が、それぞれ光学的に結合されている。なお、第 2の偏波コント口ーラ 4 0からの直線偏光が光ファイバ 1 4の基端部に入射するように、偏光分離部 4 2に対して光ファイバ 1 4は配置されている。光ファイバ 1 4は受信器へ延びており、光ファイバ 4 4は光強度測定部 4 6 へ延びている。光強度測定部 4 6は、光ファイバ 4 4の先端と光学的に結合されており、光ファイバ 4 4の先端から出射する光の強度を連続的に測定する。そして、この測定結果は、光強度測定部 4 6と電気的に接続された制御部 4 8 に入力される。制御部 4 8は、補償部 1 6及び第 2の偏波コントローラ 4 0にそれぞれ電気的に接続されており、光強度測定部 4 6によって測定された光の強度に基づいて、補償部 1 6及び第 2の偏波コントローラ 4 0を制御する。具体的には、制御部 4 8は、光強度測定部 4 6によって測定される光の強度が最小化されるように、第 1の偏波コントローラ 1 8の偏光変換及び第 2の偏波コントローラ 4 0の偏光変換を制御する。なお、群遅延時間差が可変である群遅延時間差付与部 2 2， 2 4を群遅延時間差付与部' 2 0の代わりに用いた場合には、制御部 4 8は、これら第 1及び第 2の偏波コントローラ 1 8， 4 0の偏光変換に加えて、更に、群遅延時間差付与部 2 2， 2 4が付与する群遅延時間差を、光強度測定部 4 6によって測定される光の強度が最小となるように制御してもよい。以下、補償装置 1 0の動作について説明する。

光ファイバ 1 2を伝搬してきた光は、互いに直交する 2つの主偏光からなり、これら主偏光の間には偏波モード分散が付与されている。なお、主偏光及び主偏光間の偏波モード分散は、例えば光ファイバ 1 2に付与される応力等に起因する光ファイバ 1 2の状態変化に伴って、刻々と変化する。捕償装置 1 0においては、制御部 4 8力光強度測定部 4 6にて測定される光強度が最小化されるように、補償部 1 6及び第 2の偏波コントローラ 4 0を後述する補償方法に則して制御する。この制御によって、光ファイバ 1 2の偏波モード分散が補償される。ここで、光強度測定部 4 6にて測定される光強度を最小化することは、補償部 1 6の制御という観点からみれば、補償部 1 6に入射した光の偏波モード分散を補償して、偏光度の高い光として出射させることである。偏光度の高い光は、第 2の偏波コントローラ 4 0によって偏光度の高い直線偏光に偏光変換されるので、光強度測定部 4 6で測定される直線偏光の強度が最小となる。かくして、補償装置 1 0では、第 2の偏波コントローラ 4 0、偏光分離部 4 2及び光強度測定部 4 6が、フィードバック制御における検出手段としての機能を果たしている。補償装置 1 0では、第 2の偏波コントローラ 4 0から出射した光を、光タップ等を用いて単に所定の強度比にて分岐するのではなく、偏光分離部 4 2によって、理想的にはゼ口となるべき光の強度を制御量として分岐することによって、このように簡単な構成で検出手段を実現している。その結果、補償装置 1 0では検出手段として、構成が複雑な、偏光解析器や、強度変調スぺクトルを解析するための電気回路等を使用する必要がない。そして、補償装置 1 0は、構成が簡単であるがゆえに、応答速度が速く、刻々と変換する偏波モード分散にも追従することができる。また、補償装置 1 0においては、偏光分離部 4 2によって非偏光成分が除去されるので、光ファイバ 1 2の 1次偏波モード分散のみならず、 2次偏波モード分散についても補償される。

—方、捕償装置 1 0においては、第 2の偏波コントローラ 4 0を制御して、光ファイバ 1 4に入射する直線偏光の光強度を最大にするということは、補償部 1 6の制御を行うにあたって必要不可欠である。そこで、補償装置 1 0では、この第 2の偏波コントローラ 4 0の制御のための制御量を、補償部 1 6の制御量と共通にして、補償装置 1 0の構成の単純化を図っている。なお、偏光度の高い光とは、付与されている偏波モード分散の小さい光、もしくは、偏波モード分散が十分補償された光であって、そのスぺクトル内に含まれる互いに波長の異なる光の偏光状態が揃っている光のことをいう。このことを、図 4 ( a ) に例示したように、中心波長； L 0のスペクトル形状を有し、中心波長; L 0の光の偏光状態が図 4 ( b ) に示したように直線偏光の場合について説明する。この場合、光の偏光度が高ければ高いほど、スぺクトルに含まれる中心波長; L0以外の波長； 11，え 2の光の偏光状態が、図 4 (c) ， (d) に示したように、中心波長; L0の光と同じ直線偏光に近くなる。このように偏光度の高い光が、第 2の偏波コントローラ 40によって直線偏光に偏光変換された場合、スぺクトル内で偏光状態がほぼ直線偏光に揃えられるので、偏光分離部 42にて光ファイバ 44へ分岐される直線偏光成分はほとんど発生せず、光強度測定部 46で測定される光の強度は小さくなる。これに対して、偏光度の低い光は、付与されている偏波モード分散の大きい光、もしくは、偏波モード分散が十分補償されていない光であって、中心波長え 0の光の偏光状態が直線偏光のときには（図 5 (a) ， (b) 参照）、スぺタトルに含まれる中心波長; L0以外の波長； 1, λ 2の光の偏光状態が、中心波長; L0の光とは異なる例えば楕円偏光となる（図 5 (c) , (d) 参照)。このような偏光度の低い光が第 2の偏波コントローラ 40によって直線偏光に偏光変換された場合、スペクトル内で偏光状態がばらつくので、偏光分離部 42にて光ファイバ 44へ分岐される直線偏光成分が発生し、光強度測定部 4 6で測定される光の強度は大きくなる。以下では、補償部 16がそこに入射した光の偏波モード分散を補償する方法を、直交する 3つの基底がストークスパラメータ Sl， S2, S3であるストークス空間を用いて説明する。スト一タス空間においては、図 6に例示したように、送信器からの光が光フアイバ 12に入射したときの偏光状態はベクトル Sinで表される。そして、光ファイバ 12の偏波モード分散はべクトル Ω tで表される。また、群遅延時間差付与部 20が 2つの固有偏光間に付与する群遅延時間差はべクトル Ω cで表され、偏波コントローラ 18の偏光変換は変換行列 Tで表される。制御部 4 8は、ベタトル Ω cを変換行列 Tによって変換して得られたベタトル Ω c · Tと、ベタトル Ω tとの和が、ベタトル S inと同じ方向を向くように、第 1の偏波コントローラ 1 8の偏光変換を制御する。この制御によれば、送信器からの光が光ファイバ 1 2に入射したときの偏光状態に、光ファイバ 1 2及び補償部 1 6からなる光路の互いに偏光状態の直交する主偏光の一方が合わせられている。偏波モード分散は互いに直交する 2つの主偏光間に付与されるので、一方の主偏光に一致した光には偏波モード分散は発生しない。したがって、この制御によって、光ファイバ 1 2の偏波モード分散が補償される。なお、幾何的な考察によれば、ベクトル Ω c · Tと、ベクトル Ω tとの和が、ベタトル S i nと同じ方向を向くことを常に可能とするために、べクトル Ω t が光ファイバ 1 2の状態に応じてあらゆる方向をとりうることを考慮して、ベクトル Ω cの大きさはべクトル Ω tよりも大きくなるよう選択されるべきである。ところが、伝送路たる光ファイバは敷設状態の変化、例えば、温度変動 - 側圧変動により PMD量が変化し、それはある確率分布を持つことが知られている。その確率的に分布する PMD量に対して 2次 PMDも考慮した最適な群遅延時間差付与部 2 0の群遅延時間差については後で述べる。ここで、ベタトル Ω cの大きさは群遅延時間差付与部 2 0の群遅延時間差に対応した固定量である。また、補償部 1 6が、群遅延時間差付与部 2 0の代わりに、群遅延時間差が可変である群遅延時間差付与部 2 2又は群遅延時間差付与部 2 4を備えている場合には、図 6を用いて説明した補償方法は勿論のこと、これとは別に、以下の補償方法を採用することができる。すなわち、ベタトル Ω cの大きさが可変量であって、図 7に例示したように、制御部 4 8は、ベクトル Ω cの長さを調整してベクトル Ω c，とし、ベクトル Ω c， . Tとべクトル Ω tとの和が 0となるように第 1の偏波コントローラ 1 8 の偏光変換及び群遅延時間差付与部 2 2 ( 2 4 ) の群遅延時間差を制御する。この制御によれば、群遅延時間差付与部 2 2 ( 2 4 ) の 2つの固有偏光のうち遅い固有偏光が光ファイバ 1 2の 2つの主偏光のうち速い主偏光に、群遅延時間差付与部の速い固有偏光が光ファイバ 1 2の遅い主偏光にそれぞれ一致させられるとともに、群遅延時間差付与部 2 2 ( 2 4 ) の群遅延時間差が、光フアイバ 1 2の主偏光間の偏波モード分散に一致させられている。すなわち、補償部 1 6は、光ファイバ 1 2とは逆の偏波モード分散を有するように制御され、この制御によって、光ファイバ 1 2の偏波モード分散が補償される。更に、本発明の他の態様を図面に基づいて説明する。ここでは、光信号の伝送路において一対の送信器と受信器の間の受信機側に介挿して使用される PM D補償装置に対して本発明を適用した 2つの実施形態について説明する。図 8は、本発明を適用した第 1の実施形態に係る PMD補償装置 1 0の構成を示す図である。図 8に示すように第 1の実施形態では、偏波コントローラ 1 0 1と、固定 PMD付与部 1 0 2と、受信器 1 0 3と、モニタ部 1 0 4と、制御回路 1 0 5とを含んで PMD補償装置 1 0が構成されている。

図 8に示す PMD補償装置 1 0には、外部から光ファイバ等からなる伝送路を経由して光信号が入射される。このとき、 P MD補償装置 1 0に入射される光信号は、伝送路中で 2つの直交する偏波モード間に D G Dが生じること（及びその周波数分散）により所定の PMD量を有する状態になっている。図 8の構成において、偏波コントローラ 1 0 1は、光信号の伝送路と光学的に結合され、 PMD補償装置 1 0に入射される光信号に対して後述のようにモユタ部 1 0 4からのフィードパック信号に対応して制御回路 1 0 5から出力された制御信号に基づき適正な偏光変換制御を施して所望の偏光状態の光信号を出力する。固定 PMD付与部 1 0 2は、偏波コントローラ 1 0 1から出力された光信号に固定量の PMDを付与する素子である。第 1の実施形態では、固定 PMD付与部 1 0 2が 1次 PMDの成分に加えて 2次 PMDの成分を備え、 1次 P MD と 2次 PMDの双方を補償可能に構成したことを特徴としている。なお、固定 PMD付与部 1 0 2の具体的な構成及び動作については後述する。本発明の受信手段としての受信器 1 0 3は、固定 PMD付与部 1 0 2から出力された光信号を受光し、ディジタル信号を抽出する。また、本発明のモニタ手段としてのモニタ部 1 0 4は、受信器 1 0 3の動作に基づき光信号の PMD の状態を監視し、監視結果に対応するフィードバック信号を出力する。

なお、図 8の例では、モニタ部 1 0 4は、例えば受信器 1 0 3におけるエラ一信号などの動作状態を判別して P MDの状態を監視する場合を示しているが、固定 PMD付与部 1 0 2から出力された光信号を分岐し、分岐された光信号に基づいて PMDの状態を監視する構成であってもよい。本発明の制御手段としての制御回路 1 0 5は、モニタ部 1 0 4から出力されたフィードバック信号を受け、このフィードバック信号に応じた制御信号を偏波コントローラ 1 0 1に供給する。よって、光信号の P MDにおける状態の変動はフィードバック信号に変化を生じさせ、それを速やかに偏波コントローラ 1 0 1に対する制御状態に反映させることができる。次に、図 9 Aおよび図 9 Bを用いて固定 PMD付与部 1 0 2における PMD ベタトルによる補償原理について説明する。図 9 Aに示すように、光信号を伝送する伝送路の P MD特性は、 1次 PMDベタトル Ω Τと 2次 PMDベタトル Ω Τ ' とを用いて表すことができる。なお、図 9 Αにおいて、 1次 PMDベタトルと 2次 PMDベクトルは直交するものとして説明を行う。実際には、両者には平行な成分も存在するが、これらは伝送特性に与える影響が小さいのに対し、直交成分が伝送特性に大きな影響を与えるので、本実施形態に係る PMD 補償装置 1 0では直交成分を対象として扱い、平行成分は省略して扱うものとする。図 9 Aに示すように、固定 PMD付与部 102が固定の 1次 PMDべクトル Ω〇の成分のみを備えている場合、 PMD捕償装置 10は系全体の PMDベタトルの方向を伝送路への入力信号光の偏光状態 S i nの方向に一致させることにより、 1次 PMDの効果を補償することができる。これに対し、 2次 P MDベタトノレ ΩΤ，の影響は、 PMD補償装置 10と伝送路との間のモード結合によって新たに発生する 2次 PMDべクトル ΩΑ' と合わさって残存することになる。この 2次 PMDベクトル Ω A' は、伝送路の 1次 PMDベタトル ΩΤと 1次 PMDベタトル Ω〇との相対角度に基づいて方向及び長さが定まるので、調整することはできない。図 9Βは、固定 PMD付与部 102に基づく 2次 PMDの補償原理を説明する図である。図 9 Βに示すように、固定 PMD付与部 102には、固定の 1次 PMDべクトル Ω Cに加えて固定の 2次 PMDべクトル QC' の成分を備えているとする。このとき、図 9 Βにおける 1次 PMDベクトル Ω Cを軸として回転させた場合、 1次 PMDの補償状態には影響を与えることなく、 1次 PMD べクトルと垂直な面内において 2次 PMDベタトル Ω〇，の方向を自在に調整することが可能となる。この場合、 ΩΤ' +ΩΑ， +QC を最小化するように調整を行う力、、あるいは光信号の劣化を最小に抑えるように調整を行うことができるので、固定 PMD付与部 102において 2次 PMD成分の抑圧が可能となる。次に、上述のような固定の 2次 PMD成分を備えた PMD付与部 102の具体例を図 10に示す。卩]^0付与部102は、複数の直線複屈折媒質を固有偏光軸に相対角度をつけて連結させることにより構成することができる。図 10 の例では、直線複屈折媒質 102 a、 102 b、 102 c…を所定の相対角度で順次連結する場合を示している。直線複屈折媒質としては、例えば、偏波保持ファイバ（PMF ： Polarization Maintaining Fiber)を用いるか、あるいはルチル結晶などの 1軸性複屈折結晶を用いることができる。

PMFを用いて PMD付与部 102を構成する場合は、融着接続器を使用し、相対角度をつけて PMFの所定の接続箇所を融着すればよい。また、 1軸性複屈折結晶を用いて PMD付与部 102を構成する場合は、コリメータを用いてファイバからの出力光を一旦平行ビームに変換し、結晶光学軸に相対角度をつけて配置した結晶を透過させることにより実現することができる。

PMD付与部 1 02により 1次 PMDべクトルに直交する 2次 PMD成分のみを発生させる場合には、 2段構成の直線複屈折媒質を用いれば十分である。この場合、各々の直線複屈折媒質の DGDをそれぞれ τ 1、 τ 2とし、その相対角度を 0とすると、 PMD付与部 102における 1次 PMD量（DGD)、及び 2次 PMD量（SOPMD) は、次式のように表すことができる。

<DGD>= (τ 12 + τ 22 + 2 τ 1 τ 2cos20) 1/2 [ρ s ]

< SOPMD>= τ 1 τ 2sin2 θ [ρ s 2]

上式で表される DGD及び SO PMDは、本実施形態に係る PMD補償装置 10 を適用する伝送路に適合するように選択可能である。具体的には、 DGD及び SOPMDの確率密度分布に基づき統計的に最良に振舞う最適値を選択し、 D GD及び SOPMDがその最適値となるように、て 1、て 2、 0を様々な値に定めることができる。次に図 1 1は、本発明を適用した第 2の実施形態に係る PMD補償装置 20 の構成を示す図である。上述したように第 1の実施形態においては、固定の 2 次 PMDベクトルは、固定の 1次 PMDベクトル Ω Cの垂直な面内で調整を行う構成であるのに対し、第 2の実施形態では調整の自由度をより高くできる構成を採用する。具体的には図 1 1に示すように、第 1偏波コントローラ 201と、固定 DGD付与部 202と、第 2偏波コントローラ 203と、固定 SOPMD付与部 204と、受信器 205と、モニタ部 206と、制御回路 2 07とを含んで第 2の実施形態に係る PMD補償装置 20が構成されている。図 1 1に示す PMD補償装置 20においては、第 1の実施形態と同様の伝送路を経由して入射した光信号に対し、第 1偏波コントローラ 201による偏光変換制御が施された後、固定 DGD付与部 202に導かれる。この固定 DGD 付与部 202は、固定の 1次 PMDの成分のみを備えた素子であり、本発明の第 1の固定 PMD付与部として機能する。そして、固定 DGD付与部 202から出力された光信号に対し、第 2偏波コントローラ 203による偏光変換制御が施された後、固定 SOPMD付与部 2 04に導かれる。この固定 SO PMD付与部 204は、固定の 2次 PMDの成分のみを備えた素子であり、本発明の第 2の固定 PMD付与部として機能する。なお、 PMD補償装置 20の受信器 205及びモニタ部 206は、第 1の実施形態の場合と同様の機能を持つ。このような構成により、第 2の実施形態に係る PMD補償装置 20は、固定の 1次 PMDべクトルに制約されることなく、固定の 2次 PMDベタトルを所望の方向に向けることが可能となる。よって、 PMD補償装置 20による 2次 PMDの抑圧効果を高めることができる。次に、第 2の実施形態において、上述の固定 DGD付与部 202及び固定 S OPMD付与部 204の具体的な構成例を図 12及ぴ図 1 3を用いて説明する。まず、固定 DGD付与部 202は、単一の PMF又は 1軸性複屈折結晶を用いて構成することができる。一方、固定 S OPMD付与部 204は、第 1の実施形態の図 1 0に示す構成と同様にして多段の PMF又は 1軸性複屈折結晶を用いて構成することができる。固定 S OPMD付与部 204の最小の構成としては、 3つの PMF又は 1軸性複屈折結晶を用いればよいが、上述したような固有偏光軸に相対角度をつけて連結させるだけでは、 S O P M Dを残したままの状態で全体の DGDを 0にすることができない。 ' そこで、固定 SO PMD付与部 204の構成として、図 12又は図 13に示すように、 3つの PMF又は 1軸性複屈折結晶等である素子 204 a〜204 f を連結させた場合のいずれかの連結部に、固定の偏光変換器 204 gを配置することにより、全体の DGDを 0にする場合を示す。固定の偏光変換器 20

4 gは、光学位相素子を組み合わせて所定の偏光変換機能を持たせることにより実現することができる。図 12は、 1段目の素子 204 a、 2段目の素子 204 b、固定の偏光変換器 204 g、 3段目の素子 204 cの順で配置した固定 SO PMD付与部 20 4の例を示している。また、図 1 3は、 1段目の素子 204 d、 2段目の素子 204 e、固定の偏光変換器 204 g、 3段目の素子 204 f の順で配置した固定 SO PMD付与部 204の例を示している。いずれの構成においても、図 12及び図 1 3に各々の PMDベタトルを示すように、固定 SOPMD付与部 204に作用に基づき全体の DGDを打ち消すことができる。なお、上述の固定 SO PMD付与部 204において、大きな温度変動が発生し場合、各々の PMFや 1軸性複屈折結晶内において 2つの固有偏光モード間の位相揺らぎが引き起こされることにより、 1次 PMDべクトル及ぴ 2次 PM Dベクトルの方向が揺らぐことがある。従って、このような温度変動の影響を軽減するためには、温度調整装置（温度調整手段）によって固定 PMD付与部

204の温度を一定に保つ必要がある。また、本発明の変形例として、図 1'4に示すように PMD補償装置 30を構成してもよい。図 14に示す変形例は、偏波コントローラ 301と、固定 PM D付与部 302と、偏波コントローラ 303と、偏光子（又は偏光分離素子）

304と、受信器 305と、モニタ部 306と、制御回路 306とを含んで PMD 捕償装置 30が構成されている。本変形例においては、 1つの偏波コントローラ 303及ぴ 1つの偏光子（又は偏光分離素子） 304が 2次 PMD抑圧部として機能し、これを後段に配置することにより組み合わせることが可能となり、さらに 2次 PMDの補償効果を高めることができる。モニタ部は、偏光分離素子からの光強度をモエタするようにしても良い。以上説明した本発明は、上記の実施形態に限定されることなく、様々な変更が可能である。例えば、第 1の実施形態における固定 PMD 1 02、第 2の実施形態における固定 DGD付与部 202、固定 SOPMD付与部 204を構成する部材と組み合せ方法は、同様の機能を持たせることができれば自在に選択することができる。更に、ここまでに説明した発明形態は、基本となる 1次 PMD補償器（1つの固定の群遅延時間差 (Differential Group Delay: DGD)付与部と、 1つの偏波コントローラ（Polarization Controller: P C)を備えた簡易 PMD補償装置（PMD Compensator: PMDC)、特に、偏光度（Degree Of Polarization: DO P)モニタを備えた上記簡易 PMD C (参考文献 [4] (F. Roy et al. , OFC' 99， TuS4-l, p275, 1999)) ) に対して、簡潔に 2次 PMDの抑圧効果を付加したものである。その基本となる簡易 PMD C部の適用される伝送路に対する最適 D GDについて説明する。

PMDベタトルの概念を用いると、この PMDCは主偏光（Principal State of Polarization: P S P)伝送として機能する。すなわち、 PMDCを含めた伝送路全体の P S P (PMDべクトルの方向）を入力信号光の偏光状態（State Of Polarization: S O P)の方向に向かせることで補償している。従って、全体の PMDベタトルを入射信号光の取りうるあらゆる SOPの方向に向かせるためには、 PMDCの DGD付与部は伝送路の DGD以上の DGD量を持たなければならない (参考文献 [4])。しかし、 2次 PMDを考慮すると、伝送路の統計分布により取り得る DGDの最大値は必ずしも PMDCの DGD付与部の最適 D GD量とはならない。

PMDCおよび光通信システムについての本発明は、以下のように構成されている。すなわち、（1)最適 DGD量を持った DGD付与部を備えた PMD C、 (2)光通信システムに該 PMD Cを適用する方法、（3)最適 DGD量を持った D GD付与部を備えた PMDCの適用された光通信システム。図 1 5A、図 1 5B、図 15 Cは本発明における光通信システムを示したものである。例えば、入力信号は NRZ、 40Gbps、 2⁷の擬似ランダムビットパターンであり、波長 1 550 nm、消光比 1 3 dBとすることができる。 2次 PM Dは入力信号 SOPとシステム全体の P S Pとの間の関係によって変化するので、入射信号 SOPをスクランブルする。光伝送路のモデルは参考文献 [1] (F. Bruyere, Optical fiber Tech. , 2, pp269- 280， 1996) のモデルに従っており、伝送路のジヨーンズマトリクスを DGDの周波数依存性を加味した位相シフト行列と、 P S Pの周波数依存性を加味した回転行列によって構成している。前者は 1次 PMDである DGDと 2次 PMDの一部である偏波依存波長分散 (Polarization

-dependent Chromatic Dispersion: P C D)の成分を含み、後者は 2次 PMDの一部である P S Pの周波数依存性を含んでいる。簡易 PMDCは 1つの PCと 1つの DGD付与部、さらに DOPモニタを備え、図 1 5Bに示されているように動作する。具体的には PCは最大の DO Pとなるように偏光変換を行う。レシーバは参考文献 [7] (S.D.Personick, Bell Syst. Technol. J., 52(6)， pp.843-886, 1973)に記載の基本的なモデルに従っている。ここに示すシミュレーシヨンでは光ノイズと、伝送路の透過率を無視している。まず伝送路には D G Dのみを想定する。 D GD力 S0〜25psの分布を持つとき、幾つかの異なる DGD量を持たせた上記 PMDCによって補償された Q値を全ての入射 SOPに対して計算した。図 16A、図 16 Bは伝送路の DGD量（τ L)についての DOPと Q値を、 PMDCの DGD付与部の様々な DGD量（て C) に対して計算した結果である。ただし、 DO Pと Q値は共に入射 SOPに対しての最小値を示している。 Q値の変化の傾向は、 DOPのそれとよく一致しており、 DOPが PMDによる伝送劣化ペナルティを正しく示していることが分かる。て C ，て Lがそれぞれ 25_Ps， 12.5psであるとき、 Q値が大きく劣化しているが、これは 2次 PM Dの影響である。 DOPのグラフにも同じ傾向が見られることから、 DOPが 2次 PMDの影響もモニタできることが分かる。 2次 PMDはこの場合て τ Lの大きさに比例して増加するが（参考文献 8) (N. Gisin et al. , Optics Communications, 89， pp.316— 323， 1992)、 TC = T;L の場合には、各々の固有偏光軸を直交させることで 1次、 2次 PMD共に 0となるので Q値は劣化しない。もちろんてじが小さ過ぎれば、 TTLを補償しきれないため Q値は劣化する。最悪の Q値が最大となる最適のはおよそ 18.75psであり、これは DGDの分布を 0〜25psとし、その最大値を T=25psと置けば、 0.75T程度であることが分かる。また、同様に図 16 Bの横軸を 0〜20psとして、 20ps以上を無視した場合でも最適なて Cは 15.625ps付近であり、 T=20psで 0.75Tが 15psであるから同じようにあてはまることが分かる。次に、 2次 PMDを加えた場合の計算を行った。 2次 PMDの値は 2乗平均平方根値 (root mean square: rms)を代表値として選んだ。仮に DGDが 0〜25ps の分布を示す場合、その伝送路の平均 DGDはおよそ 10psとなる。従って、 2 次 PMDの 2つの成分である P S P回軾と DGD周波数微分 τ ωの rms値はそれぞれ、 7.2ps， 22.7ps2となる（参考文献 [9] (L. E. Nelson et al. , Photon. Technol. Lett. , 11(12)， pl614, 1999) ₀ 図 7はこの Kおよび τ ωを伝送路に与えて図 16の場合と同様に τ Lに対して τ Cが様々な値を持つ場合の捕償された Q値の計算結果である。が大きい時、図 16 Βと比べると Κおよびて coの影響で Q値があまり捕償されていないが、最適な D G D値て Cはやはり 18.75ps 付近であることが分かる。もし DGD分布の幅がより小さくなれば、 Kおよび τ ωも同じように小さくなる。従って、 2次 PMDの値が小さくなると DGD のみ場合（図 1 6 Β)の傾向がより顕著になることを考えると、簡易 PMDCの最適 DGD量はいかなる場合でもおよそ 0.75Τとなることが分かる。この結果は、 2次 PMDを抑圧した本発明に係る複数の実施形態にも同様にてきようすることができる。

この結果を実際の光通信システムに適用する場合、まずシステムの伝送路 (光ファイバ）の統計的な PMD特性を測定しなければならない。そして、その DG D分布から最大 DGD値を決定する。その結果に従って、 PMDCにインストールされるべき DGDの最適値を前記の定義（最大 DGDの 0.75) に従って決定する。

以上本発明において、 1次 P MDおよび 2次 P MDの存在する伝送路における DGD分布の最大値の 0.75を PMDCにィンストールする D GD付与部の D GD値と定義した。そして、その最適 DGD値の決定方法を示した。本発明によれば、簡易で安価な PMDCを光通信システムに最適に適用することができる。産業上の利用可能性

以上の説明で明らかなように、本発明の偏波モード分散補償装置は、制御量を検出するための構成が単純であって応答速度が速く安価であるとともに、 1 次偏波モード分散のみならず 2次偏波モード分散も補償できる。

また、本発明の偏波モード分散補償方法によれば、制御量の検出が容易であつて応答速度が速く、また、 1次偏波モード分散のみならず 2次偏波モード分散も補償できる。

更に、本発明によれば、構成が簡単で制御が容易な偏波モード分散補償装置を実現できるともに、 1次 PMDのみならず 2次 PMDに対する抑圧効果が高い偏波モード分散補償装置を提供することができる。

また、本発明によれば、光伝送路に対して固定 DGD付与部を有するすべての偏波モード分散ネ甫償装置を最適に適用することができる。

Claims

請求の範囲

1 . 光伝送路を伝搬してきた光に偏光変換を施す第 1の偏波コントローラ及ぴ前記第 1の偏波コントローラによつて偏光変換された光に群遅延時間差（ D G D ) を付与する群遅延時間差（D G D) 付与部を含み、前記光伝送路の伝搬過程で前記光に付与された偏波モード分散を補償するための補償部と、

前記補償された光に、その偏光状態が一の直線偏光となるように偏光変換を施す第 2の偏波コントローラと、

前記第 2の偏波コントローラによつて偏光変換が施された光を、前記一の直線偏光及びこの一の直線偏光に直交する他の直線偏光に分離する偏光分離部と、前記分離された他の直線偏光の強度を測定する光強度測定部と、

前記測定された他の直線偏光の強度を最小化するように前記補償部及び前記第 2の偏波コントローラを制御する制御部とを備えたことを特徴とする偏波モ一ド分散補償装置。

2 . 前記群遅延時間差（D G D) 付与部に、光伝送路の偏波モード分散の確率密度分布に基づき統計的に最良に振舞う D G D最適値を選択して、前記最適値を前記群遅延時間差として付与する、請求項 1に記載の偏波モード分散補償部およびそれを用いた偏波モード分散補償装置。

3 . 前記最適値が D G D確率密度分布の最大値の 7 5 %である、請求項 2に記載の偏波モード分散補償部およびそれを用いた偏波モード分散補償装置。

4 . 光伝送路を伝搬してきた光に偏光変換を施してから群遅延時間差（D G D) を付与して、前記光伝送路の伝搬過程で前記光に付与された偏波モード分散を補償する補償工程と、

前記補償工程にて補償された光に、その偏光状態が一の直線偏光となるように偏光変換を施す偏光変換工程と、

前記偏光変換工程にて偏光変換が施された光を、前記一の直線偏光及ぴこの一の直線偏光に直交する他の直線偏光に分離する偏光分離工程と、

前記偏光分離工程にて分離された他の直線偏光の強度を測定する測定工程と、前記測定工程にて測定された他の直線偏光の強度を最小化するように前記補償工程及び前記偏光変換工程を制御する制御工程とを備えたことを特徴とする偏波モード分散補償方法。

5 . 光伝送路の偏波モード分散の確率密度分布に基づき統計的に最良に振舞う D G D最適値を選択して、前記最適値を前記群遅延時間差として付与する、請求項 4に記載の偏波モード分散補償工程およびそれを用いた偏波モード分散補償方法。

6 . 前記最適値が D G D確率密度分布の最大値の 7 5 %である、請求項 5に記載の偏波モード分散補償工程およびそれを用いた偏波モード分散補償方法。

7 . 伝送路を伝搬する光信号に発生する偏波モード分散を補償する偏波モード分散補償装置であって、

前記伝送路を経由して入射された光信号に偏光変換を施す偏波コントローラと、

前記偏波コントローラによつて偏光変換された光信号に固定量の P MD (偏波モード分散）を付与する固定 P MD付与部と、

前記固定 P MD付与部から出力された光信号の状態を監視するモニタ手段と、前記モユタ手段からのフィードバック信号に基づき前記偏波コントローラを制御する制御手段と、

を備え、前記固定 P MD付与部が付与する前記固定量の P MDは、固定の 1 次 P MDと固定の 2次 P MDとからなることを特徴とする偏波モード分散捕償

8 . 前記固定 P MD付与部は、固有偏光軸に相対角度をつけて連結した複数の偏波保持光ファィバ又は 1軸性複屈折結晶からなることを特徴とする請求項 7 に記載の偏波モード分散捕償装置。

9 . 伝送路を伝搬する光信号に発生する偏波モード分散を補償する偏波モード分散補償装置であって、

前記伝送路を経由して入射された光信号に偏光変換を施す第 1の偏波コント口¹ ~ラ

前記第 1の偏波コントローラによつて偏光変換された光信号に固定の 1次 P MDのみを付与する第 1の固定 P MD付与部と、前記第 1の固定 P MD付与部から出力された光信号に偏光変換を施す第 2の偏波コントローラと、

前記第 2の偏波コントローラによつて偏光変換された光信号に固定の 2次 P MDのみを付与する第 2の固定 P MD付与部と、

前記第 2の固定 PMD付与部から出力された光信号の状態を監視するモニタ手段と、

前記モニタ手段からのフィードパック信号に基づき前記第 1の偏波コント口一ラ及び前記第 2の偏波コントローラを制御する制御手段と、

を備えることを特徴とする偏波モード分散補償装置。

1 0 . 前記第 1の固定 P MD付与部は、 1つの偏波保持光ファイバ又は 1軸性複屈折結晶からなることを特徴とする請求項 9に記載の偏波モード分散補償装置。

1 1 . 前記第 2の固定 P MD付与部は、固有偏光軸に相対角度をつけて連結した 3つ以上の偏波保持光ファイバ又は 1軸性複屈折結晶からなることを特徴とする請求項 9に記載の偏波モード分散補償装置。

1 2 . 前記第 2の固定 P MD付与部の連結部のいずれかに固定の偏光変換器を配置し、当該偏光変換器に前記第 2の固定 P MD付与部の 1次 P MDを 0とするような偏光変換機能を持たせたことを特徴とする請求項 1 1に記載の偏波モ一ド分散補償装置。

1 3 . 前記第 1の固定 P MD付与部又は前記第 2の固定 P MD付与部の温度を調整する温度調整手段を更に備えることを特徴とする請求項 7又は請求項 9記載の偏波モード分散補償装置。

1 4 . 1つの偏波コントローラと 1つの偏光子又は偏光分離素子からなる 2次 P MD抑圧部を後段に配置したことを特徴とする請求項 7又は請求項 9に記載の偏波モード分散補償装置。

1 5 . 光伝送路の偏波モード分散の確率密度分布に基づき統計的に最良に振舞う、最適な固定の 1次おょぴ 2次 P MDをもつ固定 P MD付与部を備えた'請求項 7、 9、または 1 4に記載の偏波モード分散補償装置。

1 6 . 請求項 2、 5、または 1 5に記載の偏波モード分散補償装置を備えた光 6Z

C08600/C00Zdf/X3d Z66£I0請 OAV