(57)【要約】光ファイバ式リンク上を伝わる光信号に発生するＰＭＤ効果の補償又はエミュレーションのための装置（１４）は、制御可能な複屈折部分（１５〜１８）と偏光変換のためのデバイス（１９〜２２）とを含む。各部分は、複屈折光学部材又はその一部を含み、上述の偏光変換用制御可能デバイスのうちの１つが後置又は前置される。複屈折部分（１５〜１８）は、少なくとも３つあり、これらのうちの少なくとも１つは、他の部分とは異なる伝播遅延を有する。本装置は、ＰＭＤ出力、及び、フィードバック調整用の制御可能デバイス（１９〜２２）の制御のための検出装置（２４）を含む。【選択図】図１
2005503689.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
各部分が複屈折光学部材又はその一部を有する複屈折部分（１５〜１８）と制御可能な偏光変換デバイス（１９〜２２）とを含み、各部分にこの制御可能偏光変換デバイス（１９〜２２）のうちの１つが後置又は前置された、光ファイバ式リンク上を伝わる光信号に発生するＰＭＤ効果の補償又はエミュレーションのための装置であって、
複屈折部分（１５〜１８）は、少なくとも３つあり、
前記部分のうちの少なくとも１つは、他の部分とは異なる伝播遅延を有する、
ことを特徴とする装置。
【請求項２】
各部分（１５〜１８）は、他のものとは異なる遅延を有することを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記部分（１５〜１８）は、それらの上を伝播する前記信号の方向に遅延が減少する順番で直列に配置されることを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項４】
２つの部分は、それぞれ約Ｔc及びαＴcの遅延を有し、
残りの部分は、合計遅延約（１−α）Ｔcを有し、ここで、
【数１】
2005503689.tif 000006
を補償又はエミュレートされるＰＭＤの平均差動グループ伝播時間とすると、Ｔcは、
【数２】
2005503689.tif 000007
であり、また、０＜α＜１であって、有利な態様においては、０．５＜α＜０．７である、
ことを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項５】
前記制御可能デバイスは、少なくとも１つの偏光コントローラ（１９）と２つの偏光回転子（２０、２１）とであることを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項６】
第１の部分（１５）には、前記偏光コントローラ（１９）が前置され、
第２の部分（１６）には、前記２つの回転子のうちの一方（２０）が前置され、
第３の部分（１７）には、前記２つの回転子のうちの他方（２１）が前置される、
ことを特徴とする請求項５に記載の装置。
【請求項７】
別の偏光コントローラ（２２）が前置された第４の部分（１８）があることを特徴とする請求項６に記載の装置。
【請求項８】
第３の部分（１７）及び第４の部分（１８）は、０＜β＜１とすると、それぞれ遅延β（１−α）Ｔc及び（１−β）（１−α）Ｔcを有することを特徴とする請求項４及び請求項６に記載の装置。
【請求項９】
βは、０．５と０．９５の間であり、好ましくは、約０．９であることを特徴とする請求項８に記載の装置。
【請求項１０】
部分（１５〜１８）の各々は、前記制御可能偏光変換デバイス（１９〜２２）を調整する少なくとも１つの条件が存在するような遅延を有し、その条件に対して、ラジアンで示されるεを、
【数３】
2005503689.tif 000008
のようにすると、装置が有する差動遅延に等しいＤＧＤで装置が作動するようにされるＢ帯域内の全ての周波数に対して、ＤＧＤ・Ｂ＝εが得られることを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項１１】
εがゼロであることを特徴とする請求項１０に記載の装置。
【請求項１２】
出力ＰＭＤの検出、及び、制御可能偏光変換デバイス（１９〜２２）の制御のためのデバイス（２４）を含み、
前記検出及び制御デバイスは、装置から出力された前記信号を入力部で受信し、前記検出ＰＭＤを所定量よりも低く保つために、前記制御可能デバイスに対するフィードバック調整制御信号を送信する、
ことを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項１３】
前記検出及び制御デバイス（２４）は、ＰＭＤが前記他の偏光コントローラ（２２）と一般的に前記第４の複屈折部分（１８）との調整範囲内に入る量だけ前記所定量を超えて増大する場合に、制御信号を送って前記他の偏光コントローラ（２２）の調整のみを変えるような方法で、前記第４の部分（１８）に前置された前記他の偏光コントローラ（２２）の調整を特に選択することを特徴とする請求項７及び請求項１２に記載の装置。
【請求項１４】
請求項１から請求項１３のいずれか１項に記載の装置を使用することを特徴とする光通信システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光信号が光ファイバ式リンクの内部を伝わる時に発生する偏光モード分散（ＰＭＤ）効果の補償又はエミュレーションのための装置に関する。本発明はまた、この装置を用いる伝送システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
ＰＭＤは、２つの偏光状態（一次オーダー）の間の差動ユニット遅延と、各偏光状態の信号のその部分の歪みとを引き起こす。この組み合わされた効果は、光信号を歪ませて分散させることである。様々な偏光状態における信号の様々な成分間の異なる時間遅延は、伝送速度の増大と共に更に一層重要になってきている。更に高い値を有する周波数（１０Ｇｂｉｔ／ｓ及びそれ以上）での現代の光ファイバ伝送システムにおいては、ＰＭＤ効果に対する有効な補償が必要かつ必須になる。
【０００３】
光伝送の品質を改善するために、従来技術はＰＭＤ補償デバイスを提案してきた。これらのデバイスは、複屈折部材と偏光回転子及びコントローラとの縦続接続で製作される。しかし、公知のシステムは、動的補償によるＰＭＤ変化に対する反応速度と得ることができる補償の品質との理由で完全に満足のいくものではない。
また、制御、検証、及び、実験のためのＰＭＤエミュレーションシステムを有することが必要であることも判明した。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の一般的目的は、光ファイバ式リンク上を伝わる光信号に発生するＰＭＤ効果の改善された静的及び動的補償特性又はエミュレーションを有する伝送システム及び装置を利用可能にすることにより、上述の欠点を是正することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本目的に鑑み、本発明に従って、各部分が複屈折光学部材又はその一部を有する複屈折部分と偏光変換のための制御可能デバイスとを含み、各部分にこの制御可能偏光変換デバイスのうちの１つが後置又は前置された、光ファイバ式リンク上を伝わる光信号に発生するＰＭＤ効果の補償又はエミュレーションのための装置を提供することが探求され、本装置は、複屈折部分が少なくとも３つあり、この部分のうちの少なくとも１つは、他の部分とは異なる伝播遅延を有することを特徴とする。
本発明の革新的原理及び従来技術と比較したその利点の説明を明確にするために、この原理を応用した非限定的な一例としての本発明の可能な実施形態を添付図面を参照して以下に説明する。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】
図面を参照すると、光ファイバ式リンク１３上で受信システム１２に信号を送信する送信システムと、このリンク上を伝わる光信号に発生するＰＭＤ効果を補償又はエミュレートするための装置１４とを含む、全体として参照符号１０で示される光ファイバ通信システムが図式的に示されている。
本装置１４は、それ自体、複屈折部分１５〜１８と、偏光変換のための制御可能デバイス１９〜２２とを含む。複屈折部分及び個々の制御されるデバイスの構造は、基本的には従来技術であり、更なる説明及び図示は行わない。
【０００７】
各部分は、所定の伝播遅延又は「差動グループ遅延（ＤＧＤ）」を作り出すための複屈折光学部材又はその一部を含む。これらの部材は、偏光維持のための光ファイバ、液晶、複屈折結晶、半導体セラミック材料、光結晶デバイス、及び、「ＭＥＭＳ」デバイスの使用などの様々な公知技術により作り出すことができる。
各複屈折部分には、上述の制御可能偏光変換デバイスのうちの１つが後置又は前置される。
偏光変換デバイスは、公知の偏光コントローラＰＣ及び偏光回転子ＰＲを含み、電気光学部材、磁気光学部材、液晶、機械的アクチュエータ、ツイスト又はプレス光ファイバ、熱光学部材、及び、「ＭＥＭＳ」半導体デバイスなどを含む様々な公知の方法により作り出すことができる。
【０００８】
複屈折部分は、少なくとも３つあり、この部分のうちの少なくとも１つは、他の部分とは異なる伝播遅延を有する。有利な態様においては、各部分は、他のものとは異なる遅延を有し、これらの部分は、信号伝播の方向に遅延が減少する順番で直列に配置される。
２つの部分がそれぞれ約Ｔc及びαＴcの遅延を有し、残りの部分が合計遅延約（１−α）Ｔcを有することが非常に有利であることが見出された。但し、０＜α＜１であり、有利な態様においては、０．５＜α＜０．７であり、また、
【０００９】
【数１】
2005503689.tif 000003
【００１０】
を補償又はエミュレートされる平均ＰＭＤ差動遅延時間とすると、Ｔcは以下のようになる。
【００１１】
【数２】
2005503689.tif 000004
【００１２】
３つの部分だけを用いると、その結果、τ1＝Ｔc、τ2＝αＴc、τ3＝（１−α）Ｔcを得ることになる。
図に見られるように、第１部分１５には、偏光コントローラ１９が前置され、第２部分１６には、偏光回転子２０が前置され、第３部分１７には、別の偏光回転子２１が前置される。
驚くべきことに、上述の構造を用いると、光ファイバ式通信システムの性能がかなり改善され、高速かつ正確なより満足のいくＰＭＤ制御を得ることが可能であることが見出された。
【００１３】
装置性能の更なる改善に対しては、別の偏光コントローラ２２が前置された第４の複屈折部分１８で構成された追加の段階２３を使用するのが有利であることが見出された。
第３及び第４部分により信号上に発生される遅延の全体量を約（１−α）Ｔcに維持するためには、０＜β＜１として、τ3＝β（１−α）Ｔc、及び、τ4＝（１−β）（１−α）Ｔcになる。βは、０．５と０．９５の間、好ましくは約０．９が有利であることが見出された。
このように、段階２３は、他の部分の設定を変更する必要もなく精密で非常に迅速な調整を実行することを可能にする。
【００１４】
図１に見られるように、自動的ＰＭＤ調整システムを得るために、本装置は、ＰＭＤ出力の検出及び偏光変換用制御可能デバイスの制御のためのデバイス２４を含む。
検出及び制御デバイス２４は、ＰＭＤ検出器２５及び制御装置２６を有する。検出器２５は、入力部において装置１４から出力された信号の全て又は一部を受信し、本明細書では説明しない公知の方法により、ＰＭＤを示すパラメータを計算する。検出器は、計算されたパラメータを制御装置２６へ送信し、制御装置２６は、この受信パラメータに基づいて、検出されたＰＭＤを所定量よりも低く維持するために、制御可能デバイス１９〜２２のフィードバック調整のための制御信号を送信する。
【００１５】
有利な態様においては、装置１４が上述の出力段階２３を含む場合、検出及び制御デバイス２４は、第４部分１８に前置された偏光コントローラ２２の調整の方を選択する。換言すると、制御装置は、ＰＭＤが上述の偏光コントローラ２２及び一般的に第４複屈折部分の調整範囲内の量だけ所定量を超えて増大する場合にのみ、制御信号を送信して偏光コントローラ２２の調整を変える。このように、調整は非常に迅速であり、たとえ急速なＰＭＤ変化がラインに沿って存在する場合でさえも、調整を使用してＰＭＤを許容可能と規定された値内に保持することができる。
【００１６】
Ｂを作業帯域とし、補償又はエミュレートすることが必要な最大差動遅延が与えられているとすると、本発明による装置の別の有利な特徴として、様々な部材の寸法を以下のような方法で決めることができる。すなわち、部分の各々が、上述の制御可能偏光変換装置を適切に調節することにより、Ｂ帯域内の周波数全てに関して、
−ＤＧＤは、デバイス装置１４からの仮定差動遅延、
−Ｂは、装置が作動する帯域、及び
−εは、
【００１７】
【数３】
2005503689.tif 000005
【００１８】
になるようにラジアンで表現された定数、
とすると、以下の関係、
ＤＧＤ・Ｂ＝ε
が支配するような制御可能デバイスに対する少なくとも１つの調整条件が存在するという関係を得ることが可能であるような遅延を有することになるような方法である。
このようにして、本装置は、ＯＦＦ条件において補償装置の回路への影響が最小になるように、有利な態様においてはε＝０に設定し、遮断するように調整することができる。有利な態様においてはまた、上述の関係は、装置の静止位置とすることができる。
【００１９】
構造上及び作動上の両方において複雑性が低い高性能なＰＭＤ補償又はエミュレーションのための装置を利用可能にすることにより所定の目的が達成されたことは今や明らかである。実際には、ＰＭＤの計算と、偏光回転子及びコントローラのようなデバイスのフィードバック制御とは、計算の観点から極めて費用がかかるということを考慮すべきである。従来技術の補償装置に関しては、本発明による構造は、計算上の複雑性を低く保ち、同時に高性能を得ることを可能にする。すなわち、本発明による通信システムは、例えば３０から４０Ｇｂｉｔ／ｓを超える高い数値の周波数においてさえも高性能を有する。
当然のことながら、本発明の革新的原理を応用する実施形態の上述の説明は、本明細書で請求する占有権の範囲内で上述の原理の非限定的な一例として与えられたものである。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】光ファイバ通信システムを図式的に示す図である。
【符号の説明】
【００２１】
１０  光ファイバ通信システム
１１  送信システム
１２  受信システム
１３  光ファイバ式リンク
１４  デバイス装置
１５，１６，１７，１８  複屈折部分
１９，２０，２１，２２  制御可能デバイス
２４  検出及び制御デバイス
２５  ＰＭＤ検出器
２６  制御装置
【図１】
2005503689.tif 000009
【国際公開パンフレット】
2005503689.tif 000010
2005503689.tif 000011
2005503689.tif 000012
2005503689.tif 000013
2005503689.tif 000014
2005503689.tif 000015
2005503689.tif 000016
2005503689.tif 000017
2005503689.tif 000018
2005503689.tif 000019
2005503689.tif 000020
2005503689.tif 000021
2005503689.tif 000022
【国際公開パンフレット（コレクトバージョン）】
2005503689.tif 000023
2005503689.tif 000024
【国際公開パンフレット（コレクトバージョン）】
2005503689.tif 000025
2005503689.tif 000026
2005503689.tif 000027
2005503689.tif 000028
2005503689.tif 000029
2005503689.tif 000030
2005503689.tif 000031
2005503689.tif 000032
2005503689.tif 000033
2005503689.tif 000034
2005503689.tif 000035
2005503689.tif 000036
2005503689.tif 000037
【国際調査報告】
2005503689.tif 000038
2005503689.tif 000039