(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
光信号の光軸上に配置され、当該光軸を中心に回転可能なλ／２板と、
前記λ／２板と同一の光軸上に配置され、前記光軸を中心に回転可能なλ／４板と、
前記λ／２板を第１のステップ幅で回転させるλ／２板制御手段と、
前記λ／４板を第２のステップ幅で回転させるλ／４板制御手段と、
前記λ／２板および前記λ／４板を、同時に、それぞれ第３のステップ幅および第４のステップ幅で回転させる波長板同時制御手段と、
偏波制御装置により偏波制御された光信号の信号状態に基づく指標値と、予め取得して記憶装置中に格納した目標値とに基づいて、前記λ／２板制御手段、λ／４板制御手段、および、波長板同時制御手段を動作させる処理手段と、
前記指標値が目標値に近づくにしたがって、前記第１のステップ幅および第２のステップ幅が小さくなるように、前記指標値と、前記第１のステップ幅および第２のステップ幅とを対応付けたテーブルを格納した記憶手段と、
を備え、
前記処理手段が、前記記憶手段に格納された前記テーブルを参照して、前記指標値と対応付けられた前記第１のステップ幅および第２のステップ幅を取得し、前記λ／２板制御手段および前記λ／４板制御手段の少なくとも一方を、所定回数動作させ、取得した指標値と前記目標値とに基づき、前記取得した指標値が局所解に陥っていると判断した場合に、前記波長板同時制御手段を動作させることを特徴とする偏波制御装置。
【請求項２】
光信号の光軸上に配置され、当該光軸を中心に回転可能なλ／２板と、
前記λ／２板と同一の光軸上に配置され、前記光軸を中心に回転可能なλ／４板と、
前記λ／２板を第１のステップ幅で回転させるλ／２板制御手段と、
前記λ／４板を第２のステップ幅で回転させるλ／４板制御手段と、
前記λ／２板および前記λ／４板を、同時に、それぞれ第３のステップ幅および第４のステップ幅で回転させる波長板同時制御手段と、
偏波制御装置により偏波制御された光信号の信号状態に基づく指標値と、予め取得して記憶装置中に格納した目標値とに基づいて、前記λ／２板制御手段、λ／４板制御手段、および、波長板同時制御手段を動作させる処理手段と、
前回に取得した指標値と今回取得した指標値との差分値の絶対値が小さくなるにしたがって、前記第１のステップ幅および第２のステップ幅が小さくなるように、前記指標値と、前記第１のステップ幅および第２のステップ幅とを対応付けたテーブルを格納した記憶手段と、
を備え、
前記処理手段が、前記記憶手段に格納された前記テーブルを参照して、前記差分値と対応付けられた前記第１のステップ幅および第２のステップ幅を取得し、前記λ／２板制御手段および前記λ／４板制御手段の少なくとも一方を、所定回数動作させ、取得した指標値と前記目標値とに基づき、前記取得した指標値が局所解に陥っていると判断した場合に、前記波長板同時制御手段を動作させることを特徴とする偏波制御装置。
【請求項３】
前記処理手段は、前記λ／２板制御手段およびλ／４板制御手段を順次動作させ、或いは、前記λ／４板制御手段およびλ／２板制御手段を順次動作させることを特徴とする請求項１または２に記載の偏波制御装置。
【請求項４】
前記第３のステップ幅および第４のステップ幅は、前記第１のステップ幅および第２のステップ幅と等しいまたはより大きいことを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の偏波制御装置。
【請求項５】
光信号の光軸上に配置され、当該光軸を中心に回転可能なλ／２板と、
前記λ／２板と同一の光軸上に配置され、前記光軸を中心に回転可能なλ／４板と、
前記λ／２板を第１のステップ幅で回転させるλ／２板制御手段と、
前記λ／４板を第２のステップ幅で回転させるλ／４板制御手段と、
前記λ／２板および前記λ／４板を、同時に、それぞれ第３のステップ幅および第４のステップ幅で回転させる波長板同時制御手段と、
偏波制御装置により偏波制御された光信号の信号状態に基づく指標値と、予め取得して記憶装置中に格納した目標値とに基づいて、前記λ／２板制御手段、λ／４板制御手段、および、波長板同時制御手段を動作させる処理手段と、
前記指標値が目標値に近づくにしたがって、前記第１のステップ幅および第２のステップ幅が小さくなるように、前記指標値と、前記第１のステップ幅および第２のステップ幅とを対応付けたテーブルを格納した記憶手段と、
を備え、
前記処理手段が、前記記憶手段に格納された前記テーブルを参照して、前記指標値と対応付けられた前記第１のステップ幅および第２のステップ幅を取得し、前記波長板同時制御手段を、所定回数動作させ、取得した指標値と前記目標値とに基づき、前記取得した指標値が局所解に陥っていると判断した場合に、前記λ／２板制御手段および前記λ／４板制御手段の少なくとも一方を動作させることを特徴とする偏波制御装置。
【請求項６】
光信号の光軸上に配置され、当該光軸を中心に回転可能なλ／２板と、
前記λ／２板と同一の光軸上に配置され、前記光軸を中心に回転可能なλ／４板と、
前記λ／２板を第１のステップ幅で回転させるλ／２板制御手段と、
前記λ／４板を第２のステップ幅で回転させるλ／４板制御手段と、
前記λ／２板および前記λ／４板を、同時に、それぞれ第３のステップ幅および第４のステップ幅で回転させる波長板同時制御手段と、
偏波制御装置により偏波制御された光信号の信号状態に基づく指標値と、予め取得して記憶装置中に格納した目標値とに基づいて、前記λ／２板制御手段、λ／４板制御手段、および、波長板同時制御手段を動作させる処理手段と、
前回に取得した指標値と今回取得した指標値との差分値の絶対値が小さくなるのにしたがって、前記第１のステップ幅および第２のステップ幅が小さくなるように、前記指標値と、前記第１のステップ幅および第２のステップ幅とを対応付けたテーブルを格納する記憶手段と、
を備え、
前記処理手段が、前記記憶手段に格納された前記テーブルを参照して、前記差分値と対応付けられた前記第１のステップ幅および第２のステップ幅を取得する前記波長板同時制御手段を、所定回数動作させ、取得した指標値と前記目標値とに基づき、前記取得した指標値が局所解に陥っていると判断した場合に、前記λ／２板制御手段および前記λ／４板制御手段の少なくとも一方を動作させることを特徴とする偏波制御装置。
【請求項７】
前記第１のステップ幅および第２のステップ幅は、前記第３のステップ幅および第４のステップ幅と等しいまたはより大きいことを特徴とする請求項５または６に記載の偏波制御装置。
【請求項８】
前記処理手段が、前記所定回数の動作によっても前記所定の指標値と前記目標値との差異が所定の範囲外であるときに、局所解に陥っていると判断することを特徴とする請求項１ないし７の何れか一項に記載の偏波制御装置。
【請求項９】
光信号の光軸上に配置され、当該光軸を中心に回転可能なλ／２板と、
前記λ／２板と同一の光軸上に配置され、前記光軸を中心に回転可能なλ／４板と、
前記λ／２板を第１のステップ幅で回転させるλ／２板制御手段と、
前記λ／４板を第２のステップ幅で回転させるλ／４板制御手段と、
前記λ／２板および前記λ／４板を、同時に、それぞれ第３のステップ幅および第４のステップ幅で回転させる波長板同時制御手段と、
偏波制御装置により偏波制御された光信号の信号状態に基づく指標値と、予め取得して記憶装置中に格納した目標値とに基づいて、前記λ／２板制御手段、λ／４板制御手段、および、波長板同時制御手段を動作させる処理手段と、を備えた偏波制御装置において、
前記処理手段において、
前記指標値が目標値に近づくにしたがって、前記第１のステップ幅および第２のステップ幅が小さくなるように、前記指標値と、前記第１のステップ幅および第２のステップ幅とを対応付けたテーブルを格納した記憶手段から当該テーブルを参照して、前記指標値と対応付けられた前記第１のステップ幅および第２のステップ幅を取得するステップと、
前記λ／２板制御手段および前記λ／４板制御手段の少なくとも一方を、所定回数動作させるステップと、
前記取得した指標値と前記目標値とに基づき、前記取得した指標値が局所解に陥っているか否かを判断するステップと、
前記局所解に陥っていると判断した場合に、前記波長板同時制御手段を動作させるステップと、を備えたことを特徴とする偏波制御方法。
【請求項１０】
光信号の光軸上に配置され、当該光軸を中心に回転可能なλ／２板と、
前記λ／２板と同一の光軸上に配置され、前記光軸を中心に回転可能なλ／４板と、
前記λ／２板を第１のステップ幅で回転させるλ／２板制御手段と、
前記λ／４板を第２のステップ幅で回転させるλ／４板制御手段と、
前記λ／２板および前記λ／４板を、同時に、それぞれ第３のステップ幅および第４のステップ幅で回転させる波長板同時制御手段と、
偏波制御装置により偏波制御された光信号の信号状態に基づく指標値と、予め取得して記憶装置中に格納した目標値とに基づいて、前記λ／２板制御手段、λ／４板制御手段、および、波長板同時制御手段を動作させる処理手段と、を備えた偏波制御装置において、
前記処理手段において、
前回に取得した指標値と今回取得した指標値との差分値の絶対値が小さくなるのにしたがって、前記第１のステップ幅および第２のステップ幅が小さくなるように、前記指標値と、前記第１のステップ幅および第２のステップ幅とを対応付けたテーブルを格納する記憶手段から当該テーブルを参照して、前記差分値と対応付けられた前記第１のステップ幅および第２のステップ幅を取得するステップと、
前記λ／２板制御手段および前記λ／４板制御手段の少なくとも一方を、所定回数動作させるステップと、
前記取得した指標値と前記目標値とに基づき、前記取得した指標値が局所解に陥っているか否かを判断するステップと、
前記局所解に陥っていると判断した場合に、前記波長板同時制御手段を動作させるステップと、を備えたことを特徴とする偏波制御方法。
【請求項１１】
前記所定回数動作させるステップにおいて、
前記λ／２板制御手段およびλ／４板制御手段を順次動作させるステップ、或いは、前記λ／４板制御手段およびλ／２板制御手段を順次動作させるステップを、前記所定回数行うことを特徴とする請求項９または１０に記載の偏波制御方法。
【請求項１２】
光信号の光軸上に配置され、当該光軸を中心に回転可能なλ／２板と、
前記λ／２板と同一の光軸上に配置され、前記光軸を中心に回転可能なλ／４板と、
前記λ／２板を第１のステップ幅で回転させるλ／２板制御手段と、
前記λ／４板を第２のステップ幅で回転させるλ／４板制御手段と、
前記λ／２板および前記λ／４板を、同時に、それぞれ第３のステップ幅および第４のステップ幅で回転させる波長板同時制御手段と、
偏波制御装置により偏波制御された光信号の信号状態に基づく指標値と、予め取得して記憶装置中に格納した目標値とに基づいて、前記λ／２板制御手段、λ／４板制御手段、および、波長板同時制御手段を動作させる処理手段と、を備えた偏波制御装置において、
前記処理手段において、
前記指標値が目標値に近づくにしたがって、前記第１のステップ幅および第２のステップ幅が小さくなるように、前記指標値と、前記第１のステップ幅および第２のステップ幅とを対応付けたテーブルを格納した記憶手段から当該テーブルを参照して、前記指標値と対応付けられた前記第１のステップ幅および第２のステップ幅を取得するステップと、
前記波長板同時制御手段を、所定回数動作させるステップと、
前記取得した指標値と前記目標値とに基づき、前記取得した指標値が局所解に陥っているか否かを判断するステップと、
前記局所解に陥っていると判断した場合に、前記λ／２板制御手段および前記λ／４板制御手段の少なくとも一方を動作させるステップと、を備えたことを特徴とする偏波制御方法。
【請求項１３】
光信号の光軸上に配置され、当該光軸を中心に回転可能なλ／２板と、
前記λ／２板と同一の光軸上に配置され、前記光軸を中心に回転可能なλ／４板と、
前記λ／２板を第１のステップ幅で回転させるλ／２板制御手段と、
前記λ／４板を第２のステップ幅で回転させるλ／４板制御手段と、
前記λ／２板および前記λ／４板を、同時に、それぞれ第３のステップ幅および第４のステップ幅で回転させる波長板同時制御手段と、
偏波制御装置により偏波制御された光信号の信号状態に基づく指標値と、予め取得して記憶装置中に格納した目標値とに基づいて、前記λ／２板制御手段、λ／４板制御手段、および、波長板同時制御手段を動作させる処理手段と、を備えた偏波制御装置において、
前記処理手段において、
前回に取得した指標値と今回取得した指標値との差分値の絶対値が小さくなるのにしたがって、前記第１のステップ幅および第２のステップ幅が小さくなるように、前記指標値と、前記第１のステップ幅および第２のステップ幅とを対応付けたテーブルを格納する記憶手段から当該テーブルを参照して、前記差分値と対応付けられた前記第１のステップ幅および第２のステップ幅を取得するステップと、
前記波長板同時制御手段を、所定回数動作させるステップと、
前記取得した指標値と前記目標値とに基づき、前記取得した指標値が局所解に陥っているか否かを判断するステップと、
前記局所解に陥っていると判断した場合に、前記λ／２板制御手段および前記λ／４板制御手段の少なくとも一方を動作させるステップと、を備えたことを特徴とする偏波制御方法。
【請求項１４】
前記局所解に陥っているか否かを判断するステップが、
前記所定回数の動作によっても前記所定の指標値と前記目標値との差異が所定の範囲外であるときに、局所解に陥っていると判断するステップを有することを特徴とする請求項９ないし１３の何れか一項に記載の偏波制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光信号の偏波状態を制御する装置および制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
直交する偏波状態の２つの光信号を多重化して伝送する偏波多重方式が知られている。偏波多重方式では、受信装置において、直交する２つの光信号を分離する必要がある。光信号を分離する偏波分離装置においては、なんらかの特性を観測しながら、その特性が最適（最大、もしくは最小）となるように、偏波制御を実現している。
【０００３】
偏波分離装置は、たとえば、２つの波長板、λ／２板およびλ／４板、それぞれの波長板の回転角を制御して、出力される光信号を適切な偏波状態とする偏波制御装置、並びに、偏波分離デバイスである偏波ビームスプリッタ（ＰＢＳ）を備えている。偏波分離の際には、偏波ビームスプリッタの軸に対して直線偏光となるように、偏波制御装置において、２つの波長板の回転角をそれぞれ制御する必要がある。
【０００４】
一般に、上記波長板を制御するためには、偏波分離装置の出力光に基づいた、偏波状態を示す指標値を偏波制御装置が取得し、この指標値に基づいて、指標値が最適値を示すように最適な回転角を調整する。上記指標値として、たとえば、ビート信号の信号強度（非特許文献１）が知られている。
【０００５】
また、通信速度が高速化されるのに伴って、１ビットあたりのパルス幅が小さくなり、伝送路光ファイバのＰＭＤ（偏波モード分散）の影響を受けやすくなるため、ＰＭＤ補償を行う必要もある。ＰＭＤ補償を行う際にも、上述した偏波制御装置を適用することができる。この場合には、偏波制御装置は、ＰＭＤ（偏波モード分散）による影響を受けた光信号を、適切に２つの光信号に分離可能な状態にするために用いられる。また、上記指標値として、偏光度（ＤＯＰ：非特許文献２参照）、クロック信号の信号強度（非特許文献３参照）、アイ波形のＱ値（非特許文献４参照）などを用いることができる。
【非特許文献１】「Interference detectionenabling 2ｘ20 Gbit/s RZ polarization division multiplex transmission」、Ｓ． Ｈｉｎｚ他著、ElectronicsLetters, vol. 37, no.8, pp. 511-512, ２００１年８月
【非特許文献２】「Simple dynamic polarisation mode dispersioncompensator」、Ｃ．Ｆｒａｎｃｉａ他著、Electronics Letters、vol.35、no.5、Mar 1999、１９９９年５月
【非特許文献３】「Automaticpolarization-mode dispersion compensation in 40-Gbit/s transmission 」、Ｈ．Ｏｏｉ他、ＯＦＣ１９９９、ＷＥ５−１、１９９９年２月
【非特許文献４】「Adaptive PMDcompensation in a 160 Gb/s RZ transmission system using eye monitor feedback」、Ｆ．Ｂｕｃｈａｌｉ他著、ＥＣＯＣ２００２、Ｗ７．１．３、２００２年９月
【非特許文献５】「偏波モード分散適応補償のためのランダムステップ幅山登り法を用いた偏波モード分散補償器フィードバック制御の検討」、谷澤健他著、信学技法、ＯＣＳ２００７−３０、２００７年７月
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
従来の偏波制御装置においては、指標値を最適値とするように、一般的には簡便な周知の山登り法を用いた制御が行われる。しかしながら、山登り法を用いた場合には、観測された指標値が局所的な値（局地的な最大若しくは最小）となった場合に、その局所的な値を最適値（最大値、最小値）と誤認識し、到達すべき最適値に対して、十分に特性が得られず、最適化が進まない状態（局所解）となりうる。
【０００７】
この局所解を回避し、到達すべき最適値（最大値、最小値）を探索可能な手法が必要となる。たとえば、非特許文献５には、ＰＭＤ補償制御において問題となる局所解を回避するための方法として、探索ステップ幅をランダムに変化させている。非特許文献５に提案された技術においては、制御としては、偏波制御装置のλ／２板およびλ／４板を、それぞれランダムなステップ幅で回転させ、最適値を探索する。この技術を利用すれば、局所解に陥っても、ステップ幅がランダムに変化するため、大きな値のステップ幅が採用されたときに局所解から抜け出すことが可能である。
【０００８】
しかしながら、上記技術においては、ランダムなステップ幅を用いるため、本来到達すべき目標値（最適値）に近い状態にいる場合、当該目標値への到達にかえって時間を要する場合もある。つまり、ステップ幅の選択については、ランダム関数（一様、若しくは、ガウス分布）により選択される。そのため、目標値に近い状態にいた時にもかかわらず、大きなステップ幅が選択された場合、必要以上に大きな探索を行うために、目標値への到達にはより多くの時間を要する。更に、局所解から抜け出すことが可能であるのは、大きなステップ幅が選択された時のみであり、この選択が行われるのは、ランダムであるため、大きな値が選択されるまでに時間を要し、目標値への到達に時間を要する可能性がある。
【０００９】
本発明は、指標値が局所解に陥った場合にも容易に局所解から脱することができ、かつ、短時間で目標値に到達することが可能な偏波制御装置および偏波制御方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の目的は、光信号の光軸上に配置され、当該光軸を中心に回転可能なλ／２板と、
前記λ／２板と同一の光軸上に配置され、前記光軸を中心に回転可能なλ／４板と、
前記λ／２板を第１のステップ幅で回転させるλ／２板制御手段と、
前記λ／４板を第２のステップ幅で回転させるλ／４板制御手段と、
前記λ／２板および前記λ／４板を、同時に、それぞれ第３のステップ幅および第４のステップ幅で回転させる波長板同時制御手段と、
偏波制御装置により偏波制御された光信号の信号状態に基づく指標値と、予め取得して記憶装置中に格納した目標値とに基づいて、前記λ／２板制御手段、λ／４板制御手段、および、波長板同時制御手段を動作させる処理手段と、を備え、
前記処理手段が、前記λ／２板制御手段および前記λ／４板制御手段の少なくとも一方を、所定回数動作させ、取得した指標値と前記目標値とに基づき、前記取得した指標値が局所解に陥っていると判断した場合に、前記波長板同時制御手段を動作させることを特徴とする偏波制御装置により達成される。
【００１１】
好ましい実施態様においては、前記処理手段は、前記λ／２板制御手段およびλ／４板制御手段を順次動作させ、或いは、前記λ／４板制御手段およびλ／２板制御手段を順次動作させる。
【００１２】
上記発明においては、前記第３のステップ幅および第４のステップ幅は、前記第１のステップ幅および第２のステップ幅と等しいまたはより大きいのが望ましい。
【００１３】
また、本発明の目的は、光信号の光軸上に配置され、当該光軸を中心に回転可能なλ／２板と、
前記λ／２板と同一の光軸上に配置され、前記光軸を中心に回転可能なλ／４板と、
前記λ／２板を第１のステップ幅で回転させるλ／２板制御手段と、
前記λ／４板を第２のステップ幅で回転させるλ／４板制御手段と、
前記λ／２板および前記λ／４板を、同時に、それぞれ第３のステップ幅および第４のステップ幅で回転させる波長板同時制御手段と、
偏波制御装置により偏波制御された光信号の信号状態に基づく指標値と、予め取得して記憶装置中に格納した目標値とに基づいて、前記λ／２板制御手段、λ／４板制御手段、および、波長板同時制御手段を動作させる処理手段と、を備え、
前記処理手段が、前記波長板同時制御手段を、所定回数動作させ、取得した指標値と前記目標値とに基づき、前記取得した指標値が局所解に陥っていると判断した場合に、前記λ／２板制御手段および前記λ／４板制御手段の少なくとも一方を動作させる。
【００１４】
上記発明では、前記第１のステップ幅および第２のステップ幅は、前記第３のステップ幅および第４のステップ幅と等しいまたはより大きいのが望ましい。
【００１５】
別の好ましい実施態様においては、前記処理手段が、前記所定回数の動作によっても前記所定の指標値と前記目標値との差異が所定の範囲外であるときに、局所解に陥っていると判断する。
【００１６】
より好ましい実施態様においては、前記記憶装置が、前記指標値が目標値に近づくのにしたがって、前記第１のステップ幅および第２のステップ幅が小さくなるように、前記指標値と、前記第１のステップ幅および第２のステップ幅とを対応付けたテーブルを格納し、
前記処理手段が、前記テーブルを参照して、前記指標値と対応付けられた前記第１のステップ幅および第２のステップ幅を取得する。
【００１７】
別の好ましい実施態様においては、前記記憶装置が、前回に取得した指標値と今回取得した指標値との差分値の絶対値が小さくなるのにしたがって、前記第１のステップ幅および第２のステップ幅が小さくなるように、前記指標値と、前記第１のステップ幅および第２のステップ幅とを対応付けたテーブルを格納し、
前記処理手段が、前記テーブルを参照して、前記差分値と対応付けられた前記第１のステップ幅および第２のステップ幅を取得する。
【００１８】
また、本発明の目的は、光信号の光軸上に配置され、当該光軸を中心に回転可能なλ／２板と、
前記λ／２板と同一の光軸上に配置され、前記光軸を中心に回転可能なλ／４板と、
前記λ／２板を第１のステップ幅で回転させるλ／２板制御手段と、
前記λ／４板を第２のステップ幅で回転させるλ／４板制御手段と、
前記λ／２板および前記λ／４板を、同時に、それぞれ第３のステップ幅および第４のステップ幅で回転させる波長板同時制御手段と、
偏波制御装置により偏波制御された光信号の信号状態に基づく指標値と、予め取得して記憶装置中に格納した目標値とに基づいて、前記λ／２板制御手段、λ／４板制御手段、および、波長板同時制御手段を動作させる処理手段と、を備えた偏波制御装置において、
前記処理手段において、
前記λ／２板制御手段および前記λ／４板制御手段の少なくとも一方を、所定回数動作させるステップと、
前記取得した指標値と前記目標値とに基づき、前記取得した指標値が局所解に陥っているか否かを判断するステップと、
前記局所解に陥っていると判断した場合に、前記波長板同時制御手段を動作させるステップと、を備えたことを特徴とする偏波制御方法により達成される。
【００１９】
好ましい実施態様においては、前記所定回数動作させるステップにおいて、
前記λ／２板制御手段およびλ／４板制御手段を順次動作させるステップ、或いは、前記λ／４板制御手段およびλ／２板制御手段を順次動作させるステップを、前記所定回数行う。
【００２０】
また、本発明の目的は、光信号の光軸上に配置され、当該光軸を中心に回転可能なλ／２板と、
前記λ／２板と同一の光軸上に配置され、前記光軸を中心に回転可能なλ／４板と、
前記λ／２板を第１のステップ幅で回転させるλ／２板制御手段と、
前記λ／４板を第２のステップ幅で回転させるλ／４板制御手段と、
前記λ／２板および前記λ／４板を、同時に、それぞれ第３のステップ幅および第４のステップ幅で回転させる波長板同時制御手段と、
偏波制御装置により偏波制御された光信号の信号状態に基づく指標値と、予め取得して記憶装置中に格納した目標値とに基づいて、前記λ／２板制御手段、λ／４板制御手段、および、波長板同時制御手段を動作させる処理手段と、を備えた偏波制御装置において、
前記処理手段において、
前記波長板同時制御手段を、所定回数動作させるステップと、
前記取得した指標値と前記目標値とに基づき、前記取得した指標値が局所解に陥っているか否かを判断するステップと、
前記局所解に陥っていると判断した場合に、前記λ／２板制御手段および前記λ／４板制御手段の少なくとも一方を動作させるステップと、を備えたことを特徴とする偏波制御方法により達成される。
【００２１】
好ましい実施態様においては、前記局所解に陥っているか否かを判断するステップが、
前記所定回数の動作によっても前記所定の指標値と前記目標値との差異が所定の範囲外であるときに、局所解に陥っていると判断するステップを有する。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によれば、指標値が局所解に陥った場合にも容易に局所解から脱することができ、かつ、短時間で目標値に到達することが可能な偏波制御装置および偏波制御方法を提供することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下、添付図面を参照して、本発明の実施の形態について説明する。図１は、本発明の第１の本実施の形態にかかる光通信システムの構成を概略的に示すブロックダイヤグラムである。図１においては、偏波多重伝送方式を採用した光通信システムにおいて、受信側の偏波分離装置に、本発明にかかる偏波制御装置を適用している。第１の実施の形態において偏波制御装置は、偏波多重方式により多重化された２つの光信号の偏波状態が適切となるように制御する。
【００２４】
図１に示すように、光通信システムは、送信器１０−１、１０−２を有し、偏波多重装置１２が、送信器１０−１、１０−２から出力された信号を、直交する２つの光信号として多重化して伝送路１４に送出する。伝送路１４上には中継器１６−１、１６−２、・・・、１６−ｎが配置され、中継器（以下、単に符号１６で表す）１６を介して伝送路１４中を伝送した偏波多重化された光信号は、受信側に達する。
【００２５】
光通信システムの受信側には、偏波分離装置２０、受信器２６−１、２６−２および偏波状態モニタ２８が設けられている。偏波分離装置２０は、伝送路１４中を伝送された偏波多重化された光信号の偏波状態を適切に制御する偏波制御装置２２と、偏波制御装置２２からの出力光信号に基づいて、直交する光信号のそれぞれを取り出す偏波ビームスプリッタ（ＰＢＳ）２４とを有する。偏波ビームスプリッタ２４からの２つの光信号は、それぞれ受信器２６−１、２６−２により受信される。
【００２６】
偏波状態モニタ２８は、たとえば、偏波ビームスプリッタ２４から出力される光信号を受信し、当該光信号に基づいた指標値を算出して、当該指標値を偏波制御装置２２に出力する。たとえば、本実施の形態においては、指標値として、Ｘ偏波とＹ偏波のビート信号の強度を使用し、偏波状態モニタ２８が、ビート信号の強度を算出して偏波制御装置２２に出力する。したがって、第１の実施の形態にかかる偏波制御装置２２においては、ビート信号の強度を最適化、つまり、ビート信号の強度を最小値とするような処理が実行される。
【００２７】
なお、本実施の形態においては、偏波状態モニタ２８は、偏波制御された後の信号の状態をモニタし、当該信号状態に基づく指標値を得ており、他の指標値を算出し、偏波制御装置２２に出力しても良い。
【００２８】
図２は、本実施の形態にかかる偏波制御装置の構成を示すブロックダイヤグラムである。図２に示すように、本実施の形態にかかる偏波制御装置２２は、λ／２板（ＨＷＰ）３２、λ／４板（ＱＷＰ）３３、ＨＷＰ３２の回転を制御するＨＷＰ制御部３４、ＱＷＰ３３の回転を制御するＱＷＰ制御部３５、ＨＷＰ３２およびＱＷＰ３３双方の同時回転を制御する同時制御部３６、並びに、前記ＨＷＰ制御部３４、ＱＷＰ制御部３５および同時制御部３６の動作シーケンスを制御するシーケンス制御部３７を有している。
【００２９】
本実施の形態において、ＨＷＰ制御部３４は、ＨＷＰ３２を光軸（図２の矢印）を中心に所定のステップ幅（Δθ）で回転させることができる。同時制御部３６は、ＨＷＰ３２を、光軸を中心に所定のステップ幅（Δθ’）で回転させることができる。また、ＱＷＰ制御部３５は、ＱＷＰ３３を光軸（図２の矢印）を中心に所定のステップ幅（Δθ）で回転させることができる。同時制御部３６は、ＱＷＰ３３を、光軸を中心に所定のステップ幅（Δθ’）で回転させることができる。
【００３０】
本実施の形態にかかる偏波制御装置２２は、基本的に、以下のようなロジックを採用して、ビート信号の強度の最適値（最小値）を探索する。
（１）通常は、ＨＷＰ３２を回転させて最適値を探索し、その後、ＱＷＰ３３を回転させて最適値を探索する。無論、順序は逆（先にＱＷＰ３３を回転させて最適値を探索すること）であっても良い。
（２）ＤＯＰが局所解に陥っていると判断された場合には、ＨＷＰ３２およびＱＷＰ３３を同時に回転させて探索空間を拡大することで、局所解からの回避を試みる。
【００３１】
図３は、本実施の形態にかかる偏波制御装置において実行される最適値探索処理の例を示すフローチャートである。図３に示すように、偏波制御装置２２のシーケンス制御部３７は、偏波状態モニタ２８からのビート信号の強度を参照して（ステップ３０１）、指標値であるビート信号の強度が、目標値から一定の範囲内であるか否かを判断する（ステップ３０２）。
【００３２】
ここに、目標値について簡単に説明する。本実施の形態においては、ＨＷＰ３２の回転角θＨＷＰおよびＱＷＰ３３の回転角θＱＷＰの２つのパラメータが存在するため、（θＨＷＰ，θＱＷＰ）で特定される２次元の探索空間が存在する（図７（ａ）、（ｂ）参照）。したがって、すべての（θＨＷＰ，θＱＷＰ）について、対応する指標値Ｆ（θＨＷＰ，θＱＷＰ）を観測して、最適値（最小値）を示すような（θＨＷＰ＿ＭＩＮ，θＱＷＰ＿ＭＩＮ）が常に求められるのが望ましい。しかしながら、探索空間内のすべての（θＨＷＰ，θＱＷＰ）について、対応する指標値Ｆ（θＨＷＰ，θＱＷＰ）を算出することは非常に多大な時間を要する。その際に、時間を要すると、伝送路を伝搬した光信号の偏波状態が変化するため、探索空間の特性が変化する。その結果、正しい最適値条件の角度（θＨＷＰ＿ＭＩＮ，θＱＷＰ＿ＭＩＮ）を取得することが不可能となる。そこで、本実施の形態では、偏波制御装置２２で実行される処理に先立って、予め、上述したすべての（θＨＷＰ，θＱＷＰ）について、対応する指標値Ｆ（θＨＷＰ，θＱＷＰ）を観測し、最小値Ｆ（θＨＷＰ＿ＭＩＮ，θＱＷＰ＿ＭＩＮ）のみを、目標値としてメモリ（図示せず）中に記憶しておく。
【００３３】
したがって、ステップ３０２においては、シーケンス制御部３７は、メモリに記憶されていた目標値と、偏波状態モニタ２８から取得した指標値とを比較する。ステップ３０２でＹｅｓと判断された場合には、次のモニタのタイミング（次に実行されるステップ３０２）まで待機状態となる。ステップ３０２でＮｏと判断された場合には、シーケンス制御部３７はＨＷＰ制御部３４を起動して、ＨＷＰ制御を行わせる（ステップ３０３）。
【００３４】
図４は、本実施の形態にかかるＨＷＰ制御処理の例を示すフローチャートである。図４に示すように、ＨＷＰ制御部３４は、必要な場合にＨＷＰ３２を基準位置（θＨＷＰｉ，θＱＷＰｉ）まで回転させる（ステップ４０１）。なお、ＨＷＰ制御部３４が起動されたとき（初期的）には、ＨＷＰ３２は基準位置にあるため、このステップは省略され得る。ＨＷＰ制御部３４は、現時点の基準位置の状態で、偏波状態モニタ２８から指標値Ｆｉ＝（θＨＷＰｉ，θＱＷＰｉ）を取得するとともに、当該指標値に基づいて、ステップ幅Δθを決定する（ステップ４０２）。なお、ステップ幅Δθの決定については後に詳細に説明する。
【００３５】
次いで、ＨＷＰ制御部３４は、ＨＷＰ３２を基準位置から正方向にΔθだけ回転させて、θＨＷＰｉ＋１＝θＨＷＰｉ＋Δθとする（ステップ４０３）。ＱＷＰ３３については位置が変更されないため、θＱＷＰｉ＋１＝θＱＷＰｉである。ＨＷＰ制御部３４は、この状態で、偏波状態モニタ２８から指標値Ｆｉ＋１＝（θＨＷＰｉ＋１，θＱＷＰｉ＋１）を取得する（ステップ４０４）。ＨＷＰ制御部３４は、ＨＷＰ３２を基準位置から負方向にΔθだけ回転させて、θＨＷＰｉ＋２＝θＨＷＰｉ−Δθとする（ステップ４０５）。ＱＷＰ３３については位置が変更されないため、θＱＷＰｉ＋２＝θＱＷＰｉである。ＨＷＰ制御部３４は、この状態で、偏波状態モニタ２８から指標値Ｆｉ＋２＝（θＨＷＰｉ＋２，θＱＷＰｉ＋２）を取得する（ステップ４０６）。
【００３６】
ＨＷＰ制御部３４は、得られた指標値Ｆｉ、Ｆｉ＋１およびＦｉ＋２を比較して（ステップ４０７）、これらの中での最良値（最小値）を選択する（ステップ４０８）。選択された最良値が、基準位置での現在値に相当するＦｉより改善されていれば（ステップ４０９でＹｅｓ）、ＨＷＰ制御部３４は、最良値の条件の角度を新たな基準位置（θＨＷＰｉ，θＱＷＰｉ）に設定して（ステップ４１０）、ステップ４０１に戻る。その一方、ステップ４０９においてＮｏと判断された場合には、処理を終了する。
【００３７】
ＨＷＰ制御処理においては、Ｆｉが改善される限り、ステップ幅Δθだけ正方向および負方向の双方にＨＷＰ３２を回転させて、最良値を見出し続ける。
【００３８】
ＨＷＰ制御（図３のステップ３０３）に次いで、ＱＷＰ制御が実行される（ステップ３０４）。図示しないが、ＱＷＰ制御は、ＨＷＰ制御と同様であり、探索空間において、ＱＷＰ３３の角度θＱＷＰをステップ幅Δθだけ正方向および負方向に回転させる。なお、後に詳述するが、本実施の形態においては、ＨＷＰ制御におけるステップ幅ΔθとＱＷＰ制御におけるステップ幅Δθは、同一の指標値に対しては同一となるように決定される。
【００３９】
ＱＷＰ制御部３５は、必要な場合にＱＷＰ３３を基準位置（θＨＷＰｉ，θＱＷＰｉ）まで回転させる。図４のステップ４０１と同様に、ＱＷＰ制御部３５が起動されたとき（初期的）には、ＱＷＰ３３は基準位置にあるため、このステップは省略され得る。ＱＷＰ制御部３５は、ＱＷＰ３３が基準位置にある状態で、偏波状態モニタ２８から指標値Ｆｉ＝（θＨＷＰｉ，θＱＷＰｉ）を取得するとともに、当該指標値に基づいて、ステップ幅Δθを決定する。
【００４０】
次いで、ＱＷＰ制御部３５は、ＱＷＰ３３を基準位置から正方向にΔθだけ回転させて、θＱＷＰｉ＋１＝θＱＷＰｉ＋Δθとする。ＨＷＰ３２については位置が変更されないため、θＨＷＰｉ＋１＝θＨＷＰｉである。ＱＷＰ制御部３５は、この状態で、偏波状態モニタ２８から指標値Ｆｉ＋１＝（θＨＷＰｉ＋１，θＱＷＰｉ＋１）を取得する。ＱＷＰ制御部３５は、ＱＷＰ３３を基準位置から負方向にΔθだけ回転させて、θＱＷＰｉ＋２＝θＱＷＰｉ−Δθとする。ＨＷＰ３２については位置が変更されないため、θＨＷＰｉ＋２＝θＨＷＰｉである。ＱＷＰ制御部３５は、この状態で、偏波状態モニタ２８から指標値Ｆｉ＋２＝（θＨＷＰｉ＋２，θＱＷＰｉ＋２）を取得する。
【００４１】
ＱＷＰ制御部３４は、得られた指標値Ｆｉ、Ｆｉ＋１およびＦｉ＋２を比較して、これらの中での最良値（最小値）を選択する。選択された最良値が、基準位置での現在値に相当するＦｉより改善されていれば、ＱＷＰ制御部３５は、最良値条件の角度を新たな基準位置（θＨＷＰｉ，θＱＷＰｉ）に設定して、処理の先頭に戻る。その一方、選択された最良値が、基準位置での現在値に相当するＦｉより改善されていなければ、処理を終了する。ＱＷＰ制御処理においても、Ｆｉが改善される限り、ステップ幅Δθだけ正方向および負方向の双方にＱＷＰ３３を回転させて、最良値を見出し続ける。
【００４２】
ＱＷＰ制御（ステップ３０４）の後、シーケンス制御部３７は、偏波状態モニタ２８からの指標値が目標値から一定の範囲内であるか否かを判断する（ステップ３０５）。ステップ３０５でＹｅｓと判断された場合には、ステップ３０１に戻る。その一方、ステップ３０５でＮｏと判断された場合には、シーケンス制御部３７は、ステップ３０３およびステップ３０５の２つの処理ステップの組み合わせを、続けてＫ回以上実行したか否かを判断する（ステップ３０６）。ステップ３０６でＮｏと判断された場合には、ステップ３０３に戻る。その一方、ステップ３０６でＮｏと判断された場合には、シーケンス制御部３７は、同時制御部３６に、ＨＷＰ３２およびＱＷＰ３３の同時制御を行わせる（ステップ３０７）。
【００４３】
図５および図６は、本実施の形態にかかる同時制御の例を示すフローチャートである。  図５に示すように、同時制御部３６は、必要な場合にＨＷＰ３２およびＱＷＰ３３を基準位置（θＨＷＰｉ，θＱＷＰｉ）まで回転させる（ステップ５０１）。同時制御部３６は、ＨＷＰ３２が基準位置にある状態で、偏波状態モニタ２８から指標値Ｆｉ＝（θＨＷＰｉ，θＱＷＰｉ）を取得するとともに、当該指標値に基づいて、ステップ幅Δθ’を決定する（ステップ５０２）。
【００４４】
次いで、同時制御部３６は、ＨＷＰ３２およびＱＷＰ３３の双方を基準位置から正方向にΔθ’だけ回転させて、θＨＷＰｉ＋１＝θＨＷＰｉ＋Δθ’、θＱＷＰｉ＋１＝θＱＷＰｉ＋Δθ’とする（ステップ５０３）。同時制御部３６は、この状態で、偏波状態モニタ２８から指標値Ｆｉ＋１＝（θＨＷＰｉ＋１，θＱＷＰｉ＋１）を取得する（ステップ５０４）。同時制御部３６は、ＨＷＰ３２およびＱＷＰ３３の双方を基準位置から負方向にΔθ’だけ回転させて、θＨＷＰｉ＋２＝θＨＷＰｉ−Δθ’、θＱＷＰｉ＋２＝θＱＷＰｉ−Δθ’とする（ステップ５０５）。同時制御部３６は、この状態で、偏波状態モニタ２８から指標値Ｆｉ＋２＝（θＨＷＰｉ＋２，θＱＷＰｉ＋２）を取得する（ステップ５０６）。
【００４５】
同時制御部３６は、得られた指標値Ｆｉ、Ｆｉ＋１およびＦｉ＋２を比較して（ステップ５０７）、これらの中での最良値（最小値）を選択する（ステップ５０８）。選択された最良値が、基準位置での現在値に相当するＦｉより改善されていれば（ステップ５０９でＹｅｓ）、同時制御部３６は、最良値条件の角度を新たな基準位置（θＨＷＰｉ，θＱＷＰｉ）に設定して（ステップ５１０）、処理を終了する。
【００４６】
その一方、ステップ５０９でＮｏと判断された場合には、図６の処理に進む。図６に示すように、同時制御部３６は、必要な場合にＨＷＰ３２およびＱＷＰ３３を基準位置（θＨＷＰｉ，θＱＷＰｉ）まで回転させ（ステップ６０１）、再度、偏波状態モニタ２８から指標値Ｆｉ＝（θＨＷＰｉ，θＱＷＰｉ）を取得するとともに、当該指標値に基づいて、ステップ幅Δθ’を決定する（ステップ６０２）。
【００４７】
同時制御部３６は、ＨＷＰ３２を基準位置から正方向にΔθ’だけ回転させ、かつ、ＱＷＰ３３を基準位置から負方向にΔθ’だけ回転させて、θＨＷＰｉ＋１＝θＨＷＰｉ＋Δθ’、θＱＷＰｉ＋１＝θＱＷＰｉ−Δθ’とする（ステップ６０３）。同時制御部３６は、この状態で、偏波状態モニタ２８から指標値Ｆｉ＋１＝（θＨＷＰｉ＋１，θＱＷＰｉ＋１）を取得する（ステップ６０４）。同時制御部３６は、ＨＷＰ３２を基準位置から負方向にΔθ’だけ回転させ、かつ、ＱＷＰ３３を基準位置から正方向にΔθ’だけ回転させて、θＨＷＰｉ＋２＝θＨＷＰｉ−Δθ’、θＱＷＰｉ＋２＝θＱＷＰｉ＋Δθ’とする（ステップ６０５）。同時制御部３６は、この状態で、偏波状態モニタ２８から指標値Ｆｉ＋２＝（θＨＷＰｉ＋２，θＱＷＰｉ＋２）を取得する（ステップ６０６）。
【００４８】
同時制御部３６は、得られた指標値Ｆｉ、Ｆｉ＋１およびＦｉ＋２を比較して（ステップ６０７）、これらの中での最良値（最小値）を選択する（ステップ６０８）。次いで、同時制御部３６は、最良値条件の角度を新たな基準位置（θＨＷＰｉ，θＱＷＰｉ）に設定して（ステップ６０９）、処理を終了する。
【００４９】
図７は、ＨＷＰ制御処理、ＱＷＰ制御処理および同時制御処理を、探索空間を参照して説明する図である。図７（ａ）、（ｂ）において、横軸はθＨＷＰ、縦軸はθＱＷＰを示す。ＨＷＰ制御処理では、図７（ａ）において、θＱＷＰが固定された状態で、θＨＷＰが変更され、指標値の取得位置が基準位置７００から横方向に動かされる（符号７０１参照）。ＱＷＰ制御処理では、図７（ｂ）において、θＨＷＰが固定された状態で、θＱＷＰが変更され、指標値の取得位置が基準位置７００から縦方向に動かされる（符号７０２参照）。
【００５０】
その一方、同時制御処理では、図７（ｂ）に示すように、指標値の取得位置は基準位置７００から斜め方向に動かされる。図７（ｂ）において、符号７０３、７０４は、それぞれ、同時制御処理において、ＨＷＰ３２、ＱＷＰ３３ともに基準位置から正方向にΔθ’回転させたとき（図５のステップ５０３）の探索空間内における移動、および、ＨＷＰ３２、ＱＷＰ３３ともに基準位置から負方向にΔθ’回転させたとき（図５のステップ５０５）の探索空間内における移動を示す。また、符号７０５、７０６は、それぞれ、ＨＷＰ３２を基準位置から正方向、ＱＷＰ３３を基準位置から負方向にΔθ’回転させたとき（図６のステップ６０３）の探索空間内における移動、および、ＨＷＰ３２を基準位置から負方向、ＱＷＰ３３を基準位置から正方向にΔθ’回転させたとき（図６のステップ６０５）の探索空間内における移動を示す。
【００５１】
同時制御処理においては、指標値の取得位置を、探索空間内を斜め方向に移動させることで、水平方向或いは垂直方向に探索空間内を移動させているときに局所解に陥ってしまった状態を打開する可能性を高めることができる。
【００５２】
次に、ＨＷＰ制御処理、ＱＷＰ制御処理および同時制御処理における探索空間移動のステップ幅Δθについて説明する。本実施の形態においては、指標値の最小値と最大値との間を、複数の範囲に分割し、それぞれ範囲にステップ幅を割り当てている。図８（ａ）の例では、指標値の最大値（本例では１００）と最小値（本例では０）との間を均等に（線形的に）分割し、それぞれの指標値の範囲に、図８（ａ）に示すようなステップ幅を割り当てている。すなわち、図８（ａ）の例では、０〜２０、２０〜４０、４０〜６０、６０〜８０および８０〜１００の指標値の範囲について、それぞれ、ステップ幅２、４、６、８および１０を割り当てている。
【００５３】
本実施の形態においては、ビート信号の強度が最小値となるような探索空間中の位置を見出すことを目的としている。したがって、指標値が小さくなるのに伴って、最小値を示す探索空間中の位置に近づいていると予想できるため、ステップ幅を小さくしている。
【００５４】
図８（ｂ）の例では、最小値と最大値との間を非線形的に分割し、それぞれの指標値の範囲に、図８（ｂ）に示すようなステップ幅を割り当てている。図８（ｂ）の例では、０〜５、５〜１５、１５〜３５、３５〜６５、６５〜１００の指標値の範囲について、それぞれ、ステップ幅２、４、６、８および１０を割り当てている。図８（ｂ）に示す例では、図８（ａ）に示す例よりも、指標値が小さくなったときに、よりステップ幅を小さくする度合いを増している。
【００５５】
実際の処理では、指標値の範囲と対応するステップ幅とを格納したテーブルをメモリ（図示せず）中に設け、ＨＷＰ制御部３４、ＱＷＰ制御部３５、同時制御部３６は、それぞれ、ＨＷＰ、ＱＷＰを回転させる際に、テーブルを参照して、指標値を含む範囲に対応付けられたステップ幅を取得すればよい。
【００５６】
本実施の形態では、ＨＷＰ制御におけるステップ幅ΔθよびＱＷＰ制御におけるステップ幅Δθについて、同一のテーブルを使用する。したがって、指標値が同一であるときには、ステップ幅Δθは一致する。その一方、同時制御処理におけるΔθ’については、同一の指標値に対して、Δθ≦Δθ’となるような値がテーブルに格納されているのが望ましい。これは、同時制御処理では、局所解に陥った状態からの打開を目的とするため、探索空間における移動をより大きくすることが望ましいからである。
【００５７】
本実施の形態においては、非特許文献４のようなランダム性を用いていないため、確定的に局所解から回避可能であり、更に、目標値に近い状態にいる場合においても、大きな値のステップ幅が選択されることはなく、目標値への到達時間を短くすることができる。
【００５８】
また、本実施の形態においては、指標値に基づいてステップ幅を決定し、指標値を目標値に近づける。一般に山登り法を応用した手法の一つに最大勾配法が知られている。最大勾配法では、現在の勾配に応じてステップ幅を決定している。偏波制御装置で最大勾配法を利用するためには、波長板の角度を変化させて、現在位置およびその周辺の位置の指標値を得る必要がある。しかしながら、偏波状態は短時間で変動するため、複数の指標値を得て勾配を観測することは困難である。これに対して、本発明においては、指標値に基づいてステップ幅が決定できるため、短時間での処理が可能である。
【００５９】
次に、本発明の第２の実施の形態について説明する。第１の実施の形態においては、偏波多重伝送方式を採用した光通信システムにおいて、受信側の偏波分離装置に、本発明にかかる偏波制御装置を適用した。第２の実施の形態においては、伝送路のＰＭＤ（偏波モード分散）補償のために受信側に設けられたＰＭＤ補償装置中に、本発明にかかる偏波制御装置を適用している。第２の実施の形態において、偏波制御装置は、ＰＭＤ（偏波モード分散）による影響を受けた光信号を、ＰＭＤ（偏波モード分散）補償を行う際に２つの光信号に分離するために、最適な偏波状態に制御する。
【００６０】
図９は、第２の実施の形態にかかる受信側の装置を示すブロックダイヤグラムである。中継器１６を経て伝送路中を伝送された光信号は、ＰＭＤ補償装置１２０に入射される。ＰＭＤ（偏波モード分散）は、２つの直交偏波モード成分の間に伝搬時間差が生じること現象をいい、高速伝送になるに従い、伝送特性が劣化するため、ＰＭＤ補償装置１２０が必要となる。ＰＭＤ補償装置１２０は、上記伝搬時間差による特性劣化を補償するために設けられる。ＰＭＤ補償装置１２０の出力は受信器２６にて受信される。
【００６１】
図９に示すように、本実施の形態にかかるＰＭＤ補償装置１２０は、偏波制御装置２２、偏波ビームスプリッタ（ＰＢＳ）１２２、ＤＧＤ（群遅延時間差：Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ  Ｇｒｏｕｐ  Ｄｅｌａｙ）デバイス１２６、偏波ビームスプリッタ（ＰＢＳ）１２４を有している。また、ＰＭＤ補償装置１２０の出力は、受信器２６により受信されるとともに、偏波状態モニタ２８においても観測される。
【００６２】
第２の実施の形態において、ＰＭＤ補償装置１２０に受信された光信号は偏波制御装置２２に入射され、ＰＢＳ１２２においてＸ偏波およびＹ偏波が適切に分離できるように最適な偏波状態となるように制御される。偏波制御装置２２の出力はＰＢＳ１２２に与えられ、Ｘ偏波およびＹ偏波に分離される。これらの偏波のうち一方が、ＤＧＤデバイス１２６に入力されて一定の遅延が与えられ、Ｘ偏波およびＹ偏波の伝搬速度が等しくなるように調整される。偏波ビームスプリッタ１２２からの一方の偏波およびＤＧＤデバイス１２６において遅延された偏波は、ＰＢＳ１２４において合成され、合成された光信号が受信器２６に与えられる。
【００６３】
第２の実施の形態においては、指標値として、ＤＯＰ（偏光度：Ｄｅｇｒｅｅ  ｏｆ  Ｐｏｌａｒｉｚａｉｏｎ）を使用し、偏波状態モニタ２８が、ＤＯＰを算出して偏波制御装置２２に出力する。したがって、第２の実施の形態では、ＤＯＰを最適化、つまり、ＤＯＰを最大値とするような処理が実行される。無論、偏波状態モニタ２８は、偏波制御された後の信号の状態をモニタし、当該信号状態に基づく指標値を得ており、他の指標値を算出し、偏波制御装置２２に出力しても良い。
【００６４】
たとえば、クロック信号の信号強度を指標値としても良い。４０Ｇｂｉｔ／Ｓの光信号であれば、光受信器において電気信号に変換した後に、変調速度と同じ周波数４０ＧＨｚのバンドパスフィルタを通過させることにより、４０ＧＨｚ成分の信号を抽出することができる。この信号をクロック信号と称している。抽出されたクロック信号の電圧や電力によりその信号強度を示す指標値を得ることができる。或いは、アイ波形のＱ値や開口度を指標値として用いても良い。
【００６５】
第２の実施の形態にかかる偏波制御装置２２は、第１の実施の形態のものとほぼ同様に動作する。つまり、以下のロジックを採用して、ＤＯＰの最適値（最大値）を探索する。
（１）通常は、ＨＷＰ３２を回転させて最適値を探索し、その後、ＱＷＰ３３を回転させて最適値を探索する。無論、順序は逆（先にＱＷＰ３３を回転させて最適値を探索すること）であっても良い。
（２）ＤＯＰが局所解に陥っていると判断された場合には、ＨＷＰ３２およびＱＷＰ３３を同時に回転させて探索空間を拡大することで、局所解からの回避を試みる。
【００６６】
第２の実施の形態にかかる偏波制御装置で実行される処理も、図３〜図６に示すものである。したがってこれ以上の詳細な説明は省略する。
【００６７】
このように、本発明にかかる偏波制御装置２２をＰＭＤ補償装置１２０に適用することにより、適切に分離ができるような偏波状態の光信号を、ビームスプリッタ１２２に出力することが可能となる。
【００６８】
本発明は、以上の実施の形態に限定されることなく、特許請求の範囲に記載された発明の範囲内で、種々の変更が可能であり、それらも本発明の範囲内に包含されるものであることは言うまでもない。
【００６９】
たとえば、前記実施の形態においては、ＨＷＰ制御（図３のステップ３０３）およびＱＷＰ制御（図３のステップ３０４）の順で波長板を制御しているが、これに限定されるものではなく、ＱＷＰ制御およびＨＷＰ制御の順で波長板を制御しても良い。
【００７０】
また、前記実施の形態において、ＨＷＰ制御およびＱＷＰ制御を行って、指標値が局所解に陥っていると判断された場合に、ＨＷＰ３２およびＱＷＰ３３の同時制御を行っている。しかしながら、上記処理順に限定されるものではない。図１０は、他の実施の形態にかかる偏波制御装置において実行される最適値探索処理の例を示すフローチャートである。図１０に示すように、偏波制御装置２２のシーケンス制御部３７は、偏波状態モニタ２８からのＤＯＰを参照して（ステップ１００１）、指標値であるＤＯＰが、目標値から一定の範囲内であるか否かを判断する（ステップ１００２）。ステップ１００２でＮｏと判断された場合には、シーケンス制御部３７は同時制御部３６を起動して、同時制御を行わせる（ステップ１００３）。同時制御は図５および図６を参照して説明したものと同様である。
【００７１】
その後、シーケンス制御部３７は、偏波状態モニタ２８からの指標値が目標値から一定の範囲内であるか否かを判断する（ステップ１００４）。ステップ１００４でＹｅｓと判断された場合には、ステップ１００１に戻る。その一方、ステップ１００４でＮｏと判断された場合には、シーケンス制御部３７は、ステップ１００３を続けてＫ回以上実行したか否かを判断する（ステップ１００５）。ステップ１００５でＮｏと判断された場合には、ステップ１００３に戻る。
【００７２】
その一方、ステップ１００５でＹｅｓと判断された場合には、シーケンス制御部３７は、ＨＷＰ制御部３４を起動して、ＨＷＰ制御処理を実行させる（ステップ１００６）。ＨＷＰ制御処理は、図４を参照して説明したものと同様である。
【００７３】
次いで、シーケンス制御部３７は、ＨＷＰ制御処理によって、指標値が目標値から一定の範囲内になったか否かを判断する（ステップ１００７）。ステップ１００７でＹｅｓと判断された場合には、ステップ１００１に戻る。その一方、ステップ１００７でＮｏと判断された場合には、ＱＷＰ制御部３５を起動して、ＱＷＰ制御処理を実行させる（ステップ１００８）。ＱＷＰ制御処理も、第１の実施の形態と同様である。ＱＷＰ制御処理の後、ステップ１００１に戻る。
【００７４】
なお、上記他の実施の形態においては、ＨＷＰ制御処理およびＱＷＰ制御処理におけるステップ幅Δθ、同時制御処理におけるステップ幅Δθ’について、同一の指標値に対して、Δθ≧Δθ’となるような値がテーブルに格納されているのが望ましい。つまり、他の実施の形態においては、ＨＷＰ制御処理やＱＷＰ制御処理は、局所解に陥っている状態から打開するために実行される。したがって、ステップ幅Δθの方が、探索空間における移動をより大きくすることが望ましいからである。
【００７５】
上記他の実施の形態においても、ＨＷＰ制御処理およびＱＷＰ制御処理の順序を逆にしても良い。
【００７６】
また、前記第１および第２の実施の形態において、当初に実行させるＨＷＰ制御処理およびＱＷＰ制御処理がＫ回実行されたにもかかわらず、指標値が目標値から一定の範囲内とならなかった場合に、同時制御が実行されている。また他の実施の形態においては、当初に実行させる同時制御がＫ回実行されたにもかかわらず、指標値が目標値から一定の範囲内とならなかった場合に、ＨＷＰ制御が実行されている。上記Ｋ回の実行回数は所望の数値に設定することが可能である。
【００７７】
また、前記実施の形態において、ＨＷＰ制御におけるステップ幅Δθ、ＱＷＰ制御におけるステップ幅Δθは、指標値が同じであれば同一の値となるように決定される。しかしながら、これに限定されるものではなく、指標値が同じであっても異なるステップ幅が得られるような構成としても良い。
【００７８】
さらに、前記実施の形態においては、同時制御において、ＨＷＰ３２の角度を変更するステップ幅およびＱＷＰ３３の角度を変更するステップ幅は、指標値が同一であれば同一の値Δθ’となるように決定される。これにより、探索空間においては、指標値を取得する位置が探索位置から４５度、１３５度、２２５度、３１５度の方向に移動する。しかしながら、ステップ幅はこれに限定されるものではなくＨＷＰ３２のステップ幅ΔθＨＷＰおよびＱＷＰ３３のステップ幅ΔθＱＷＰをそれぞれ独自に設定しても良い。
【００７９】
さらに、前記第１実施の形態においては、指標値が最小値となるような探索空間中の位置を見出すため、指標値が小さくなるのに伴って、最小値を示す探索空間中の位置に近づいていると予想できるため、ステップ幅Δθを小さくしている。また、第２の実施の形態においては、指標値が最大値となるような探索空間中の位置を見出すため、指標値が大きくなるのに伴って、最大値を示す探索空間中の位置に近づいていると予想できるため、ステップ幅Δθを小さくしている。図１１（ａ）は、第２の実施の形態において、最小値と最大値との間を均等に（線形的に）分割し、それぞれの範囲にステップ幅を割り当てた例、図１１（ｂ）は、最小値と最大値との間を非線形的に分割し、それぞれの範囲にステップ幅を割り当てた例である。これらの例についても、指標値の範囲と対応するステップ幅とを格納したテーブルをメモリ（図示せず）中に設け、ＨＷＰ制御部３４、ＱＷＰ制御部３５、同時制御部３６は、それぞれ、ＨＷＰ３２、ＱＷＰ３３を回転させる際に、テーブルを参照して、指標値を含む範囲に対応付けられたステップ幅を取得すればよい。
【００８０】
しかしながら、本発明は上述したような構成に限定されるものではない。たとえば、目標値と探索値との差分値が小さくなるのに伴って、最大値を示す探索空間中の位置に近づいていると予想できるため、ステップ幅Δθを小さくするように構成しても良い。この場合には、差分値の最小値と最大値との間を線形的に分割し、それぞれの差分値の範囲にステップ幅を割り当てたようなテーブルや、差分値の最小値と最大値との間を非線形的に分割し、それぞれの差分値の範囲にステップ幅を割り当てたテーブルをメモリ（図示せず）中に設け、当該テーブルが参照されれば良い。なお、差分値についてのテーブルは、図８（ａ）、図８（ｂ）とほぼ同様の構成となる。
【００８１】
さらに、指標値と目標値の差異からステップ幅を得るのではなく、指標値同士の差分値からステップ幅を決定しても良い。ここでは、前回に取得した指標値と今回取得した指標値との差分値の絶対値が小さくなるのにしたがって、ステップ幅が小さくなるように、前記差分値の絶対値の範囲と対応するステップ幅とを格納したテーブルをメモリ（図示せず）中に設け、ＨＷＰ制御部３４、ＱＷＰ制御部３５、同時制御部３６は、それぞれ、ＨＷＰ３２、ＱＷＰ３３を回転させる際に、前回に取得した指標値と今回取得した指標値との差分値の絶対値を算出し、テーブルを参照して、当該絶対値に対応するステップ幅を取得すればよい。
【図面の簡単な説明】
【００８２】
【図１】図１は、第１の本実施の形態にかかる光通信システムの構成を概略的に示すブロックダイヤグラムである。
【図２】図２は、本実施の形態にかかる偏波制御装置の構成を示すブロックダイヤグラムである。
【図３】図３は、本実施の形態にかかる偏波制御装置において実行される最適値探索処理の例を示すフローチャートである。
【図４】図４は、本実施の形態にかかるＨＷＰ制御処理の例を示すフローチャートである。
【図５】図５は、本実施の形態にかかる同時制御の例を示すフローチャートである。
【図６】図６は、本実施の形態にかかる同時制御の例を示すフローチャートである。
【図７】図７は、ＨＷＰ制御処理、ＱＷＰ制御処理および同時制御処理を、探索空間を参照して説明する図である。
【図８】図８は、本実施の形態におけるステップ幅の例を説明する図である。
【図９】図９は、第２の実施の形態にかかる受信側の装置を示すブロックダイヤグラムである。
【図１０】図１０は、他の実施の形態にかかる偏波制御装置において実行される最適値探索処理の例を示すフローチャートである。
【図１１】図１１は、本実施の形態におけるステップ幅の他の例を説明する図である。
【符号の説明】
【００８３】
１０      送信器
１２      偏波多重装置
１４      伝送路
１６      中継器
２０      偏波分離装置
２２      偏波制御装置
２４      偏波ビームスプリッタ
２６      受信器
２８      偏波状態モニタ
３２      λ／２板
３３      λ／４板
３４      ＨＷＰ制御部
３５      ＱＷＰ制御部
３６      同時制御部
３７      シーケンス制御部
１２０    ＰＭＤ補償装置
１２２、１２４  偏波ビームスプリッタ
１２６    ＤＧＤデバイス
【図１】
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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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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