(57)【要約】  １つは光信号の一次偏光モード分散を低減又は除去するためのものであり、第２のステージは光信号のより高次の偏光モード分散を低減又は除去するためのものである２つのステージを含む偏光モード分散補償装置である。各ステージにおいて、偏光は、偏光モード分散を低減させるように調節される。第２の偏光コントローラで生成された様々な偏光状態のパワー・レベルに基づき、光信号対ノイズ比が推定される。更に、偏光コントローラ及び微分群遅延を制御するために用いられる調節の量に基づき、偏光モード分散が推定される。
2014501081.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光ファイバを伝わった光信号を受信し、該光信号の偏光を調節する第１の偏光コントローラと、
前記第１の偏光コントローラの下流で前記光信号を受信し、該光信号の微分群遅延を調節する同調可能微分群遅延素子と、
前記同調可能微分群遅延素子の下流で前記光信号の光パラメータを測定する光パラメータ測定機構と、
前記第１の偏光コントローラにより提供される前記偏光の調節と、前記同調可能微分群遅延素子により提供される前記微分群遅延の調節とを、測定された前記光パラメータに応答して制御する第１の調節機構であって、前記第１の偏光コントローラと前記同調可能微分群遅延素子とを前記光信号の一次偏光モード分散を低減させるように制御するよう構成された前記第１の調節機構と、
前記同調可能微分群遅延素子の下流で光信号を受信し、該光信号の偏光を、より高次の偏光モード分散の低減を生じさせる偏光状態を有するように更に調節する第２の偏光コントローラと、
前記第２の偏光コントローラにより提供される前記偏光の調節を、前記光信号がより高次の偏光モード分散の低減を生じさせる前記偏光状態に収束するように制御する第２の調節機構と
を備えた偏光モード分散補償装置。
【請求項２】
請求項１に記載の偏光モード分散補償装置であって、前記光パラメータ測定機構により測定される前記光パラメータが該光信号の偏光の程度であることを特徴とする偏光モード分散補償装置。
【請求項３】
請求項１に記載の偏光モード分散補償装置であって、前記第１の調節機構が、前記偏光の程度を最大化させようとするように前記第１の偏光コントローラと前記同調可能微分群遅延素子とを制御するよう構成されたことを特徴とする偏光モード分散補償装置。
【請求項４】
請求項１に記載の偏光モード分散補償装置であって、前記光ファイバであるか又は前記光ファイバがその一部である光ファイバ・リンクの光学距離が約８０キロメートルであることを特徴とする偏光モード分散補償装置。
【請求項５】
請求項１に記載の偏光モード分散補償装置であって、前記光ファイバがシングル・モード光ファイバであることを特徴とする偏光モード分散補償装置。
【請求項６】
請求項１に記載の偏光モード分散補償装置であって、前記第２の偏光コントローラの下流にあり、偏光の特定のアームを有する光を通過させ偏光の直交するアームを有する光を方向転換する偏光ビーム・スプリッタを更に備え、前記第２の偏光コントローラが、前記光信号の偏光を、偏光の前記特定のアームを最大化させようと調節することを特徴とする偏光モード分散補償装置。
【請求項７】
請求項６に記載の偏光モード分散補償装置であって、
前記偏光ビーム・スプリッタが通過させる前記光を受信するレシーバ
を更に備えた偏光モード分散補償装置。
【請求項８】
請求項６に記載の偏光モード分散補償装置であって、
前記偏光ビーム・スプリッタを通過する前記光の光パワーをサンプリングし、前記偏光ビーム・スプリッタが方向転換する前記光の光パワーをサンプリングする測定コンポーネント
を更に備えた偏光モード分散補償装置。
【請求項９】
請求項８に記載の偏光モード分散補償装置であって、
光信号対ノイズ比をサンプリングされた前記光パワーを用いて推定する光信号対ノイズ推定コンポーネント
を更に備えた偏光モード分散補償装置。
【請求項１０】
請求項９に記載の偏光モード分散補償装置であって、
一次偏光モード分散を、前記第１の調節機構が一次偏光モード分散の低減を成功させたときに存在する微分群遅延の調節のレベルを用いて推定する一次偏光モード分散推定コンポーネント
を更に備えた偏光モード分散補償装置。
【請求項１１】
請求項９に記載の偏光モード分散補償装置であって、
より高次の偏光モード分散を、前記第２の調節機構が、より高次の偏光モード分散の低減に成功したときに存在する偏光の程度を用いて推定する、より高次の偏光モード分散推定コンポーネント
を更に備えた偏光モード分散補償装置。
【請求項１２】
請求項１１に記載の偏光モード分散補償装置であって、プロセッサが、前記第１の調節機構、前記第２の調節機構、前記光信号対ノイズ推定コンポーネント、前記一次偏光モード分散推定コンポーネント及び前記より高次の偏光モード分散推定コンポーネントであることを特徴とする偏光モード分散補償装置。
【請求項１３】
請求項９に記載の偏光モード分散補償装置であって、前記光信号対ノイズ決定コンポーネントが、前記第２の偏光コントローラから出力された前記光信号の偏光の程度が最小であるか又は最小に近いときの前記光信号対ノイズ比を求めることを特徴とする偏光モード分散補償装置。
【請求項１４】
請求項６に記載の偏光モード分散補償装置であって、前記特定のアームが水平アームであり、前記直交アームが垂直アームであることを特徴とする偏光モード分散補償装置。
【請求項１５】
請求項６に記載の偏光モード分散補償装置であって、前記特定のアームが垂直アームであり、前記直交アームが水平アームであることを特徴とする偏光モード分散補償装置。
【請求項１６】
受信した光信号の偏光モード分散の少なくとも一部を補償するための方法であって、
光信号を受信するステップと、
第１の偏光コントローラにより、受信した前記光信号の偏光を調節するステップと、
同調可能微分群遅延素子により、前記第１の偏光コントローラから受信した前記光信号の微分群遅延を調節するステップと、
前記同調可能微分群遅延素子から受信した前記光信号の光パラメータを測定するステップと、
前記第１の偏光コントローラにより提供される前記偏光の調節と、前記同調可能微分群遅延素子により提供される前記微分群遅延の調節とを、測定された前記光パラメータに応答して、前記光信号の一次偏光モード分散を低減するように制御するステップと、
前記光信号の前記一次偏光モード分散が削減された後に、第２の偏光コントローラにより、前記光信号の前記偏光を更に調節して、より高次の偏光モード分散の低減を生じさせる偏光状態を有するようにするステップと
を含む方法。
【請求項１７】
シングル・モード光ファイバを伝わった光信号を受信し、該光信号の偏光を調節する一次偏光コントローラと、
前記一次偏光コントローラの下流で前記光信号を受信し、該光信号の微分群遅延を調節する同調可能微分群遅延素子と、
前記同調可能微分群遅延素子の下流で前記光信号の偏光の程度を測定する光パラメータ測定機構と、
前記第１の偏光コントローラにより提供される前記偏光の調節と、前記同調可能微分群遅延素子により提供される前記微分群遅延の調節とを、測定された前記偏光の程度に応答して制御する第１の調節機構であって、前記第１の偏光コントローラ及び前記同調可能微分群遅延素子を前記偏光の程度を最大化させようとするように制御するよう構成された前記第１の調節機構と、
前記同調可能微分群遅延素子の下流で光信号を受信し、該光信号の偏光を更に調節して、より高次の偏光モード分散の低減を生じさせる偏光状態を有するようにする第２の偏光コントローラと、
前記第２の偏光コントローラの下流にあり、偏光の特定のアームを有する光を通過させ、偏光の直交するアームを有する光を方向転換させる偏光ビーム・スプリッタであって、偏光の前記特定のアームを最大化させようと前記光信号の偏光が前記第２の偏光コントローラにより調節される、前記偏光ビーム・スプリッタと、
前記第２の偏光コントローラにより提供される前記偏光の調節を、前記光信号が偏光の前記特定のアームを最大化させる傾向があるように制御する第２の調節機構と、
前記偏光ビーム・スプリッタを通過した光の光パワーをサンプリングし、前記偏光ビーム・スプリッタによって方向転換された光の光パワーをサンプリングする測定コンポーネントと、
光信号対ノイズ比をサンプリングされた前記光パワーを用いて推定する光信号対ノイズ推定コンポーネントと
を備えた偏光モード分散補償装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
光ファイバ通信ネットワークは、ネットワーク・ノード間でのハイスピード・データの提供により、情報化時代の重要な要求を満たしている。
【背景技術】
【０００２】
光ファイバ通信ネットワークは、相互接続された光ファイバ・リンクの集合を含む。簡単に述べると、光ファイバ・リンクは、光の形式で情報を光ファイバ内へ放つ光信号源を含んでいる。内部反射の原理により、光信号は光ファイバを通って光信号レシーバへと最終的に受けられるまで伝播する。光ファイバ・リンクが双方向である場合、情報は、逆向きに、典型的には別の光ファイバを用いて、光学的に通信することができる。
【０００３】
光ファイバ・リンクは、多種多様な用途において用いられており、各々は、様々な長さの光ファイバ・リンクを必要としている。例えば、比較的短い光ファイバ・リンクが、コンピュータとその隣接した周辺機器との間、又は、ローカルのビデオ・ソース（例えば、ＤＶＤ若しくはＤＶＲ）とテレビとの間で情報を通信するために用いられることがある。しかしながら、対極として、光ファイバ・リンクは、情報を２つのネットワーク・ノード間で通信するときに、数百更には数千キロメートルも伸びることがある。
【０００４】
長距離及び超長距離光学は、数百又は数千キロメートルのオーダーの長い光ファイバ・リンク上での光信号の伝送に言及している。典型的には、長距離光学は、光信号の単一の光ファイバ上の別のチャネルでの伝送を含み、各チャネルは、波長分割多重（ＷＤＭ）又は高密度ＷＤＭ（ＤＷＤＭ）の原理を用いた区別できる光波長に対応する。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
このような長い距離のＷＤＭ又はＤＷＤＭを用いた光信号の伝送は、特に、１秒あたり且つチャネル・レンジあたり数ギガビットの高ビット・レートにおいて、巨大な技術的課題を提示している。ハイスピード長距離及び超長距離光学通信の技術における何らかの改善には、多大な時間及びリソースを必要とすることがある。各改善は重大な前進を表すことができ、なぜなら、そのような改善は、しばしば、世界中でのより広範な通信の利用可能性を導くからである。従って、そのような前進は、潜在的には、人類の協力する能力、学ぶ能力、ビジネスをする能力等を、地理的位置の関係をますますなくしながら加速することができる。
【０００６】
光学分散は、光学系における信号品質を制限する可能性のある１つの影響である。光学分散は、材質及び導波路のパラメータにより、信号の様々な部分がわずかに異なるスピードで光ファイバ内を伝わるときに起きる。シングル・モード・ファイバでは、分散の２つの大きな原因は、色分散及び偏光モード分散（又はＰＭＤ）である。色分散は、異なる波長の光はファイバを通ってわずかに異なるスピードで伝わる傾向があることにより起こり、ある距離を伝わった信号パルスを広げるか又は分散させる。
【０００７】
偏光モード分散（ＰＭＤ）は、異なる偏光モードも異なるスピードで光ファイバを通って伝わることにより起こる。ファイバを通って光が伝わるとき、その光の偏光状態は非常に急激に変化することがある。これら影響の組み合わせは、信号が光ファイバを通って伝わるにつれ、光信号の分散を引き起こしている。色分散と同様に、ＰＭＤはビット・エラー・レートを増加させる可能性があり、それにより、光学系の性能を低下させる可能性がある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本明細書に記載する実施形態は偏光モード分散補償装置に関し、この補償装置は少なくとも２つのステージを含み、１つは光信号の一次偏光モード分散を低減又は除去するためのものであり、第２ステージは光信号のより高次の偏光モード分散を低減又は除去するためのものである。各ステージにおいて、偏光は偏光モード分散が低減されるように調節される。また、第１のステージは、同調可能な異なる群遅延素子を含み、この素子は、一次偏光モード分散を低減又は除去するように調節される。第２のステージは別の偏光コントローラを含み、このコントローラは偏光状態をビーム・スプリッタに適するように調節する。
【０００９】
一実施形態において、ビーム・スプリッタを通過しビーム・スプリッタによって方向転換する（ｄｉｖｅｒｔｅｄ）光学信号のパワー・レベルに基づき、光学信号の信号対ノイズ比を見積もることができる。更にまた、偏光コントローラ及び微分群遅延を制御するために用いられる調節の量に基づき、偏光モード分散を見積もることができる。従って、その実施形態において、偏光モード分散は低減することができ、それにより、システム性能を改善し、一方、同時に、鍵となるシステム・パラメータ、例えば光学信号対ノイズ比（ＯＳＮＲ）及び偏光モード分散、を見積もることができる。
【００１０】
この要約は、特許請求された主題事項の鍵となる特徴又は本質となる特徴を識別することを意図しておらず、また、特許請求された主題事項の範囲を求める助けとして用いることも意図していない。
【００１１】
上述の利点及び特徴並びに他の利点及び特徴を得ることが可能な手法を説明するために、様々な実施形態について、添付の図面を参照することによってより詳細に説明する。これら図面は、例示の実施形態のみを描写し、従って、本発明の範囲を制限するものとは考えるべきでないと理解される一方、実施形態は、追加の特異性及び詳細とともに、添付の図面の使用を介して記載され説明されている。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本明細書に説明された原理を用いることのできる光学通信システムを図解している。
【図２】偏光モード分散（ＰＭＤ）補償装置の概略図を図解している。
【図３】偏光モード分散（ＰＭＤ）を補償し、光学信号対ノイズ比（ＯＳＮＲ）及び光学系のＰＭＤを見積もるための方法のフローチャートを図解し、この方法は、図２のＰＭＤ補償装置によって実行することができる。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
本明細書に記載された実施形態に従い、２つのステージ、１つは光学信号の一次偏光モード分散を低減又は除去するためのもの、第２のステージは光学信号のより高次の偏光モード分散を低減又は除去するためのもの、を含む偏光モード分散（ＰＭＤ）補償装置について説明する。各ステージにおいて、偏光は偏光モード分散を低減させるように調整される。一実施形態において、第２の偏光コントローラで生成される様々な偏光状態のパワー・レベルに基づいて、光学信号対ノイズ比を見積もることができる。更にまた、偏光コントローラ及び微分群遅延を制御するために用いられる調節の量に基づいて、偏光モード分散を見積もることができる。最初に、図１に関して例示の光学通信系を説明する。次に、図２及び３に関して例示の２ステージＰＭＤ補償装置を説明する。
【００１４】
図１は、本明細書で説明する原理を用いることのできる例示の光学通信系１００を概略的に図解している。光学通信系１００において、情報は、端末１０１と１０２との間を光学信号の使用により通信される。この用途において用いる慣例のため、端末１０１から端末１０２へ伝わる光学信号を「東向き（ｅａｓｔｅｒｎ）」と呼び、一方、端末１０２から端末１０１へ伝わる光学信号を「西向き（ｗｅｓｔｅｒｎ）」と呼ぶことにする。「東向き」及び「西向き」という用語は、反対方向に伝わる２つの光学信号を容易に区別することを可能にするために用いられる専門用語にすぎない。「東向き」及び「西向き」の用語の使用は、図１のコンポーネントの何らかの実際の地理的関係や、光学信号の何らかの実際の物理的方向を暗示するわけではない。例えば、本明細書で用いる慣例は端末１０１から端末１０２へ伝わる「東向き」光学信号を有しているが、端末１０１は端末１０２の東側に地理的に位置することができる。
【００１５】
一実施形態において、光学信号は波長分割多重（ＷＤＭ）され、可能であれば高密度波長分割多重（ＤＷＤＭ）される。ＷＤＭ又はＤＷＤＭにおいて、情報は、以後「光学波長チャネル」と呼ぶ複数の区別できる光学チャネルの各々を介して通信される。各光学波長チャネルは、光学通信のために特定の周波数に割り当てられている。よって、ＷＤＭ又はＤＷＤＭ光学信号を用いて通信するために、端末１０１は「ｎ」の光学トランスミッタ１１１（１１１（１）から１１１（ｎ）までの光学トランスミッタを含み、ここで、ｎは正の整数である）を有することができ、各光学トランスミッタは、対応する東向き光学波長チャネルを介した送信のためのものである。同様に、端末１０２は、光学トランスミッタ１２１（１）から１２１（ｎ）を含む「ｎ」の光学トランスミッタ１２１を有することができ、各々も、対応する西向き光学波長チャネルを介した送信のためのものである。
【００１６】
本明細書で説明する原理は、しかしながら、東向き光学波長チャネルの数が西向き光学波長チャネルの数と同じである通信に限定されるわけではない。更にまた、本明細書で説明する原理は、上記光学トランスミッタの各々の構造に厳密に限定されるわけではない。しかしながら、特定の周波数での送信のためにレーザは適切な光学トランスミッタである。とは言うものの、光学トランスミッタの各々は、複数のレーザ・トランスミッタでさえあることができ、ある周波数範囲内で同調することができる。
【００１７】
東向きの光学送信のための東向きチャネルに関して、端末１０１は、光学トランスミッタ１１１からの複数の東向き光学波長信号の各々を１つの東向き光学信号へと光学マルチプレクサ１１２を用いて多重化し、この信号は、次に、第１のファイバ・リンク１１４（１）へと送信される前にオプションの東向き光学増幅器１１３によって光学的に増幅することができる。各光学ファイバ・リンクは、特に、シングル・モード・ファイバを含むことができる。
【００１８】
端末１０１と１０２との間の東向きチャネルにおいては総計「ｍ」のリピータ１１５と「ｍ＋１」の光ファイバ・リンク１１４とが存在する。リピータのない光学系では、「ｍ」はゼロであり、従って、端末１０１と１０２の間に１つのファイバ・リンク１１４（１）は存在するがリピータは存在しない。リピータのある光学通信系では、「ｍ」は１又はそれ以上であろう。リピータの各々は、存在する場合、電力を消費して、それにより光学信号を増幅することができる。
【００１９】
最後の光ファイバ・リンク１１４（ｍ＋１）からの東向き光学信号は、次に、オプションで、オプションの光学増幅器１１６により端末１０２で増幅される。次に、東向き光学信号は、様々な波長の光学波長チャネルへと光学デマルチプレクサ１１７を用いて逆多重化される。次に、様々な光学波長チャネルは、レシーバ１１８（１）から１１８（ｎ）までを含む対応する光学レシーバ１１８が受信し処理することができる。
【００２０】
西向きの光学送信のための西向きチャネルに関して、端末１０２は、光学トランスミッタ１２１（１２１（１）から１２１（ｎ）までの光学トランスミッタを含む）からの複数の西向き光学波長信号の各々を１つの西向き光学信号へと光学マルチプレクサ１２２を用いて多重化する。次に、多重化された光学信号は、オプションで、オプションの西向き光学増幅器１２３により、第１のファイバ・リンク１２４（ｍ＋１）に送信される前に増幅することができる。先ほどと同じように、「ｍ」のリピータ１２５（１２５（１）から１２５（ｍ）までラベル付けされている）と「ｍ＋１」の光ファイバ・リンク１２４（１２４（１）から１２４（ｍ＋１）までラベル付けされている）とが存在する。リピータのない環境においては、「ｍ」はゼロであることができ、従って、西向きチャネルにおいては１つの光ファイバ・リンク１２４（１）のみが存在し、リピータ１２５は存在しないことを想起されたい。
【００２１】
次に、最後の光ファイバ・リンク１２４（１）からの西向き光信号は、オプションで、オプションの光増幅器１２６により端末１０１で増幅される。次に、西向き光信号は、光デマルチプレクサを用いて逆多重化され、そして、レシーバ１２８（レシーバ１２８（１）から１２８（ｎ）までを含む）によって個々の波長分割光チャネルが受信され処理される。端末１０１及び１０２の一方又は双方は、光通信系１００に示された全ての素子を必要としない。例えば、光増幅器１１３、１１６、１２３及び１２６のうちの１以上は、ある構成においては使用されないかもしれない。更にまた、存在すれば、対応する光増幅器１１３、１１６、１２３及び１２６のうちの１以上の各々は、所望であれば複数の光増幅器の組み合わせであることができる。
【００２２】
しばしば、リピータ間の光路長は大体同じである。リピータ間の距離は、端末間の光路長の総計、データ・レート、光ファイバの品質、そのファイバの損失特性、（複数であれば）リピータの数、（複数のリピータが存在すれば）各リピータに供給可能な電力量等に依存することになる。しかし、高品質シングル・モード・ファイバに対するリピータ間（又はリピータのない系での端末から端末まで）の典型的な光路長は、典型的には約８０キロメートルであり、実際には、３０キロメートル以下から１００キロメートル以上にわたることがある。とは言うものの、本明細書の原理は、リピータ間の何らかの特定の光路長に限定されるものではなく、また、あるリピータのセグメントから次のリピータのセグメントまで同じ光路長であるリピータ系に限定されるものでもない。
【００２３】
光通信系１００は、図示及び例示だけのために単純化された形態で表されている。本明細書で説明する原理は、はるかに複雑な光通信系に拡張することができる。本明細書で説明する原理は、複数のファイバ対であって、各々が多重化されたＷＤＭ光信号を通信するためのものが存在する光通信に適用することができる。更にまた、本明細書で説明する原理は、ある方向に１又は複数のファイバ対及び１又は複数の光波長チャネルの一方又は双方を分け、別の方向に１又は複数のファイバ対及び１又は複数の光波長チャネルを分ける１又は複数の分岐ノードが存在する光通信にも適用できる。更に、本明細書で説明する原理は、西向き方向と比べて東向き方向に異なる数のリピータが存在する非対称双方向光チャネルに適用できる。
【００２４】
図２は、偏光モード分散（ＰＭＤ）補償装置２００の概略図である。ＰＭＤは、異なる偏光モードはわずかに異なるスピードで光ファイバ等の複屈折材料を伝わるために現れる。更にまた、光信号の偏光状態は、光信号が光ファイバを伝わるにつれて非常に急激に変化する可能性がある。よって、一定の周波数の信号でさえ、その信号の偏光状態変化による分散を経験することがある。
【００２５】
図１及び２に関して、ＰＭＤ補償装置２００は、例えば、東向き光信号を受信する端末１０２のコンポーネントであるか、又は、西向き光信号を受信する端末１０１のコンポーネントであることができる。ＰＭＤ補償装置２００は、光信号が構成素子の光波長チャネル又は光波長チャネルのサブグループに逆多重化された後の信号経路内に置くことができる。
【００２６】
図解したケースでは、ＰＭＤ補償装置２００は、ネットワーク・モニタとしても作用することができる。ＰＭＤ補償装置２００は、プロセッサ２４０又は何らかのタイプの論理的処理能力を含んでいる。図２においては、プロセッサ内に含まれるものとして、第１の調節機構２４１、一次ＰＭＤ推定機構２４２、第２の調節機構２４３、より高次のＰＭＤ推定機構２４４及び光信号対ノイズ比推定機構２４５等、様々な素子が示されている。これら機構は、プロセッサ２４０の専用コンポーネントであるか、又は、ことによると、プロセッサによって実行される単なる機能かもしれない。後者のケースでは、様々な素子２４１から２４５の間にハードウェア的な区別はないことがある。上記機能は、高度に統合されることさえある。例えば、同調可能微分群遅延素子を調節する機能は、一次ＰＭＤを推定する機能に統合することができる。
【００２７】
偏光モード分散補償装置２００は、２つのステージ２１０及び２２０を含んでいる。第１のステージ２１０は、第１の偏光コントローラ２１１、同調可能微分群遅延（ＤＧＤ）素子２１２、光パラメータ測定機構２１３、第１の調節機構２４１及び一次ＰＭＤ推定器２４２を含んでいる。第１のステージ２１０は、一次ＰＭＤ補償を実行し、一次ＰＭＤの測定も提供する。
【００２８】
第２のステージ２２０は、第２の偏光コントローラ２２１、ビーム・スプリッタ２２２、測定コンポーネント２２４Ａ及び２２４Ｂ、調節機構２４３、より高次のＰＭＤ推定機構２４４並びに光信号対ノイズ比（ＯＳＮＲ）推定機構２４５を含んでいる。第２のステージ２２０は、より高次のＰＭＤの部分的な軽減を実行し、より高次のＰＭＤの大きさの推定を提供し、ＯＳＮＲの推定を提供する。
【００２９】
ＰＭＤ補償装置２００は図３の方法３００を実行することができるので、次に、ＰＭＤ補償装置２００の動作を図２及び３を頻繁に参照しながら説明する。光信号はＰＭＤ補償装置２００によって連続的に受信されることがあるため、方法３００は光信号が受信されるときに連続的に実行することができる。
【００３０】
第１のステージ２１０に関して、光信号は一次偏光コントローラ２１１、同調可能ＤＧＤ素子２１２を通過し、光パラメータ測定機構２１３に入る。最初に、光信号は第１の偏光コントローラ２１１へと受信される（図３のアクト３０１）。例えば、この偏光コントローラが図１の端末１０２内にあったならば、光信号は東向き光信号であろう。この偏光コントローラが図１の端末１０１内にあったならば、光信号は西向き光信号であろう。偏光コントローラ２１１は、調節機構２４１からの制御信号に応答して、光信号の偏光状態の変化を生じさせる（図３のアクト３０２）。
【００３１】
次に、同調可能微分群遅延素子２１２は、偏光コントローラ２１１の下流で光信号を受信し、また調節機構２４１からの制御信号に応答して、光信号の微分群遅延を調節する（図３のアクト３０３）。
【００３２】
次に、光パラメータ測定機構２１３は、同調可能微分群遅延素子の下流で光信号の光パラメータを測定する（アクト３０４）。一実施形態において、光パラメータ測定機構２１３は旋光計であり、旋光計によって測定された光パラメータは光信号の偏光の程度である。旋光計のケースでは、旋光計は、信号の偏光の程度を抽出し、このパラメータを調節機能２４１のためにプロセッサ２４０に渡す。
【００３３】
次に、プロセッサ２４０は、第１の偏光コントローラ２１１によって提供される偏光の調節及び同調可能ＤＧＤ素子によって提供される微分群遅延の調節を、測定された光パラメータに応答して、光信号の一次偏光モード分散を低減するように制御する（アクト３０５）。同調可能ＤＧＤ素子２１２は、第１の偏光コントローラ２１１と組み合わせて、総ＤＧＤを低減するように作用し最小化することを目的とする一次ＰＭＤ補償装置を形成する。
【００３４】
例えば、コンポーネント２１３によって作られる、測定される光パラメータは偏光の程度であると考えてみる。そのケースでは、一次ＰＭＤ補償は、偏光コントローラ２１１及び同調可能ＤＧＤ素子２１２を操作することによって達成され、それにより、系のＤＧＤのベクトル和（一次ＰＭＤ）及び同調可能ＤＧＤ素子２１２によって提供されるＤＧＤに対する調節はゼロとなる。言い換えると、２つのＤＧＤベクトルは長さにおいてほぼ等しくなり、ほぼ逆平行になる。
【００３５】
この条件を識別するために、旋光計２１３により測定される偏光の程度（ＤＯＰ）をフィードバック信号として使用する。ＤＯＰは系のＤＧＤの量に強く依存し、ＤＧＤが最小であるときに最大である。従って、偏光コントローラのパラメータとＤＧＤ素子の大きさとの最大ＤＯＰを達成するための繰り返しは最小のＤＧＤを生じさせ、そのため、一次ＰＭＤの良い補償を生じさせる。この条件が達成されると、同調可能ＤＧＤ素子２１２のセッティングは、系の一次ＰＭＤの推定を提供する。この機能は、図２において一次偏光分散推定コンポーネント２４２によって表され、この一次偏光モード分散推定コンポーネント２４２は、一次偏光モード分散を、第１の調節機構が一次偏光モード分散の低減に成功したときに存在する微分群遅延の調節のレベルを用いて推定する（図３のアクト３０６）。
【００３６】
なお、単純にＤＯＰを測定し、何らかの式をこの値に適用することにより、一次ＤＧＤを推定可能であることを議論することができる。しかし、ＤＯＰも、ビット・レート及び光信号対ノイズ比を含む複数の他のファクタに依存する。そのため、この最大化方法は、より高い正確さを提供し、ビット・レートにとらわれない（ｂｅｉｎｇ  ｂｉｔ  ｒａｔｅ  ａｇｎｏｓｔｉｃ）。
【００３７】
次に第２のステージ２２０を考慮すると、第２の偏光コントローラ２２１は、同調可能微分群遅延２１２素子の下流で光信号を受信し、ある偏光状態を有するように光信号の偏光を更に調節し、このある偏光状態は、偏光ビーム・スプリッタと組み合わせたときに、より高次の偏光モード分散における低減を生じさせる（アクト３０７）ものである。次に、信号の構成要素の偏光状態の結果的な光強度が測定される（アクト３０８）。
【００３８】
例えば、第２の偏光コントローラ２１１の下流にある偏光ビーム・スプリッタ２２２は、光信号を受信し、特定の偏光の向きを有する光を通過させ、直交する偏光の向きを方向転換する。一実施形態において、第２の偏光コントローラ２２１は、特定の偏光の向きを最大化しようと光信号の偏光を調節し、それにより、特定の偏光の向きの最大の光パワーが偏光ビーム・スプリッタ２２２を通過する。
【００３９】
一実施形態において、偏光コントローラ２２１は、光信号の偏光の水平要素の光パワー（Ｈ）を最大化しようとする。そのケースでは、光信号の水平コンポーネントは偏光ビーム・スプリッタ２２２を通過することが可能であるが、垂直コンポーネント（Ｖ）は偏光ビーム・スプリッタ２２２により方向転換される。これは、図２に図解されたケースである。しかし、偏光コントローラ２２１は、代わりに、光信号の偏光の垂直成分を最大化しようとすることができる。そのケースでは、偏光ビーム・スプリッタ２２２の出力を、垂直コンポーネントの光パワーが通過し、水平コンポーネントの光パワーが方向転換可能であるように切り替えることができる。光信号の垂直又は水平アームを通過させる代わりに、ビーム・スプリッタは、任意の偏光アームを通過させ、通過した偏光アームと直交する任意のアームを方向転換することができる。
【００４０】
次に、測定コンポーネント２２４Ａ及び２２４Ｂは偏光ビーム・スプリッタを通過した光の光パワーをサンプリングし、偏光ビーム・スプリッタにより方向転換された光をサンプリングする。例えば、図解されたケースでは、光信号の偏光の垂直コンポーネントの光パワー（Ｖ）はフォトダイオードであることのできるコンポーネント２２４Ａによって測定され、一方、水平コンポーネントの光パワー（Ｈ）もフォトダイオードであることのできるコンポーネント２２４Ｂによって測定される。
【００４１】
プロセッサ２４０は第２の調節機能２４３を使用し、この第２の調節機能２４３は、第２の偏光コントローラ２２１によって提供される偏光の調節を、より高次の偏光モード分散の低減を生じさせる偏光状態に光信号が収束するように制御する（アクト３０９）。例えば、調節機能２４３は、偏光コントローラ２２１の調節を繰り返してＨを最大化することができる。より一般的には、調節機能２４３は、偏光コントローラ２２１の調節を繰り返して、ビーム・スプリッタ２２２を通過する偏光アームのパワーを最大化することができる。
【００４２】
レシーバ２３０は偏光ビーム・スプリッタ２２２の水平アームに取り付けられるので、レシーバ２３０は動作中最大又はほぼ最大のパワーを受信する。信号に関する偏光子の効果は二重である。第１には、ＰＭＤのより高次のコンポーネントが部分的に軽減される。このことは、より高次のＰＭＤが信号の偏光解消を生じさせるために達成される。第２には、信号の光信号対ノイズ比（ＯＳＮＲ）が上昇する。光信号は系の光増幅器からの増幅された自然放出雑音（ＡＳＥ）を含む。１つの偏光コンポーネントを除去することにより、ＡＳＥノイズ・レベルは半分となり、２つの自然発生のビート・ノイズ（ｓｐｏｎｔａｎｅｏｕｓ−ｓｐｏｎｔａｎｅｏｕｓ  ｂｅａｔ  ｎｏｉｓｅ）を低減し、これにより性能が向上する。
【００４３】
偏光子に最も強い信号が通るように偏光コントローラ２２１が並べられると、偏光ビーム・スプリッタに供給される入力信号の偏光の程度（ＤＯＰ）は以下の式１により与えられる：
ＤＯＰ＝（Ｈ−Ｖ）／（Ｈ＋Ｖ）  式１
第１のステージ２１０において一次ＰＭＤが既にキャンセル（又は少なくとも低減）された場合、何らかの残りの分極解消は、光ＳＮＲ及びより高次のＰＭＤからのものとなる。ＯＳＮＲは比較的一定のままであり、一方、より高次のＰＭＤは変動すると仮定した場合、最も高い得られるＤＯＰは、より高次のＰＭＤが一時的にゼロとなったときの周期に対応する。この条件の間、ＯＳＮＲは、以下のように、水平アーム及び垂直アームにおけるパワーの比から推定する（アクト３１１）ことができ、なぜなら、水平アームは承認信号＋ノイズ（ａｄｍｉｔｔｉｎｇ  ｓｉｇｎａｌ＋ｎｏｉｓｅ）であり、一方、水平アームは、丁度、承認ノイズ（ａｄｍｉｔｔｉｎｇ  ｎｏｉｓｅ）であるからである：
【００４４】
【数１】
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【００４５】
プロセッサ２４０は、光信号対ノイズ比をこの方法論を用いて推定するＯＳＮＲ推定機能２４５を含んでいる。
【００４６】
時間にわたるＤＯＰの残りの変動は、変動するより高次のＰＭＤと相関し、そのためこのコンポーネントの大きさは、系におけるより高次のＰＭＤを推定する（アクト３１０）ために用いることができる。従って、プロセッサ２４０はより高次のＰＭＤ推定コンポーネント２４４も含み、このより高次のＰＭＤ推定コンポーネント２４４は、２つの極で（ａｔ  ｔｈｅ  ｔｗｏ  ｅｘｔｒｅｍｅｓ）式１から計算されるＤＯＰ間の差をとることにより、より高次のＰＭＤを推定することができる。
【００４７】
レシーバ２３０は、偏光ビーム・スプリッタ２２２を通過する光を受信する（アクト３１２）。第２の偏光コントローラ２２１は偏光ビーム・スプリッタ２２２を通過する光を最大化しようとするので、レシーバ２３０は所望の偏光状態のより高い光パワーを受信し、それにより、系の性能を向上させる。第２の偏光コントローラ２２１は、好ましくは、第１の偏光コントローラ２１１よりも速く、それにより、第２の偏光コントローラ２２１が第１の偏光コントローラ２１１をトラックすることにより生じる変動を補償することを可能にする。
【００４８】
以上、一次及びより高次の偏光モード分散を効率的に補償し、一方、系の鍵となる性能パラメータ（ＯＳＮＲ及びＰＭＤ等）を測定するＰＭＤ補償装置について説明した。
【００４９】
本発明は、その精神又は本質的な特徴から逸れることなく他の特定の形態において具体化することができる。説明された実施形態は、全ての点で例示のものとしてのみ考慮されるべきであり、制限するものとして考慮されるべきでない。従って、本発明の範囲は、上述の説明ではなく、特許請求の範囲によって示されたものである。特許請求の範囲の等価物の意味及び範囲の中ですることになる全ての変更は、その範囲に包含されるものである
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【国際調査報告】
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