JP3262444B2 - 自動等化器 - Google Patents
自動等化器Info
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Description
ァイバ、光増幅中継器などの光伝送路の偏波分散あるい
は波長分散による伝送特性劣化を補償する自動等化器に
関する。
して、損失の小さい石英系の単一モード光ファイバと、
その損失を補償するための光増幅中継器がある。しか
し、光ファイバおよび光増幅中継器を構成する光部品に
は各種分散が存在する。主なものとして、光信号の群速
度がその周波数成分ごとに異なる波長分散と、その偏波
状態によって異なる偏波分散がある。これらの分散は信
号波形の歪みを引き起こし伝送特性を劣化させる要因に
なるので、補償が必要になっている。
化されている ( C.D.Poole et al.,IEEE Photon. Techn
ol. Lett., vol.3,No.1,pp.68-70, 1991)。それによる
と、偏波分散による伝送特性の劣化量p(dB)は、光伝
送路の2つの偏波主軸に対する光信号の入力パワー比γ
(0<γ<1)と、光伝送路全体の偏波分散値Δτによ
り決まり、 p∝γ(1−γ)Δτ2 で表される。
号)の偏波分散補償器の基本構成を示す。これは、偏波
分散による伝送特性劣化を補償し、さらに時間的に変動
する偏波分散に対応できる構成になっている。すなわ
ち、光送信器1は、光信号に周波数変調(周波数f)を
重畳して光伝送路3に送出する。受信側では伝送路偏波
主軸検出器5がその周波数変調信号を用いて、光伝送路
3と偏波制御回路4からなる系の出力端における偏波主
軸を検出する。ここで得られる制御信号を偏波制御回路
4に帰還することにより、可変偏波分散付与部6の2つ
の偏波主軸のうち群速度の速い進相軸と群速度の遅い遅
相軸に、偏波制御回路4の出力端の偏波主軸の遅相軸と
進相軸をそれぞれ一致させることができる。さらに、光
受信器2内の信号対雑音比を用いて可変偏波分散付与部
6の偏波分散値を制御し、光伝送路3の偏波分散に対応
する逆分散を与えることにより、光伝送路3の偏波分散
による伝送特性劣化を適応的に補償する。
分散等化器には、グレーティング型、ファブリペロー
型、多段マッハツェンダー型、その他があるが、いずれ
も等化特性は固定であった。
は、主信号に重畳した周波数変調信号を用いて偏波分散
補償を行う構成になっており、主信号の伝送特性への影
響が避けられなかった。
固定であるので、波長分散による伝送特性劣化が時間的
に変動する場合には対応できなかった。したがって、例
えば光源となる半導体レーザの劣化その他の要因により
信号光波長がシフトすると、光伝送路と波長分散等化器
からなる系全体の波長分散値が零分散から外れ、波長分
散による特性劣化が大きくなることがあった。
作することなく受信側のみで、光伝送路の各種分散によ
る伝送特性劣化を補償することができ、さらに光伝送路
の各種分散特性の経時変化に追随して自動的かつ適応的
に補償することができる自動等化器を提供することを目
的とする。
化器の基本構成を示す。図において、(1) は光伝送路の
偏波分散による伝送特性劣化を補償する自動等化器の基
本構成であり、光伝送路3の出力端に逆偏波分散付与手
段10と伝送特性劣化検出手段50が縦続に接続された
構成である。(2) は光伝送路の波長分散による伝送特性
劣化を補償する自動等化器の基本構成であり、光伝送路
3の出力端に逆波長分散付与手段30と伝送特性劣化検
出手段50が縦続に接続された構成である。(3) は光伝
送路の波長分散および偏波分散による伝送特性劣化を補
償する自動等化器の基本構成であり、光伝送路3の出力
端に逆分散付与手段40と伝送特性劣化検出手段50が
縦続に接続された構成である。
偏波分散に対する逆分散を与え、かつその偏波分散特性
が制御信号に応じて変化する構成である。逆波長分散付
与手段30は、光伝送路3の波長分散に対する逆分散を
与え、かつその波長分散特性が制御信号に応じて変化す
る構成である。逆分散付与手段40は、光伝送路3の偏
波分散および波長分散に対する逆分散を与え、かつその
偏波分散特性および波長分散特性が制御信号に応じて変
化する構成である。伝送特性劣化検出手段50は、光伝
送路3と逆偏波分散付与手段10,逆波長分散付与手段
30,逆分散付与手段40からなる系の分散特性による
伝送特性劣化を検出し、それに応じた制御信号を逆偏波
分散付与手段10,逆波長分散付与手段30,逆分散付
与手段40に与える構成である。
は、各逆分散付与手段10,30,40を通過して伝送
特性劣化検出手段50に受信される。したがって、伝送
特性劣化検出手段50に受信される光信号は、光伝送路
3と各逆分散付与手段10,30,40の双方によって
決定される分散特性による伝送特性劣化を受ける。伝送
特性劣化検出手段50はこの伝送特性劣化を検出し、対
応する制御信号を各逆分散付与手段10,30,40に
帰還し、光信号の伝送特性劣化を小さくする方向に制御
する。このフィードバック系により、光伝送路3の各分
散特性が経時変化しても、それに追随して自動的かつ適
応的に伝送特性劣化を補償することができる。
10,逆波長分散付与手段30,逆分散付与手段40
と、伝送特性劣化検出手段50とを組み合わせたもので
あるので、実施例の説明は各手段ごとに分けて行う。
る伝送特性劣化を補償するための逆偏波分散付与手段1
0の実施例である。図4は、光伝送路3の波長分散によ
る伝送特性劣化を補償するための逆波長分散付与手段3
0の実施例である。図5は、光伝送路3の波長分散およ
び偏波分散による伝送特性劣化を補償するための逆分散
付与手段40の実施例である。図6,図7は伝送特性劣
化検出手段50の実施例を示す。
与手段10の第1実施例および第2実施例について説明
する。図2に示す第1実施例の逆偏波分散付与手段10
は、偏波制御回路11と、偏波分散付与部として機能す
る偏波保持ファイバ15と、ディジタル信号処理回路
(DSP)16とにより構成される。偏波制御回路11
は、1/4波長板12,1/2波長板13,1/4波長
板14を縦続に接続した構成である。ディジタル信号処
理回路16は、伝送特性劣化検出手段50から与えられ
る制御信号に応じて、各波長板11,12,13の角度
を最適値の方向に「山登り法」で制御する。この偏波制
御回路11を用いて、光伝送路3と偏波保持ファイバ1
5との間の複屈折性を変化させ、光伝送路3と逆偏波分
散付与手段10からなる系の偏波分散特性を制御する。
なお、偏波保持ファイバ15の偏波分散値として、光伝
送路3の偏波分散値の平均値に対応するものを用いるこ
とにより、効率のよい偏波分散補償が可能となる(特願
平5−273812号)。
段10は、同様の偏波制御回路11と偏光遅延線21と
を縦続にn段接続した繰り返し構造である。偏波制御回
路11は、1/4波長板12,1/2波長板13,1/
4波長板14を縦続に接続した構造である。偏光遅延線
21は、偏波ビームスプリッタ22,光遅延線23,偏
波ビームスプリッタ24から構成され、偏波ビームスプ
リッタ22で分離した2つの偏波に対して異なる遅延時
間を与え、再び偏波ビームスプリッタ24で合波する構
造である。偏波制御回路11の各波長板の角度および偏
光遅延線21の光遅延線23の遅延時間Tは、ディジタ
ル信号処理回路(DSP)16により設定される。すな
わち、ディジタル信号処理回路16は、伝送特性劣化検
出手段50から与えられる制御信号に応じて図に示すア
ルファベットの順番に摂動を加え、各段の各波長板1
2,13,14の角度および光遅延線23の遅延時間T
を最適値の方向に「山登り法」で制御する。
光ファイバがその複屈折性を表す軸の角度をランダムに
して多数結合したものとして扱われている。本実施例の
逆分散付与手段10の繰り返し構造は、この偏波分散の
モデル化とまったく同じ構成であり、繰り返し回数nを
十分に大きなものとすれば原理的には偏波分散による伝
送特性劣化を完全に抑圧することができる。
30の実施例について説明する。本実施例の逆波長分散
付与手段30は、光カプラ31および光遅延線32から
なるマッハツェンダー干渉計を縦続にn段接続した構成
の波長分散等化器(電子情報通信学会 '92春季全国大会
講演論文集B-956 第4分冊 p.108)である。各段の光
遅延線32の遅延時間Tは、伝送特性劣化検出手段50
から与えられる制御信号に応じて一律に設定され、この
遅延時間Tの変化に応じて波長分散量が変化するように
なっている。すなわち、本実施例の逆波長分散付与手段
30は、伝送特性劣化検出手段50で得られる制御信号
に応じて各段の光遅延線32の遅延時間Tを変化させる
ことにより、波長分散による伝送特性劣化を自動的かつ
適応的に補償することができる。
散および偏波分散による伝送特性劣化を補償する逆分散
付与手段40の実施例について説明する。本実施例の逆
分散付与手段40は、図4に示す光カプラ31および光
遅延線32を縦続にn段接続した逆波長分散付与手段3
0と、図3に示す偏波制御回路11および偏光遅延線2
1を縦続にn段接続した逆偏波分散付与手段10とを縦
続に接続した構成である。また、ディジタル信号処理回
路(DSP)16は、伝送特性劣化検出手段50から与
えられる制御信号に応じて図に示すアルファベットの順
番に摂動を加え、逆波長分散付与手段30の各段の光遅
延線32の遅延時間Tと、逆偏波分散付与手段10の各
段の各波長板12,13,14の角度および光遅延線2
3の遅延時間Tを最適値の方向に「山登り法」で制御す
る。
た光信号は、逆波長分散付与手段30で波長分散の補償
を受け、さらに逆偏波分散付与手段10で偏波分散の補
償を受けることができる。すなわち、光伝送路3の波長
分散および偏波分散による伝送特性劣化を同時に補償す
ることができる。
検出手段50の第1実施例および第2実施例について説
明する。なお、以下の説明では、逆偏波分散付与手段1
0,逆波長分散付与手段30,逆分散付与手段40をま
とめて逆分散付与手段60として説明する。
ッド部分に符号誤り率検出のための情報を含んでいるの
で、これを検出することにより光信号の符号誤り率を知
ることができる。したがって、信号形式をSTM信号と
すると、図6に示すように光受信器2の符号誤り率検出
機能をもって伝送特性劣化検出手段50とすることがで
きる。ここで検出された符号誤り率を制御信号として逆
分散付与手段60に帰還し、最小値制御して光伝送路3
の分散特性を逆分散付与手段60の分散特性で打ち消す
ように制御する。これにより、光伝送路3の各種分散特
性による伝送特性劣化が抑圧され、符号誤り率特性のよ
い伝送が可能となる。
化検出手段50は、光カプラ51、光電気変換器52、
増幅器53、帯域通過フィルタ(BPF)54、二乗検
波器55および低域通過フィルタ(LPF)56から構
成される。光カプラ51は光受信器2の前段に挿入さ
れ、光伝送路3と逆分散付与手段60からなる系を通過
した光信号を分岐する。光カプラ51で分岐された光信
号をビットレートのk(0<k<1)倍以上の帯域をも
つ光電気変換器52で電気信号に変換する。この電気信
号を増幅器53で増幅した後に、ビットレートのk倍を
中心周波数とする帯域通過フィルタ54を通過させ、さ
らに二乗検波器55で検波して低域通過フィルタ56を
通過させる。ここで得られたベースバンド信号を制御信
号として逆分散付与手段60に帰還する。このような構
成により、図8に示すように分散によるアイ開口劣化が
検出される。すなわち、制御信号(ベースバンド信号)
のスペクトルの変化から伝送特性劣化を検出することが
できる。
号のうち帯域通過フィルタ54の中心周波数ωの成分を
パワー分岐比γで分岐し、それに遅延Δτを与えること
により計算することができる。その結果、制御信号の大
きさは、 1−γ(1−γ)ω2 Δτ2 に比例して得られる。ここで、ωは帯域通過フィルタ5
4の中心周波数を角周波数で表したものである。パラメ
ータΔτ,γは、光伝送路3と逆分散付与手段60から
なる系の分散値と、入射側偏波主軸に対して入射する光
パワーの分岐比である。したがって、このような制御信
号を最大値制御すると、アイ開口劣化を表すパラメータ
γ(1−γ)Δτ2 の値が小さくなり、光伝送路3の分散
による伝送特性劣化を補償することができる。
器は、受信側だけの処理で光伝送路の偏波分散,波長分
散,さらに偏波分散および波長分散による伝送特性劣化
を補償することができる。さらに、光伝送路の偏波分散
特性の経時変化や、光源波長の経時変化などによる波長
分散特性の経時変化に対しても、受信側における適応的
な制御により伝送特性劣化を補償することができる。
図。
ロック図。
ロック図。
ク図。
送特性劣化を補償するための逆分散付与手段40の実施
例を示すブロック図。
ブロック図。
ブロック図。
与える影響を説明する図。
補償器の基本構成を示すブロック図。
Claims (7)
- 【請求項1】 光伝送路の偏波分散特性による伝送特性
劣化を補償する自動等化器において、 前記光伝送路の出力端に、光伝送路の偏波分散に対する
逆分散を与え、かつその偏波分散特性が制御信号に応じ
て変化する逆偏波分散付与手段を接続し、 前記光伝送路と前記逆偏波分散付与手段からなる系の分
散特性による光主信号の伝送特性劣化を光主信号から直
接検出し、それに応じた制御信号を前記逆偏波分散付与
手段に与える伝送特性劣化検出手段を備えたことを特徴
とする自動等化器。 - 【請求項2】 請求項1に記載の自動等化器において、 逆偏波分散付与手段は、制御信号に応じて光信号の偏波
状態を制御する偏波制御回路と、所定の偏波分散値を有
する偏波分散付与部とを縦続に接続し、前記偏波分散付
与部を通過する光信号に対して光伝送路の偏波分散と逆
特性の偏波分散が与えられるように、前記偏波分散付与
部に入力する光信号の偏波状態を前記制御信号に応じて
制御する構成であることを特徴とする自動等化器。 - 【請求項3】 請求項1に記載の自動等化器において、 逆偏波分散付与手段は、制御信号に応じて光信号の偏波
状態を制御する偏波制御回路と、制御信号に応じて偏波
分散値が変化する可変偏波分散付与部とを縦続に複数段
接続し、前記各段の可変偏波分散付与部を通過する光信
号に対してトータルで光伝送路の偏波分散と逆特性の偏
波分散が与えられるように、各段の可変偏波分散付与部
に入力する光信号の偏波状態および各段の可変偏波分散
付与部の偏波分散値を前記制御信号に応じて制御する構
成であることを特徴とする自動等化器。 - 【請求項4】 光伝送路の偏波分散特性および波長分散
特性による伝送特性劣化を補償する自動等化器におい
て、 前記光伝送路の出力端に、光伝送路の偏波分散および波
長分散に対する逆分散を与え、かつその偏波分散特性お
よび波長分散特性が制御信号に応じて変化する逆分散付
与手段を接続し、 前記光伝送路と前記逆分散付与手段からなる系の分散特
性による光主信号の伝送特性劣化を光主信号から直接検
出し、それに応じた制御信号を前記逆分散付与手段に与
える伝送特性劣化検出手段を備えたことを特徴とする自
動等化器。 - 【請求項5】 請求項4に記載の自動等化器において、 逆分散付与手段は、制御信号に応じて波長分散特性が変
化するマッハツェンダー干渉計構造の波長分散等化器を
縦続に複数段接続した構成である逆波長分散付与手段
と、請求項3に記載の逆偏波分散付与手段を縦続に接続
した構成であることを特徴とする自動等化器。 - 【請求項6】 請求項1または請求項4に記載の自動等
化器において、 伝送特性劣化検出手段は、光受信器で検出される符号誤
り率を用いて制御信号を生成する構成であることを特徴
とする自動等化器。 - 【請求項7】 請求項1または請求項4に記載の自動等
化器において、 伝送特性劣化検出手段は、光伝送路と逆分散付与手段か
らなる系を通過した光信号を電気信号に変換し、そのベ
ースバンド信号のスペクトルの変化に応じた制御信号を
生成する構成であることを特徴とする自動等化器。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP01451094A JP3262444B2 (ja) | 1994-02-08 | 1994-02-08 | 自動等化器 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP01451094A JP3262444B2 (ja) | 1994-02-08 | 1994-02-08 | 自動等化器 |
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JPH07221705A JPH07221705A (ja) | 1995-08-18 |
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Family
ID=11863081
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP01451094A Expired - Lifetime JP3262444B2 (ja) | 1994-02-08 | 1994-02-08 | 自動等化器 |
Country Status (1)
Country | Link |
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FR2803460B1 (fr) * | 1999-12-30 | 2002-03-29 | Cit Alcatel | Dispositif de compensation de la dispersion de polarisation dans un systeme de transmission optique |
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JP3880906B2 (ja) | 2002-08-22 | 2007-02-14 | 富士通株式会社 | 波形劣化補償機能を有する受信装置 |
ITMI20040446A1 (it) * | 2004-03-09 | 2004-06-09 | Marconi Comm Spa | Sistema metodo e apparato per la compensazione della pmd e contemporanea demultiplazione di coppie di segnali multiplati ion polarizzazione |
US7154670B2 (en) * | 2004-03-10 | 2006-12-26 | Tyco Telecommunications (Us) Inc. | Methods and apparatus for polarization control |
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JP5012811B2 (ja) | 2006-11-30 | 2012-08-29 | 日本電気株式会社 | 分散検出装置およびそれを用いた自動分散補償システム |
-
1994
- 1994-02-08 JP JP01451094A patent/JP3262444B2/ja not_active Expired - Lifetime
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
小関健,群遅延分散等化光回路,1992年電子情報通信学会春季大会講演論文集,日本,財団法人電子情報通信学会,第4分冊,4−108 |
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Publication number | Publication date |
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