(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
光リンク(Lopt)を伝わる光信号(SWDM)に影響を与える偏波モード分散を制御パラメータの関数として補償するように構成された、偏波コントローラ(PC)に適用されるべき一連の制御パラメータを計算する方法であって、
複数の偏波状態(SOPi)を計算するステップ(A3)であり、前記複数の偏波状態(SOPi)に対するポアンカレ球上のそれぞれの表示がビット誤り率の許容閾値によって決まる最小距離(D)よりも大きい距離(d)で互いに隔てられる、ステップ(A3)と、
計算された偏波状態ごとに、前記偏波コントローラに適用されるべき少なくとも1つの制御パラメータ(Vai、Vbi)を前記計算された偏波状態(SOPi)に関連づけるステップ(A5)とを含む、計算方法。
【請求項２】
計算されるべき別個の偏波状態の数nSOPを決定するステップ(A1)を追加的に含み、前記複数の偏波状態を計算するステップが、前記ポアンカレ球上で実質的に等距離の表示を有するnSOP個の偏波状態(SOPi)を計算するステップを含む、請求項1に記載の計算方法。
【請求項３】
それぞれの表示が前記ポアンカレ球の全体にわたって分散されるように前記nSOP個の別個の偏波状態が計算される、請求項2に記載の計算方法。
【請求項４】
前記計算されるべき偏波状態の数nSOPを決定するステップが、偏波状態の最大数MAX(nSOP)を前記最小距離の関数として計算するステップ(A13)と、前記最大数MAX(nSOP)以下である数nSOPを選択するステップ(A17)とを含む、請求項2または3に記載の計算方法。
【請求項５】
前記光信号が少なくとも1つのフレームのデータを搬送し、誤り訂正符号が前記光信号によって搬送される前記データを符号化するために使用される方法において、前記計算されるべき偏波状態の数nSOPを決定するステップが、計算されるべき偏波状態の最小数MIN(nSOP)を、前記フレームのビットの数nbitsと前記誤り訂正符号の訂正能力Capcodとの関数として計算するステップ(A15)を追加的に含み、前記数nSOPが前記最小数MIN(nSOP)以上となるように追加的に選択されることを特徴とする請求項4に記載の計算方法。
【請求項６】
使用される前記誤り訂正符号が、前記最小距離(D)を減少させるのに好適な第1の内部符号と、ブロックの誤りを訂正するように構成された第2の誤り訂正符号との少なくとも連結から構築される、請求項5に記載の計算方法。
【請求項７】
光リンクでの伝送中に光信号に影響を与える偏波モード分散を補償する方法において、前記光リンクの上流に配置される偏波コントローラに一連の所定の制御パラメータを連続的に適用し(B)、前記所定の制御パラメータが、請求項1から6のうちの一項に記載の計算方法によって計算される(A)ことを特徴とする補償方法。
【請求項８】
前記光信号が少なくとも1つのフレームのデータを搬送する方法において、前記所定の制御パラメータが、前記フレーム中のビットの数nbitsと、偏波状態の数nSOPとの関数として決定された適用期間(τapp)の間、適用されることを特徴とする請求項7に記載の補償方法。
【請求項９】
計算モジュールにロードされ実行されるときに、請求項1から6のうちの一項に記載の計算方法の前記ステップを実施するための符号命令を含むコンピュータプログラム。
【請求項１０】
偏波モード分散補償デバイスにロードされ実行されるときに、請求項7または8のいずれかに記載の補償方法の前記ステップを実施するための符号命令を含むコンピュータプログラム。
【請求項１１】
光信号を受け取ることができる偏波コントローラ(PC)と、前記偏波コントローラに少なくとも1つの制御パラメータを適用するように構成された制御モジュール(DRV)とを備える偏波モード分散補償デバイス(PS)であって、請求項7または8のいずれかに記載の補償方法を実施するように構成された補償デバイス。
【請求項１２】
前記偏波コントローラに適用されるべき複数の制御パラメータが記憶される記憶手段(MEM)を前記制御モジュール(DRV)が追加的に含み、前記複数の制御パラメータが、請求項1から6のうちの一項に記載の計算方法によって得られる、請求項11に記載の補償デバイス。
【請求項１３】
光信号(SWDM)が伝わる少なくとも1つの光リンク(Lopt)と、請求項11または12のいずれかに記載の補償デバイス(PS)とを備える光伝送システムであって、前記光信号が前記光リンクを伝わるとき前記光信号に影響を与える偏波モード分散を補償するために、前記補償デバイスは前記光リンクへの入力部に接続され、前記光信号が前記光リンクに入る前に前記光信号の偏波状態を変更するように構成される、光伝送システム。
【請求項１４】
前記光リンクからの出力部での残留波長分散のレベルが所定の分散閾値を超えるように決定された長さの少なくとも1つの追加の光ファイバ(Fa1、Fa2)を追加的に含む、請求項13に記載の光伝送システム。
【請求項１５】
多チャネル光信号を前記補償デバイスに供給するために光多重化装置(Mux)に接続された複数の光送信器(Tx1、Txn)を追加的に含み、前記複数の光送信器および前記光多重化装置が偏波保持構成要素で実現される、請求項13または14に記載の光伝送システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は光伝送システムの分野に関し、より詳細には、偏波モード分散を受ける光伝送システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
光伝送システムは、一般に、送られるべき情報に応じてパワーまたは位相が変調される少なくとも1つの偏波光搬送波を送信する送信端末と、多くの場合、単一モードであり、送信端末によって放出された信号を搬送するファイバのセクションと、ファイバによって伝送された光信号を受信するように働く受信端末とからなる。
【０００３】
光伝送システムの性能は、特に信号品質およびデータレートに関して、光信号を劣化させる物理現象の発生源である光ファイバの光学的性質によって制限される。
【０００４】
光パワーの減衰および波長分散が、関連する現象のうちで最も制限するものとして最初に明らかになったが、それらが引き起こす劣化を少なくとも部分的に解決する手段が提案されている。
【０００５】
別の不都合な現象は、偏波モード分散(PMD)である。そのような現象は、光信号の伝送レートをさらに向上させようとする試みが進められているという理由から、もはや些細なことではない。
【０００６】
偏波モード分散のこの現象は、それが影響を与える光伝送システムが、長距離リンクで使用され、10Gbit/s以上のチャネル当たりのビットレートで動作するWDM(波長分割多重)光伝送システムである場合に補償するのが特に困難である。各チャネルは偏波モード分散によって各様に影響を受け、単一チャネルの補正解決策を使用する必要がある。
【０００７】
そのようなデータレートでは、ファイバへの偏波モード分散の影響が問題になる。既存の通信会社のネットワークのかなりの数のファイバはPMD特性を有しており、その結果、10Gbit/s以上の伝送はケーブルのすべてまたは一部を交換せずには可能でなく、それは当該の通信会社にはかなりの投資となる。
【０００８】
偏波補償のためのいくつかの光デバイスが偏波モード分散の影響を補償する試みのために提案されているが、それらのコストが高く、これらの解決策が(WDMリンクは数十のチャネルを含むが)単一のチャネルシステムにより好適であり、利得および応答時間に関する可能性を制限しているために、1OGbit/sでは依然として使用されていない。これらの光補償デバイスの大部分はフィードバック信号を必要し、フィードバック信号は、劣化の検出と、補償デバイスへの適切なパラメータの適用との間に遅延を要する。
【０００９】
FFE/DFE(フィードフォワードイコライザ、判定フィードバックイコライザ)またはMLSE(最尤系列推定器)イコライザに基づく10Gbit/sでの電子補償のための他の解決策も開発されており、それはケーブル取替えへのあり得る代替案である。しかし、これらの解決策は、依然として、チャネル当たり1つの補償器の概念に基づいており、それは、WDMシステムで偏波分散を補償する場合、コストを高める。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【００１０】
【非特許文献１】「Polarization  mode  dispersion  compensator  field  trial  and  field  fiber  characterization」、Daniel  L.  Peterson  Jr.ら、2002年7月15日、10巻、14号、OPTICS  EXPRESS  614
【非特許文献２】「Tables  of  Spherical  Codes」、N.J.A.  Sloaneら
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明は、上述の不利点を克服することを目的とし、特にWDMシステムに適用できる偏波モード分散PMDの補償の手段を提供し、この場合、必要とされるコストを最小にするために、光リンクのチャネルのすべてに影響しているPMDを同時に補償するのに1つだけまたは限られた数のデバイスの使用を可能にするという目的を有する。
【００１２】
本発明の別の目的は、光信号のデータレートに依存せず、光信号に使用される変調フォーマットに依存せず、フィードバック信号を必要としない、偏波モード分散を補償する解決策を提案することである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
その目的のために、光リンクを伝わる光信号に影響を与える偏波モード分散を制御パラメータの関数として補償するように構成された偏波コントローラに適用されるべき一連の制御パラメータを計算する方法が提案され、前記方法は、複数の偏波状態を計算するステップであり、複数の偏波状態に対するポアンカレ球上のそれぞれの表示(representation)がビット誤り率の許容閾値によって決まる最小距離よりも大きい距離で互いに隔てられる、ステップと、計算された偏波状態ごとに、偏波コントローラに適用されるべき少なくとも1つの制御パラメータをこの計算された偏波状態に関連づけるステップとを含む。
【００１４】
ここで、本発明の原点が多チャネル光信号について確認された技術的問題にあることを強調する。しかし、この方法は、単一チャネル光信号にも適用可能である。
【００１５】
特に、計算方法は、計算されるべき別個の偏波状態の数nSOPを決定するステップを追加的に含み、複数の偏波状態を計算するステップは、ポアンカレ球上で実質的に等距離の表示を有するnSOP個の偏波状態を計算するステップであり、複数の偏波状態の中のせいぜい1つの状態が高いビット誤り率に関連するポアンカレ球の領域内に入るその複数の偏波状態を簡単な方法で得る、ステップを含む。
【００１６】
有利には、nSOP個の別個の偏波状態は、それぞれの表示がポアンカレ球全体にわたって分散され、高いビット誤り率に関連するポアンカレ球の同じ領域内に数回入る可能性をさらに減少させるように計算される。
【００１７】
1つの特定の実施形態では、計算されるべき偏波状態の数nSOPを決定するステップは、偏波状態の最大数MAX(nSOP)を最小距離の関数として計算するステップと、この最大数MAX(nSOP)以下である偏波状態の数nSOPを選択するステップとを含む。これにより、2つの隣接する点が高いビット誤り率に関連するポアンカレ球の同じ領域内に配置されないようなり、こうして、ビット誤り率が制限される。
【００１８】
光信号が少なくとも1つのフレームのデータを搬送し、誤り訂正符号が光信号によって搬送されるデータを符号化するために使用される有利な実施形態では、計算されるべき偏波状態の数nSOPを決定するステップは、計算されるべき偏波状態の最小数MIN(nSOP)を、このフレームのビットの数nbitsと誤り訂正符号の訂正能力Capcodとの関数として計算するステップを追加的に含み、数nSOPは前記最小数MIN(nSOP)以上となるように追加的に選択される。
【００１９】
このように、誤り訂正符号の訂正限界を超えないことを保証し、したがって、訂正の後で非常に低い誤りレベルを有する伝送を保証することが可能である。
【００２０】
有利には、誤り訂正符号は、最小距離を減少させるのに好適な第1の内部符号と、ブロックの誤りを訂正するように構成された第2の誤り訂正符号との少なくとも連結から構築され、それは、本発明による偏波モード分散の補償の効率を向上させることができる。所与の訂正符号を選ぶことにより、高いビット誤り率に関連するペナルティ領域を減少させ、それにより、最小距離を減少させることができる。
【００２１】
本発明は、さらに、光リンクでの伝送中に光信号に影響を与える偏波モード分散を補償する方法を提案し、前記方法は、光リンクの上流に配置された偏波コントローラに一連の所定の制御パラメータを連続的に適用するステップを含み、これらの所定の制御パラメータは上述の計算方法によって計算される。
【００２２】
光信号が少なくとも1つのフレームのデータを搬送する1つの実施形態では、所定の制御パラメータは、有利には、このフレーム中のビットの数nbitsと、偏波状態の数nSOPとにより決定された適用期間の間、適用される。
【００２３】
本発明は、計算モジュールにロードされ実行されるときに上述の計算方法のステップを実施するコード命令を含むコンピュータプログラム、ならびに分散補償デバイスにロードされ実行されるときに上述の補償方法のステップを実施するコード命令を含むコンピュータプログラムを追加的に提案する。所望の保護の目的で、上述のコンピュータプログラムはコンピュータプログラム製品と見なすことができる。
【００２４】
本発明は、光信号を受け取ることができる偏波コントローラと、偏波コントローラに少なくとも1つの制御パラメータを適用するように構成された制御モジュールとを備える偏波モード分散補償デバイスをさらに提案し、この補償デバイスは上述の補償方法を実施するのに好適である。
【００２５】
そのような補償デバイスの有利な実施形態では、制御モジュールは、偏波コントローラに適用されるべき複数の制御パラメータ値が記憶される記憶手段を追加的に含み、この複数の制御パラメータは上述の計算方法によって得られる。
【００２６】
最後に、本発明は、光信号が伝わる少なくとも1つの光リンクと、上述の偏波モード分散補償デバイスとを備える光伝送システムを提案し、光信号がこの光リンクを伝わるとき光信号に影響を与える偏波モード分散を補償するために、前記補償デバイスは前記光リンクへの入力部に接続され、光信号が光リンクに入る前に光信号の偏波状態を変更するように構成される。
【００２７】
有利には、そのような光伝送システムは、高いビット誤り率を引き起こす光リンクへの入力部での偏波状態をポアンカレ球上の単一の領域内に入れ、そのため、そのような入力偏波を避けやすくするために、光リンクからの出力部での残留波長分散のレベルが所定の分散閾値を超えるように決定された長さの少なくとも1つの追加の光ファイバを追加的に含む。
【００２８】
さらに、そのような光伝送システムは、有利には、多チャネル光信号を補償デバイスに供給するために光多重化装置に接続された複数の光送信器を含み、複数の光送信器および光多重化装置は、光リンクに入力される偏波をよりよく制御するために偏波保持構成要素で実現される。
【００２９】
偏波モード分散の計算および補償のための方法、ならびに補償デバイスおよびそのようなデバイスを使用する光伝送システムは、これらの全てが本発明の目的であるが、以下の説明を読み、添付図面を参考にすることによってよりよく理解されるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１Ａ】光ファイバに入力される光信号の偏波状態に応じて一次偏波モード分散を受ける光ファイバを伝わる光信号に関連するビット誤り率を表すポアンカレ球を示す図である。
【図１Ｂ】光ファイバに入力される光信号の偏波状態に応じて一次偏波モード分散を受ける光ファイバを伝わる光信号に関連するビット誤り率を表すポアンカレ球を示す図である。
【図１Ｃ】光ファイバに入力される光信号の偏波状態に応じて一次および二次偏波モード分散を受ける光ファイバを伝わる光信号に関連するビット誤り率を表すポアンカレ球を示す図である。
【図１Ｄ】光ファイバに入力される光信号の偏波状態に応じて一次および二次偏波モード分散を受ける光ファイバを伝わる光信号に関連するビット誤り率を表すポアンカレ球を示す図である。
【図１Ｅ】光ファイバに入力される光信号の偏波状態に応じて一次および二次偏波モード分散、ならびに非ゼロ残留波長分散を受ける光ファイバを伝わる光信号に関連するビット誤り率を表すポアンカレ球を示す図である。
【図１Ｆ】光ファイバに入力される光信号の偏波状態に応じて一次および二次偏波モード分散、ならびに非ゼロ残留波長分散を受ける光ファイバを伝わる光信号に関連するビット誤り率を表すポアンカレ球を示す図である。
【図２】本発明の原理が示されるポアンカレ球を示す図である。
【図３】本発明の特定の実施形態による偏波スクランブラに適用されるべきである一連の制御パラメータを計算する方法のステップを示す図である。
【図４】本発明の一実施形態における計算されるべき偏波状態の数を決定するステップの構成要素サブステップを示す図である。
【図５】本発明の特定の実施形態との関連で使用することができる偏波コントローラを概略的に示す図である。
【図６】本発明の特定の実施形態による計算方法によって得られる16個の偏波状態SOPiおよび関連する制御電圧値VaiおよびVciが示されたポアンカレ球の半分を示す図である。
【図７】本発明の特定の実施形態による偏波モード分散補償方法のステップを示す図である。
【図８】本発明の特定の実施形態による偏波モード分散補償デバイスを含む光伝送システムを概略的に示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
本発明をよりよく理解するために、ファイバ中の光信号の偏波に関するいくつかの原理を最初に概説する。
【００３２】
転送ネットワークの光ファイバに影響を与える製造欠陥および機械的制約はこれらの光ファイバに複屈折現象を導入し、それにより、一般にシステムの「固有軸(proper  axes)」と呼ばれる互いに直交する伝搬の速軸および遅軸が生成されることになる。
【００３３】
光信号が固有軸の一方に沿ってファイバに注入される場合、光信号は好ましい状態で伝送され、二次にのみ関連する最小偏波モード分散を受ける。
【００３４】
他方、光信号がファイバにランダムに注入される場合、それは、ファイバの固有軸に沿った信号の投影に対応する2つの成分に分離することができ、2つの成分はファイバ中を異なる速度で伝搬することになる。
【００３５】
したがって、信号が光リンクの端部で受信されるとき、受信されたパルスは変形され、それにより、転送されたビットのビット誤り率(BER)の増加に起因する伝送品質の低下が引き起こされる。
【００３６】
固有軸に対して45°で注入された信号は最も不都合な場合を示し、固有軸に沿った投影によって、エネルギーの半分はある速度で伝搬し、一方、他方の半分は別の速度で移動し、それにより、あり得る最も高いビット誤り率がもたらされることが容易に分かる。
【００３７】
そのような場合、光リンクの端部における2つの信号成分間で蓄積された差の値は、一次PMD効果に対応するいわゆる群遅延時間差(DGD)である。
【００３８】
要するに、光リンクに入力された各偏波状態(SOP)には、固有軸に対するこの偏波状態の位置の関数である一定のビット誤り率が対応する。
【００３９】
ファイバ内の伝搬の間に、信号の偏波はランダムに展開し、それにより、偏波モード分散の補償がさらに一層困難になることも留意されるべきである。
【００４０】
光ファイバ中の偏波状態の漸進的変化を視覚化するために、ポアンカレ球上の表示を使用することは特に有用であり、各偏波状態はこの球上に一意的に対応する点を有する。
【００４１】
このポアンカレ表示により、高いビット誤り率を導入することになる、光ファイバに入力された偏波状態を示すこの球上の特定の領域を識別できるようになる。
【００４２】
そのような領域は「ペナルティ領域」と呼ばれる。本発明では、そのようなペナルティ領域内にあまり長くとどまらず、かなり多くの誤りを生じさせるような長すぎる期間の間高いビット誤り率を有しないようにすることが必要である。これらのペナルティ領域は、光信号へのPMDの影響の指標である偏波度(DOP)の漸進的変化を表現する。
【００４３】
これらのペナルティ領域は、光ファイバの温度および/または光ファイバへの圧力などの要因に起因して時間とともに変化する光伝送システムの固有軸の位置に関連するので、時間に関して固定されない。
【００４４】
したがって、これらのペナルティ領域の位置はシステムの寿命にわたって変動するが、Daniel  L.  Peterson  Jr.らによる論文「Polarization  mode  dispersion  compensator  field  trial  and  field  fiber  characterization」、2002年7月15日、10巻、14号、OPTICS  EXPRESS  614に記載されているように、所与の波長での群遅延時間差または偏波モード分散の変動と比べて比較的ゆっくり変動する。
【００４５】
さらに、そのようなペナルティ領域は波長に依存し、それが、特に多チャンネル光信号の場合に補償を実施することが困難である理由を明らかにしている。図1Aから1Fは、考慮している分散のタイプに応じてそのようなペナルティ領域がとり得る様々な形態を示す。
【００４６】
したがって、最初に、光ファイバに入力される光信号の偏波状態に応じて一次偏波モード分散のみを受けるこの光ファイバを伝わる光信号に関連するビット誤り率を表すポアンカレ球を示す図1Aおよび1Bについて考察することとする。
【００４７】
このポアンカレ球は伝統的に3次元であるので、図1Aおよび1Bは、実用的な例示目的のために、ポアンカレ球を構成する2つの対向する半球のそれぞれの投影を示す。
【００４８】
これらの図は、シミュレーション結果から得られ、実験結果によって確認されおり、60psの群遅延時間差の存在下において、ポアンカレ球上で等距離である130点の偏波状態に関して計算され、-log10(BER)の形態で表されたビット誤り率を示している。ダークグレーの領域は高いビット誤り率を示す。
【００４９】
したがって、これらの図1Aおよび1Bにおいて、ビット誤り率がある一定の閾値(例えば、約10-5)を超えているダークグレーで示されたペナルティ領域はリングを形成することが明白である。ある一定の値(例えば、約10-10)より下のビット誤り率を意味する、最良のビット誤り率に対応する2つのライトグレー領域で示される固有軸を区別することもできる。
【００５０】
図1Cおよび1Dは、群遅延時間差に加えられる二次偏波モード分散(SOPMD)をさらに考慮に入れたポアンカレ球を示す。
【００５１】
図1Aおよび1Bと同じ条件下で、シミュレーションによって得られ、実験結果によって確認されたこれらの図1Cおよび1Dでは、ダークグレーで示されたペナルティ領域が再構成されていることが分かる。
【００５２】
より具体的には、図1Aおよび1Bのリング形状ペナルティ領域のいずれももはや存在しないが、直径方向に対向する2つのスポットに対応する新しい形状を有するペナルティ領域(依然として、ビット誤り率が約10-5の閾値を超える)が存在する。
【００５３】
最後に、図1Eおよび1Fは、一次モード分散(DGD)および二次(SOPMD)モード分散だけでなく波長分散も考慮に入れたポアンカレ球を示す。
【００５４】
この第3の例では、図1Aおよび1Bと同じ条件下で実施された図1Eおよび1Fに示されたシミュレーションの結果は、ダークグレーで示されたペナルティ領域の形状の変化を示しており、それは、今では、今までどおりの約10-5の閾値を超えるビット誤り率についてポアンカレ球上の単一のスポットになっている。
【００５５】
これらの条件下で、本発明の補償の解決策は、光接続の入力端部において、光リンクで伝送される光信号の偏波をスクランブルする(「偏波スクランブルする」、本明細書では「ジャミングする」とも呼ぶ)ように構成された偏波モード分散補償デバイスを設置するステップと、上述のようなポアンカレ球上のペナルティ領域内にできる限り陥らないとように、決定的に、および好ましくは十分に迅速に光リンクの入力端部でそのような光信号の偏波を変化させるステップと、その結果、できる限り伝送誤りの可能性を最小にするステップとからなる。そのようなデバイスは、例えば、ニオブ酸リチウム変調器(LiNbO3)である。
【００５６】
本発明の原理が図2により詳細に示されており、それは、誤りの確率を減少させるためにできる限り避けられるべき単一のペナルティ領域を有するポアンカレ球を示している。
【００５７】
この図2では、ペナルティ領域は、一次偏波モード分散および二次偏波モード分散、ならびに非ゼロ波長分散が考慮に入れられている図1Eおよび1Fに示されたような単一のスポットから形成されている。
【００５８】
このペナルティ領域の境界は、ポアンカレ球上に示され、ビット誤り率の許容閾値に対応するビット誤り率をもたらす、光リンクに入力される偏波状態の組であるとして定義される。
【００５９】
この境界の外側のポアンカレ球のすべての点は、ビット誤り率のこの許容閾値より下のビット誤り率をもたらす偏波状態に対応し、逆に、この境界によって定められたペナルティ領域内にあるポアンカレ球のすべての点は、ビット誤り率のこの許容閾値より上のビット誤り率をもたらし、したがって、できる限り避けられるべき偏波状態に対応する。
【００６０】
ペナルティ領域の境界、したがって、ペナルティ領域のサイズは、考慮している光ファイバに影響を与える偏波モード分散のレベルに依存する。光ファイバに影響を与える偏波モード分散のレベルが高いほど、避けられるべきペナルティ領域が大きくなり、逆も同様である。
【００６１】
純粋に例示として、ビット誤り率の許容閾値は、例えば、10-6または10-7とすることができる。ビット誤り率のこの許容閾値は、例えば、伝送システムを提供する通信会社が許容できると考える誤りの数に応じて規定することができる。
【００６２】
特に、送信されるデータを多チャンネル光信号に符号化するために誤り訂正符号が使用される限り、誤り率のこの許容閾値は、使用される誤り訂正符号の訂正限界に対応するビット誤り率であるとして定義することができ、そのビット誤り率は、復号器からの出力部で一定の限界より下のビット誤り率(例えば、10-15、それは1日当たり1つ未満の誤りである)を保証するために、この復号器への入力として容認される最大誤り率値を意味する。
【００６３】
したがって、誤り訂正符号が強力である程、ビット誤り率の許容閾値の値は高くなり、ポアンカレ球上のペナルティ領域は小さくなる。
【００６４】
純粋に例示として、タイプRS(255,  239)のリード-ソロモン誤り訂正符号が使用される場合、ビット誤り率の許容閾値値は、10-14未満の出力部でのビット誤り率を保証するためには入力部で約10-4である。
【００６５】
そのようなペナルティ領域内に入る可能性をできる限り制限するために、本発明の着想は、ポアンカレ球上の表示が最小距離Dよりも大きい距離dで隔てられ、それにより、このペナルティ領域内に多数回陥らない偏波状態を得ることによって光リンクに入力される偏波状態を規則的に変更することからなる。
【００６６】
この距離Dは、ビット誤り率の所与の許容閾値に対応するペナルティ領域内に位置するポアンカレ球の点の組の中の別個の2点間の最大距離として定義することができる。したがって、この最小距離Dはビット誤り率の所与の許容閾値によって決まる。
【００６７】
図2のこの最小距離Dをよりよく視覚化するために、避けられるべき全ペナルティ領域に外接する最小円に実質的に対応するペナルティ円を定義することができる。この最小円は、ビット誤り率のある一定の許容閾値に対応するペナルティ領域内で互いに最も離れている2点を通過する円であるとして計算することができる。
【００６８】
次に、このペナルティ円の直径は、ペナルティ領域内に2回以上陥らないために、ポアンカレ球上の2つの連続する偏波状態間で顧慮されるべき最小距離Dに対応する。
【００６９】
これが図2に示され、連続する偏波状態の1つから別のものへの変化が矢印で示される。この例では、様々な連続する偏波状態間の距離dが、避けられるべきペナルティ領域に外接するペナルティ円の直径Dよりも大きい限り、たとえペナルティ領域内に1回入る可能性があっても(図2の例では偏波状態の第3の変更の後に)、ペナルティ領域内にあるもの以外のすべての偏波状態は、ペナルティ領域内にあるものからの距離が直径Dよりも大きいところにあり、したがって、ペナルティ円の外側にあるので、原理上はそのような状況は2回以上生じない。
【００７０】
これにより、あまりに多くの誤りをもたらすことになるペナルティ領域内に長くとどまり過ぎないようになる。
【００７１】
実施するのが容易であるという理由から、特に有利な実施形態では、ポアンカレ球上で等距離に分散されたある一定数の点を、これらの点間の距離dがペナルティ円の直径としてポアンカレ球上で示される最小距離Dよりも大きくなるように選ぶことによって上述の基準を満たす偏波状態が得られる。これは図2に示された場合であり、6つの点が示されている。
【００７２】
しかし、ここで、ペナルティ領域は必ずしもポアンカレ球上の固定位置でないので、上述の方法を適用する場合さえ、移動しているペナルティ領域内に入るいくつかの偏波状態が生じる状況があることがあることに留意されたい。
【００７３】
そのような状況をできる限り避けるために、ペナルティ領域がポアンカレ球全体を移動する(少なくとも1回)のに必要な時間の間、固定していると見なすことができるように十分に速いスクランブル速度を選ぶことができる。
【００７４】
上述の基準を満たす偏波状態が決定された後、そのような偏波状態を得るために偏波コントローラに適用されるべき制御パラメータを導き出して記憶し、その後、所望の補償を実際に得るために偏波コントローラに連続して適用することができる。
【００７５】
次に、光リンクを伝わる光信号に影響を与える偏波モード分散を補償するために、偏波コントローラに適用されるべき一連の制御パラメータを計算する方法のステップを詳述する図3を参照する。
【００７６】
この計算方法は、ビット誤り率の許容閾値によって決まる最小距離Dよりも大きい距離dで隔てられるポアンカレ球上のそれぞれの表示を有する複数の偏波状態SOPiを計算する第1のステップ(ステップA3)を含む。
【００７７】
この第1の計算ステップの終わりに、ある一定の数nSOP個の別個の偏波状態SOPiが得られ、これらのnSOP個の偏波状態SOPiは、光ファイバからの出力部で高いビット誤り率を示す領域内に連続的にとどまる可能性を最小にし、したがって、光リンクの伝送によって引き起こされる誤り確率を最小にすることができるようにする基準を満たしている。
【００７８】
この第1の計算ステップA3の後、一連の関連づけのステップA5がステップA3の間に計算された偏波状態SOPiの各々に実施され(ループA51およびA53で象徴化される)、各計算された偏波状態SOPiが偏波コントローラに適用されるべき1つまたは複数の制御パラメータに関連づけられる。
【００７９】
これらの関連づけのステップA5の各々は、計算された偏波状態SOPiを偏波コントローラからの出力部で得るために、ステップA3の間に計算された偏波状態SOPiごとに、入力部での偏波状態に応じて偏波コントローラに適用されるべき少なくとも1組の制御パラメータを計算するステップを含む。使用される偏波コントローラのタイプに応じて、単一の制御パラメータVaiを計算することができ、または多数のパラメータVai、Vbiなどを計算することができる。
【００８０】
したがって、nSOP個の別個の偏波状態SOPiの各々に実施される一連の関連づけのステップA5の終わりに、ステップA3の間に計算された様々な偏波状態SOPiを偏波コントローラからの出力部で得るために、別個の偏波状態SOPiごとに、偏波コントローラに連続的に適用されるべき1つまたは複数の制御パラメータを集めた1組の制御パラメータ{(Vai,  Vbi,…)}1≦i≦nSOPが得られる。
【００８１】
1つの特定の実施形態では、計算方法Aは、最小距離Dの関数として計算されるべき偏波状態の数nSOPを決定する事前のステップA1を含む。
【００８２】
この実施形態では、次に、複数の偏波状態を計算する第1のステップA3は、有利には、ポアンカレ球上で実質的に等距離の表示を有するnSOP個の別個の偏波状態を計算するステップを含み、それは、計算されたnSOP個の偏波状態のそれぞれの表示がポアンカレ球上に格子を形成し、この格子の隣接する点が図2に示されるように距離dで実質的に隔てられることを意味する。
【００８３】
ここで、それぞれの表示がポアンカレ球全体にわたって分散されるようにnSOP個の別個の偏波状態を計算することは特に有利であり得る。一方、そのような計算は数nSOPにのみ基づいて行うことができる。他方、ポアンカレ球上の偏波状態の分散を最大にすると、ペナルティ領域内に偶然に入る偏波状態を選ぶ可能性を減少させることができる。
【００８４】
これを行うために、N.J.A.  Sloaneらによる「Tables  of  Spherical  Codes」という論文に記載されているものなどの球面符号(spherical  code)の表を使用することができる。そのような表は、球全体にわたって分散されるいくつかの等距離の点の位置(隣接する点が互いに同じ距離で隔てられることを意味する)を、点の数にのみ応じて与える。
【００８５】
したがって、これらの表を使用して、ポアンカレ球全体にわたって分散されるnSOP個の等距離の点を定義することができ、これから、これらの点によってそれぞれ示されるnSOP個の偏波状態SOPiが導き出される。
【００８６】
図4は、ポアンカレ球上で実質的に等距離のそれぞれの表示を有するnSOP個の偏波状態SOPiを手に入れたい場合、特定の実施形態による、計算されるべき偏波状態の数nSOPを決定する前述のステップの構成要素サブステップを示す。
【００８７】
決定ステップA1は、有利には、超えるべきでないビット誤り率の許容閾値に対応する最小距離Dを決定する事前のステップ(ステップA11)を含む。
【００８８】
そのような最小距離Dは、所与の偏波モード分散に対して得られるポアンカレ球上のこの距離をシミュレーションまたは実験的試験によって見積もることによって前もって決定することができる。次に、最小距離Dは、リンクの他の要素、特に、使用する誤り訂正符号が同一である限り、この所与の偏波モード分散以下の偏波モード分散を有するあらゆる光ファイバに当てはまる。
【００８９】
ポアンカレ球上のペナルティ領域の最も大きい寸法を決定することが可能である。次に、最小距離Dは、この最も大きい寸法に、またはその上マージンを見込むためにわずかに高い値に対応することができる。
【００９０】
この最小距離Dが分かった後、同じペナルティ領域内に多数回入る危険性がある偏波状態の最大数MAX(nSOP)を計算する(計算ステップA13)ことが可能である。
【００９１】
実際には、数nSOPが大きいほど、ポアンカレ球上の点の数は多くなり、ポアンカレ球全体にわたって分散された格子の2つの隣接する偏波状態を分離する距離dは小さくなる。
【００９２】
この距離dが最小距離Dよりも大きくなるように選ばれる限り、等距離であり、球面全体にわたって分散される格子の点の数に対応する最大数MAX(nSOP)以下に状態の数nSOPを選ぶことが望ましく、最大数MAX(nSOP)を超えると格子の隣接する2点間の距離dが最小距離D未満となる。
【００９３】
この最大数MAX(nSOP)が計算された後、この最大数MAX(nSOP)以下の数nSOPの選択(A17)を行うことができ、それにより、同じペナルティ領域内に多数回陥らないようにする偏波状態SOPiの数を計算できるようになる。
【００９４】
したがって、上述の実施形態の場合、高すぎるビット誤り率をもたらす偏波状態を光リンクへの入力部で有する可能性を制限する制御パラメータ値を計算することが可能である。しかし、ほとんどの用途では、約10-15のビット誤り率を有する伝送を意味するほとんど誤りのない伝送を達成しようとするために、光信号で送信されるデータを符号化するのに誤り訂正符号が使用される。
【００９５】
誤り訂正符号が使用されるそのような実施形態では、誤り訂正符号の訂正能力を超えるビット誤り率を生成する可能性を実質的に増加させ、それがほとんど誤りのない伝送の目標を達成することの妨げになるのを避けるために同じ偏波状態にあまり長くとどまらないことが有利である。
【００９６】
この第2の制約条件を満たすために、数nSOPを決定するステップA1は、有利には、ポアンカレ球上の点の最小数MIN(nSOP)を計算する追加のステップA15を含み、最小数MIN(nSOP)より下では誤り訂正符号の訂正能力を超えるビット誤り率を引き起こす偏波状態を獲得する危険性がある。
【００９７】
特に、各々が数nbitsのビットを含むデータの1つまたは複数のフレームを光信号が搬送する場合、計算されるべき偏波状態の最小数MIN(nSOP)の計算は、フレームのビットの数nbitsと誤り訂正符号の訂正能力Capcodとの関数として行われる。
【００９８】
したがって、この最小数MIN(nSOP)は、有利には、以下の式によって計算することができる。
MIN(nSOP)=E(nbits/Capcod)
ここで、E(x)はxの整数部を示す。
【００９９】
そのような場合、次に、数nSOPは、選択ステップA17の間に、前記最小数MIN(nSOP)以上となるようにさらに選択される。
【０１００】
言い換えれば、計算されるべき状態の数nSOPは、
MIN(nSOP)≦nSOP≦MAX(nSOP)
となるように選ぶことができる。
【０１０１】
例として、本発明についてすぐ前のこの態様をよりよく示すために、タイプRS(255,  239)の標準リード-ソロモン誤り訂正符号を使用して多チャンネル光信号によって搬送されるデータを符号化する場合を考えることができる。
【０１０２】
そのとき、典型的なデータ信号は、16個の255バイトのサブフレームを組み合わせることによって構成されたフレームから構成され、そのとき、フレームのビットの総数はnbits=255*8*16=32640ビットであり、各ビットの期間τbitは、例えば、10.7Gbit/sに等しいビットシンボルレートでは93.4psである。
【０１０３】
そのような標準リード-ソロモン符号RS(255,  239)の場合、サブフレーム当たりの訂正能力は8バイトであり、それにより、いくつかの連続する誤ったビットを補正するためのCapcod=8*8*16-7=1017ビットの訂正能力Capcodが与えられる。
【０１０４】
これらのパラメータの場合、最小数MIN(nSOP)はE(32640/1017)=32に等しく、そのとき、ポアンカレ球上で32以上の数nSOPの別個の偏波状態を選ぶことが適切である。
【０１０５】
次に、この段階において、実質的に等距離であり、球面全体にわたって均一に分散され、例えば、上述で引用したN.J.A.  Sloaneらによる「Tables  of  Spherical  Codes」という論文で定義されているような32点のための可能な球面表のうちの1つを使用して計算されるそのような32点の格子は、隣接する2点間の距離dがビット誤り率の所与の許容閾値に対応する最小距離Dよりも大きいという他の条件も満たしているかどうかを検証することが可能である。
【０１０６】
そうである場合は、ポアンカレ球にわたって分散された実質的に等距離の32点の前記格子を使用して、光リンクの入力端部に置かれた偏波コントローラからの出力部において、このネットワークの点によって示される偏波状態SOPiの各々に光信号が連続的に存在するように偏波コントローラに適用されるべき制御パラメータ値を見いだすことができる。
【０１０７】
1つの特定の実施形態では、次に、適用されるべき制御パラメータ値を所望の偏波状態SOPiに基づいて見いだすことができるようにする関連づけを、使用される偏波コントローラを特徴づけるジョーンズ行列を使用して実施することができる。
【０１０８】
この特定の実施形態では、次に、制御パラメータは制御電圧に対応し、関連づけは、次に図5に関係して説明するように、使用される偏波コントローラに関連するジョーンズ行列を使用して計算によって行われる。
【０１０９】
印加されるべき制御電圧値と偏波状態とのそのような関連づけをよりよく示すために、次に、本発明による補償デバイスで使用可能な偏波コントローラの一例を示す図5を参照する。
【０１１０】
特に、上述の決定性スクランブリング(deterministic  scrambling)を可能にする偏波コントローラはニオブ酸リチウムLiNbO3で実現することができる。
【０１１１】
この偏波コントローラは、位相遅延δプレートおよび方位角α/2を示すある一定数の段からなる。δおよびα/2の値は調整可能であり、偏波コントローラに印加される電圧VA、VB、およびVCによって制御される。
【０１１２】
パラメータαおよびδと印加電圧との間の関係は、以下の概括的な式を満たすことができる。
(1)  VA=2V0・δ・sin(α)-Vπ・δ・cos(α)+VA,Bias
(2)  VB=0(接地)
(3)  VC=2V0・δ・sin(α)+Vπ・δ・cos(α)+VC,Bias
ここで、
Vπは、TEモードとTMモードとの間に180°の位相差を導入するのに必要な電圧である。電磁波の理論で定義されるように、TEモードは横電界モードであり、TMモードはTEに垂直な横磁界モードである。
V0は、TEモードをTMモードに変換するのに、および逆にするのに必要な電圧である。
VA,BiasおよびVC,BiasはTEモードとTMモードとの間の複屈折を相殺するのに必要な電圧である。
δは、偏波コントローラによって誘起される位相差の値である。1/4波長板を生成するには、δ=1/4が必要である。
α/2は当該のプレートの方位角である。
【０１１３】
VA'=VA-VA,BiasおよびVC'=VC-VC,Biasを定義する場合、式(1)および(3)から2つの以下の式を導き出すことが可能である。
【０１１４】
【数１】
0005972269.tif 000002
【０１１５】
式(4)および(5)により、偏波コントローラに印加される電圧の関数としてのプレートの位相シフトおよび方位、すなわち、偏波コントローラの伝達関数が計算できるようになる。
【０１１６】
偏波状態(SOP)のベクトルの性質のため、この偏波状態のマトリクス表示を使用することが適切である。ジョーンズ表現形式により、ジョーンズ行列を使用して光の偏波状態および光学系による漸進的変化を記述することができるようになる。
【０１１７】
軸に沿って伝搬する偏波のジョーンズベクトルは、
【０１１８】
【数２】
0005972269.tif 000003
【０１１９】
のような列ベクトルによって定義され、ここで、Ex(t)およびEy(t)は、軸xおよびyに沿った波の電界の成分である。
【０１２０】
複屈折媒体中の波の伝搬は偏波状態に影響を与える。この変動は透過媒体(位相変換器、偏波器、導波路(guide)…)に依存する。したがって、ジョーンズ表示を使用すると、
【０１２１】
【数３】
0005972269.tif 000004
【０１２２】
と書くことができ、ここで、係数Jxxは、複屈折媒体のジョーンズ行列の複素係数である。
【０１２３】
したがって、図5の偏波コントローラでは、ある段のジョーンズ行列は以下の式で表される。
【０１２４】
【数４】
0005972269.tif 000005
【０１２５】
したがって、式(4)、(5)、および(6)に基づいて、印加電圧VaおよびVcの関数として図5の偏波コントローラのジョーンズ行列を計算することができる。
【０１２６】
このジョーンズ行列が計算された後、次に、偏波コントローラへの入力部での偏波状態が分かれば、偏波コントローラからの出力部で所望の決定した偏波状態を得るために印加されるべき電圧値を計算することが可能になる。
【０１２７】
偏波の維持に関与するファイバが偏波コントローラの上流で使用される有利な実施形態では、偏波コントローラへの入力部での偏波状態を知ることが可能である。次に、これを使用して、偏波コントローラからの出力部での所望の各々の偏波状態SOPに対応する制御電圧値を導き出すことができる。次に、偏波モード分散を補償するのに、各偏波状態を維持しなければならない時間で規定された期間の間これらの制御電圧値を適用すれば十分である。
【０１２８】
次に、32個の別個の偏波状態SOPiを意味するポアンカレ球上の32点が決定されなければならず、かつ偏波コントローラの単段が使用される例を使用すると、SOP1について2つの値Va1およびVc1、SOP2について2つの値Va2およびVc2などであるように、Vaについて32の電圧値およびVcについて32の他の値を決定しなければならない。
【０１２９】
言い換えれば、以下の表の値が決定され、それは、制御電圧値を連続して印加するために、偏波コントローラの制御モジュールに記憶することができる。
【０１３０】
【表１】
0005972269.tif 000006
【０１３１】
したがって、制御電圧値Va1およびVc1はある一定の期間の間印加され、次に、値Va2およびVc2などと周期的に印加され、それは、値Va32およびVc32の印加の後、制御電圧値Va1およびVc1から再度開始することを意味する。
【０１３２】
図6は、それぞれの表示が等距離に配列され、ポアンカレ球全体にわたって分散されている32個の偏波状態SOPiを得るために、32に等しい数nSOPについて、図5に示したような偏波コントローラに印加することができる制御電圧値VaiおよびVciの例を示す。
【０１３３】
16個の偏波状態SOPiが具体的に示されているこの図6では、これらの偏波状態SOPiのうちの1つに対応する16点の各々は2つの対応する電圧値VaiおよびVciを有する。
【０１３４】
ここで、それは、ある偏波状態から別の偏波状態に変わるときに電圧値の変動を制限し、それにより、ペナルティ領域を通って移動しないようにするために、得られるべき一連の偏波状態中の2つの連続する状態SOPiおよびSOPi+1がポアンカレ球上の格子に関して隣り合う場合に有利である。
【０１３５】
図5は制御電圧を使用して管理される偏波コントローラを示していることを重要視するべきである。他のタイプの偏波コントローラに基づいた他の実施形態も可能である。1つの非限定例は、所与の周波数領域内のRF正弦波の制御信号を使用して制御される音響光学材料から構成された偏波コントローラである。次に、この偏波コントローラからの出力部でこの偏波状態が得られるようにする制御パラメータ値を偏波状態に関連づければ十分である。
【０１３６】
次に、本発明による光リンクでの伝送の間に光信号に、例えば多チャネルに、影響を与える偏波モード分散を補償する方法を示す図7を参照する。
【０１３７】
補償方法は、上述の計算方法によって計算された一連の制御パラメータを使用する。
【０１３８】
この補償方法は、光リンクを通って伝わる間に多チャンネル光信号に影響を与える偏波モード分散を補償できるようにする一連の偏波状態をこのコントローラからの出力として得るために偏波コントローラに適用されるべき制御パラメータの一連の値Vai、Vbiなどを計算する第1フェーズAを含み、この一連の制御パラメータ値は上述で提示した計算方法を使用して計算される。
【０１３９】
一連の値Vai、Vbiなどが計算された後、補償方法は、補償されるべき光リンクの上流に配置された偏波コントローラにそれぞれの制御パラメータ値を連続して適用するステップ(B)を含む。
【０１４０】
したがって、nSOP個の所定の偏波状態が偏波コントローラからの出力部で得られなければならない場合、このコントローラは、2つの別個の制御パラメータ値VaiおよびVbiによって制御され、この方法は、一連の制御パラメータ(Va1,Vb1)、…、(VanSOP,VbnSOP)を適用するnSOP個の連続ステップを含み、それは、所与の変数iについて、数nSOPの連続適用ステップが達せられたかどうかの検証(ステップB1)と、そうでない場合には、引き続いて変数iを増加させるための次の適用ステップ(ステップB3)とを含むループによって図7に象徴化されている。
【０１４１】
所定の制御パラメータが適用されるnSOP個の連続適用ステップが完了した場合、第1の制御パラメータVai、Vbi、…で最初からやり直すことによって連続適用フェーズBを再開することが可能であり、それが、適用ステップBの最初に戻るループB5によって図7に象徴化されている。
【０１４２】
したがって、フェーズAの間に計算されたnSOP個の偏波状態はループ内で得られ、十分に長い期間の間補償プロセスが維持される。
【０１４３】
光信号がデータの1つまたは複数のフレームを搬送するとき、制御パラメータVai、Vbi、…を適用するステップBごとに、計算された偏波状態SOPiのすべてが、連続的に、かつデータの1つのフレームの期間の間に一度だけ得られるように決定された適用期間τapp中にこれらのパラメータを適用することは特に有利である。
【０１４４】
実際上、適用期間があまりに激しく減少する場合、同じ問題のある偏波状態SOPiが同じフレームの間に2回(または2回以上)得られることがあり、それは、誤り訂正符号で補償することが不可能なビット誤り率をもたらすことがある。
【０１４５】
これを行うために、制御パラメータの適用期間τappは、有利には、フレームのビットの数nbitsと計算される偏波状態の数nSOPとの関数として決定される。
【０１４６】
特に、この期間は以下の式を使用して計算することができ、
τapp=(nbits/nSOP)*τbit
であり、ここで、τbitは、フレーム中のビットの期間に対応する。
【０１４７】
したがって、上述の例を使用することによって、適用期間τappは、得られるべき偏波状態SOPiの各々において95ns(10.7Gbit/sのビットレートでは95ns=(32640/32)*93.4ps)である。
【０１４８】
次に、本発明による補償デバイスPSを含むWDM伝送システムを示す図8を参照するが、そのような補償デバイスPSは図5に示したような補償方法を利用しているとともに、図3に示したような計算方法に従って計算される制御パラメータを使用している。
【０１４９】
この図8では、数nの光送信器Tx1、…、Txnが、それぞれ、n個の別個の波長λ1、…、λnでそれぞれ変調されているn個の光信号Sλ1、…、Sλnを送信し、前記信号は波長多重化装置Muxにおいて多重化されて、少なくとも1つの光ファイバを含むか、または、概して、光ファイバFiと、光信号がこの光リンクを通って伝わるとき十分なレベルに光信号のパワーを維持するように働く光増幅器OAiとからなるN個の連続した光セグメントを含む光リンクLoptで伝送され得る多チャンネル光信号SWDMが供給される。
【０１５０】
この光リンクからの出力部で、波長多重分離装置Demuxが多チャンネル信号をn個の光信号Sλ1、…、Sλnに多重分離し、それらは個々にそれぞれの光受信器Rx1、…、Rxnの各々で受信され得る。
【０１５１】
本発明の偏波補償デバイスPSは、光リンクLoptへの入力部の前に、多重化装置Muxからの出力部において挿入された偏波コントローラPCを含み、この偏波コントローラは、上述で示した方法で光リンクに入る多チャンネル光信号の偏波状態を決定的にスクランブルするように働く。
【０１５２】
本発明の偏波補償デバイスPSには、偏波コントローラPCを駆動するモジュールDRVであって、例えば、光信号が光リンクLoptに入る前にこの偏波コントローラを通って伝わる光信号SWDMの偏波状態を駆動および変更するために、例えばプロセッサを含む、例えば処理モジュールPROCによって特定の制御パラメータを偏波コントローラPCに送ることができる、モジュールDRVがさらに含まれる。
【０１５３】
これを行うために、制御モジュールDRVは、有利には、記憶手段MEMを含み、偏波コントローラに適用されるべき複数の制御パラメータ値が記憶手段MEMに記憶され、この複数制御パラメータ値は上述の計算方法によって得られる。
【０１５４】
ここで、図8はWDM伝送システムを示していることを強調する。本発明はこのタイプの伝送にかかわることに限定されないが、それは、本発明が、本発明の補償デバイスPSを含む単一チャネル伝送システムにも当てはまるからである。
【０１５５】
図1E〜1Fに示したように、実のところ、ある一定のレベルの残留波長分散があることから、残留波長分散が存在しない場合の2つの対向するペナルティ領域の代わりに単一のペナルティ領域がポアンカレ球上に存在することになる。
【０１５６】
概して、WDMシステムで伝送される光チャネルλ1、…、λnは、光リンクの端部で非ゼロ残留波長分散を示す。しかし、場合によっては、この残留波長分散がゼロになる可能性があり、それは、単一のペナルティ領域の代わりに2つの対向するペナルティ領域の存在をもたらし、したがって、高いビット誤り率を有する領域内に入る偏波状態を使用する危険性を増加させることがある。
【０１５７】
特に、同時にリンクのすべてのチャネルを補償するために波長分散を補償するファイバ(例えば、負分散ファイバ)を使用する最近のWDM  10Gbits/sリンクの場合がそれである。そのようなWDM接続では、残留波長分散がリンクの端部でチャネルにとどまることがあるが、そのとき、残留波長分散は様々なチャネルで異なり、ポアンカレ球上に単一のペナルティ領域を形成させるには不十分なことがある。
【０１５８】
この状況を避けるために、光リンクLoptからの出力部で一定のレベルの残留波長分散を保証することが有利である。これを行うために、光伝送システムは、有利には、ペナルティ領域がポアンカレ球上に単一スポットの形態で存在するが、さらに過度に大きくないことを保証して、追加の伝送ペナルティを引き起こさないようにするために、約500ps/nmとすることができる波長分散の所定の閾値を、光リンクLoptからの出力部の残留波長分散のレベルが超えるように決定された長さの少なくとも1つの追加の光ファイバを含む。
【０１５９】
そのような追加のファイバは、追加のファイバFa1で示されるように光リンクLoptの前に、または追加のファイバFa3で示されるようにこの光リンクLoptの後に挿入することができる。光リンクLoptの前および後ろに2つの追加のファイバFa1およびFa3を挿入して、そのような残留波長分散を得ることも可能である。
【０１６０】
さらに、偏波保持構成要素で製作された光送信器Tx1、…、Txnと光多重化装置Muxとを使用し、すべての波長λ1、…、λnに対して偏波コントローラPCへの入力部で固定で既知の偏波を有する多チャンネル信号SWDMを有し、それにより、この偏波コントローラPCからの出力部での偏波状態を適切に制御できるようにするのは有利であり得る。
【０１６１】
本発明は、さらに、データプロセッサまたはコンピュータの形態とすることができる計算モジュールにロードされ実行される場合に図3に示したような計算方法のステップを実施するためのコード命令を含むコンピュータプログラムに関する。
【０１６２】
本発明は、さらに、偏波モード分散補償デバイスにおいて、特に、データプロセッサまたはコンピュータの形態とすることができる図8に関して説明したドライバモジュールDRVにおいて、図7に示したような補償方法のステップを実施するためのコード命令を含むコンピュータプログラムに関する。
【０１６３】
これらのコンピュータプログラムは任意のプログラミング言語を使用することができ、ソースコード、オブジェクトコード、もしくは部分的にコンパイルされた形態などのソースコードとオブジェクトコードとの間の中間コード、または任意の他の所望の形態とすることができる。
【０１６４】
本発明は、さらに、コンピュータまたはデータプロセッサで読み取ることが可能であり、上述のようなコンピュータプログラムの命令を含む情報を保持するための媒体に関する。そのような媒体はプログラムを記憶することができる任意のエンティティまたはデバイスとすることができる。例えば、媒体は、ROM、例えばCD-ROM、超小形電子回路ROMなどの記憶媒体、または例えばディスケットもしくはハードドライブなどの磁気記憶手段で構成することができる。
【０１６５】
情報媒体は、電気ケーブルもしくは光ケーブルを介して、無線で、または他の手段で経路選択することができる電気信号または光信号などの伝送可能媒体とすることができる。特に、本発明のプログラムはインターネットタイプのネットワークからダウンロードすることができる。代替として、情報媒体はプログラムが埋め込まれている集積回路とすることができ、集積回路は、当該の方法を実行する、または当該の方法の実行で使用されるように構成される。
【０１６６】
当然、本発明は、例として上述した実施形態に限定されず、本発明の範囲を逸脱することなく他の変形形態に拡大することができる。
【０１６７】
したがって、標準ITU-T  G.975.1から生じる用語に従って連結された2つの符号、すなわち、
-  個別の誤りを訂正できるようにし、ポアンカレ球上のペナルティ領域のサイズを減少させ、したがって、最小距離Dを減少させることができる「内部」符号、および
-  例えば、ブロックの誤りを訂正するための能力で知られているリード-ソロモンタイプの「外部」符号
に基づいて構築された「Super-FEC」符号を使用することが有利であることがある。
【０１６８】
符号をそのように組み合わせれば、ペナルティ領域の減少と、概して偏波モード分散によって引き起こされるブロックの誤りを補償するための誤り訂正符号の使用とを組み合わせることによって伝送における誤りの可能性をさらに低減させることができる。
【０１６９】
単に例として、内部BCHタイプ符号(2047,  1952)を、外部リード-ソロモンタイプ符号(1023,  1007)と組み合わせて使用することができる。
【０１７０】
しかし、他の誤り訂正符号、例えば、国際標準UIT-T  G.975.1に記載されているものを、本発明によるWDB伝送システムで使用することができる。そのような誤り訂正符号の一例は、32640ビット長であるLDPC(低密度パリティチェック)符号である。
【０１７１】
たとえペナルティ領域の位置は多チャンネル光信号によって搬送される様々なチャネルに対して異なることがあっても、ペナルティ領域は、偏波の固有軸が波長ごとに異なることがあり、それにより、本発明の補償解決策が多チャンネル光信号に適用できるようになることにより実質的に同じ形態を有するという点で本発明は有利である。
【０１７２】
本発明は、信号の物理的特性である信号の偏波しか変更しないので、データレートと無関係であるという点でも有利である。
【０１７３】
本発明は、当然、偏波多重化を利用する変調フォーマットの場合を除いて、光信号で使用される変調フォーマットに無関係であるという点でも有利である。
【０１７４】
最後に、本発明は、劣化の検出と、偏波モード分散補償デバイスへの正しいパラメータの適用との間に遅延を課するフィードバック信号を必要としない。
【０１７５】
本発明は、高レベルの偏波モード分散を有する光ファイバを装備するすべてのネットワークに適用される。特に興味ある適用は、解決策のコストが非常に重要なパラメータである都市域ネットワークに関する。
【０１７６】
本発明は、ビットレートが10Gbit/sと40Gbit/sとの間にある場合に特に有利であるが、それは、これらのレートで使用される変調フォーマットが必ずしも偏波多重化を利用しないからである。
【０１７７】
しかし、より高いレート、すなわち、約100Gbit/sでは、偏波多重化を使用することがあり、コヒーレント検出またはOFDMフォーマットなどの他の補償解決策を提案することができるが、本出願で提示した解決策を使用することも可能である。
【符号の説明】
【０１７８】
D  ペナルティ領域の最小距離
Demux  波長多重分離装置
DRV  ドライバモジュール
Fa1、Fa2  追加のファイバ
Fi  光ファイバ
Lopt  光リンク
MEM  記憶手段
Mux  波長多重化装置、光多重化装置
nSOP  偏波状態の数
OAi  光増幅器
PC  偏波コントローラ
PROC  処理モジュール
PS  偏波補償デバイス
Rx1、…、Rxn  光受信器
SOPi  偏波状態
SWDM  多チャネル信号
Sλ1、…、Sλn  光信号
Tx1、…、Txn  光送信器
VA、VB、VC  電圧
Vai、Vbi  制御パラメータ
τapp  制御パラメータの適用期間
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図１Ｃ】
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【図１Ｄ】
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【図１Ｅ】
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【図１Ｆ】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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