JP4762793B2 - 波長分散制御方法および波長分散制御システム - Google Patents

Description

本発明は、波長多重光伝送システムにおいて、光ファイバ伝送路の波長分散を安定的に制御する波長分散制御方法および波長分散制御システムに関する。

波長多重光伝送システムは、１本の光ファイバに複数の波長を多重して伝送する。伝送容量を向上させるためにはより多くの波長を多重する必要があり、広帯域の中でより均一で安定した伝送品質を保つことが不可欠である。ここで、伝送品質を制限する要因の一つとして光ファイバの波長分散があり、この波長分散をいかに補償できるかが重要な課題となっている。

一方、伝送速度が40Gbit/s以上の高速な光伝送システムでは、波長分散に対して耐力が低下するために、気温変動といったわずかな環境変化に対しても品質低下の原因となる可能性がある。このような波長分散の変動を補償するためには、変動量を測定する波長分散モニタと、可変分散補償器（ＴＤＣ(Tunable Dispersion Compensator)）が必要となる。また、波長分散の変動をモニタする方法としては、受信部においてＴＤＣの波長分散補償値を変化させて主信号のビットエラーレート（ＢＥＲ）をモニタし、この値が最小になるようにＴＤＣを制御する方法が提案されている（非特許文献１）。その他の波長分散モニタ方法として、ある変調周波数で変調をかけた光信号を伝送路に送り、受信部において変調信号間の位相差を測定して伝送路ファイバの波長分散を測定する位相シフト法が提案されている（非特許文献２）。

ところで、伝送品質の制限要因として、波長分散以外に偏波モード分散（ＰＭＤ(Polarization Mode Dispersion)）がある。ＰＭＤは、光ファイバへの入射偏波の状態によって伝搬速度が異なる現象で、光ファイバの複屈折特性に起因するものである。すなわち、光ファイバ内の複屈折率により生じる光信号は、２つの直交する偏波モード成分（ｘ／ｙ偏波）に分離される。この２つの偏波モード成分は互いに伝搬速度（群速度）が異なるため、光ファイバの出力端では直交する偏波モード成分間に群遅延時間差（ＤＧＤ(Differential Group Delay)が生じ、このＤＧＤに応じて出力光にパルス拡がりが生じる。これがＰＭＤと呼ばれるものである。ＰＭＤも波長分散と同様、時間的に変動する性質をもっており、敷設ファイバのＰＭＤ変動については報告がなされている（非特許文献３）。

したがって、伝送速度が40Gbit/s以上の高速な光伝送システムでは、波長分散に限らずＰＭＤによる波形劣化も伝送品質制限要因の一つとなっている。なお、理想的な光ファイバコアは完全な円心構造をしており複屈折は生じない。しかし、光ファイバの製造過程や光ファイバの敷設条件による曲げや張力など種々の応力が加わることにより光ファイバコアの円心構造が崩れると、偏波モードの縮退が解けてＰＭＤが生じる。ＰＭＤの大きさは上記の条件によって大きく左右されるが、一般的にファイバ長に依存する。

上記の波長分散モニタのうち、ＢＥＲを最小化するようにＴＤＣを制御するモニタ方法では、ＰＭＤ値の大きな光ファイバに対して、以下の理由により正常に動作しない可能性がある。すなわち、ＰＭＤの大きな光ファイバでは、ＰＭＤの時間変動によりＢＥＲが大きく変化する。ＰＭＤの時間変動には、季節変動のように長い周期での変動以外に、光ファイバタッチなど光ケーブルへの物理的な接触によって単発的に発生する変動がある。しかし、ＢＥＲだけをモニタする波長分散モニタ方式では、ＰＭＤ変動と波長分散変動とを区別することができないため、ＴＤＣ制御中にＰＭＤが変動すると、伝送路の波長分散が変動したと誤判断し、ＢＥＲを最小化するように制御を開始する。その結果、波長分散が最適値からずれ、ペナルティ発生の原因となる。

このように従来の波長分散モニタ方式でＴＤＣを制御すると、ＢＥＲの変動が波長分散に起因するものか、ＰＭＤに起因するものか区別ができないために、波長分散制御が正しく機能しない可能性がある。
K.Yonenaga et al, "Automatic dispersion equalization using bit error rate monitoring in 40 Gbit/s optical transmission system", Electron.Lett., Vol.37, No.3, p.187, Feb. 2001 A.Sano et al, "Adaptive Dispersion Equalization by Monitoring Relative Phase Shift Between Spacing-Fixed WDM Signals", J.Lightwave.Technol., Vol.19 No.3, p.336, Mar.2001 M.Karlsson et al, "Long-Term Measurement of PMD and Polarization Drift in Installed Fibers", J.Lightwave.Technol., Vol.18, No.7, p.941, July 2000

ＰＭＤが大きな伝送路ファイバでは、上記のようにＰＭＤの時間変動によってＢＥＲが変動するため、ＢＥＲを最小化するように可変分散補償器（ＴＤＣ）を制御する波長分散制御方法では正常に制御が機能しない可能性があり、結果として波長分散制御の信頼性が低下していた。以下、図を参照して具体的に説明する。

図６は、波長分散に対するＢＥＲの分布（波長分散耐力）の一例を示す。横軸はＴＤＣの最適波長分散補償値からのずれで単位はps/nm 、縦軸はＢＥＲを示す。最適な波長分散補償値を決定するために、ＴＤＣに設定する波長分散補償値を変えながらその都度ＢＥＲを読み取り、波長分散制御部に取り込む。ＴＤＣに設定する波長分散補償値の可変幅、補償間隔、1 回あたりのＢＥＲ測定時間については光伝送システムの構成に応じて決定する。次に、ＢＥＲが最小となる波長分散補償値を決定し、最適波長分散補償値としてＴＤＣに設定する。波長分散は時間的に変動するため、波長分散を精度良く補償するためには、上記の手順を繰り返し実行する必要がある。ただし繰り返しの周期については光伝送システムに応じて決定する。

図７は、ＰＭＤにより波長分散制御が誤動作するケースを示す。図７は、図６における波長分散耐力がＰＭＤ変動によって変動する様子を模式的に表わしている。実線の曲線は初期状態における分散耐力曲線、点線および一点鎖線の曲線をそれぞれ状態ａ、状態ｂとする。ケース１は、ＴＤＣ制御中にＰＭＤ変動によって初期状態から状態ａに遷移した場合（図中の１→２→３→４→５）、遷移する前のポイント１に対する波長分散補償値で最もＢＥＲが小さくなり、最適な波長分散補償値として誤認識してしまう場合である。また、ケース２は、ＴＤＣ制御中に初期状態から状態ｂに遷移した場合（図中の11→12→13→14→15→16）、遷移した後のポイント15に対する波長分散補償値でＢＥＲが最小となり、同様に最適な波長分散補償値からずれが生じる。ＰＭＤの変動がＴＤＣの制御時間に比べて十分長ければ上記のようなケースが生じる可能性は低いが、ＰＭＤが大きい伝送路においては、わずかなＰＭＤ変動によってＢＥＲが大きく変動する。

図８は、ＰＭＤ耐力（ＤＧＤに対するペナルティ）の測定例を示す。図８からＤＧＤが大きくなるほどペナルティが大きくなることがわかる。そのためＰＭＤの変動量は一定であると仮定すると、ＰＭＤ変動量は同じでも伝送路のＰＭＤの絶対値が大きいほどＢＥＲ変動も大きくなる傾向があり、従来の波長分散制御方法では十分な信頼性を確保することが困難である。

本発明は、以上の点からＰＭＤを考慮した波長分散制御を行い、光ファイバ伝送路の波長分散を安定的に制御することができる波長分散制御方法および波長分散制御システムを提供することを目的とする。

第１の発明は、光ファイバ伝送路を介して接続される光送信装置と光受信装置との間で波長多重光信号を伝送する波長多重光伝送システムであって、光送信装置は、複数の送信信号を互いに異なる波長の光信号に変換し、各波長の光信号を波長多重して波長多重光信号として光ファイバ伝送路に送出し、光受信装置は、入力する波長多重光信号を各波長の光信号に分波し、可変分散補償器で各波長の光信号に対してそれぞれ波長分散補償を行い、光受信部で波長分散補償された各波長の光信号を光電気変換した受信信号を出力するとともに、この受信信号のビットエラーレートまたはエラー訂正数を検出し、ビットエラーレートまたはエラー訂正数が最小になるように可変分散補償器に設定する波長分散補償値を制御する波長分散制御方法において、光送信装置に備えた偏波スクランブラで、波長多重光信号の偏波状態をランダムに変化させて送信し、光受信装置は、偏波状態がランダム化された各波長の光信号に対して受信信号の平均化されたビットエラーレートまたはエラー訂正数が最小になるように可変分散補償器を制御する。

第２の発明は、光ファイバ伝送路を介して接続される光送信装置と光受信装置との間で波長多重光信号を伝送する波長多重光伝送システムであって、光送信装置は、複数の送信信号を互いに異なる波長の光信号に変換し、各波長の光信号を波長多重して波長多重光信号として光ファイバ伝送路に送出し、光受信装置は、光分波部で入力する波長多重光信号を各波長の光信号に分波し、可変分散補償器で各波長の光信号に対してそれぞれ波長分散補償を行い、光受信部で波長分散補償された各波長の光信号を光電気変換した受信信号を出力するとともに、波長分散制御部でこの受信信号のビットエラーレートまたはエラー訂正数を検出し、ビットエラーレートまたはエラー訂正数が最小になるように可変分散補償器に設定する波長分散補償値を制御する波長分散制御方法において、光受信装置に備えたＳＯＰモニタに、光分波部で分波された各波長の光信号のうち少なくとも１つの光信号の光パワーの一部を分岐して入力し、その偏波状態であるＳＯＰを測定し、波長分散制御部は、ＳＯＰモニタで測定される所定のＳＯＰを基準ＳＯＰとし、この基準ＳＯＰに対して逐次測定されたＳＯＰとの差であるＳＯＰ変動量を算出し、該ＳＯＰ変動量が許容値を超えた場合には各波長の光信号に対応する可変分散補償器にそれぞれ設定する波長分散補償値を初期値に戻して制御動作を停止し、該ＳＯＰ変動量が許容値以下であった場合にはビットエラーレートまたはエラー訂正数が最小になるように各波長の光信号に対応する可変分散補償器をそれぞれ制御する。

また、ＳＯＰモニタは、各波長の光信号のそれぞれの光パワーの一部を分岐して入力し、それぞれのＳＯＰを測定して各波長の光信号ごとにＳＯＰ変動量を算出し、波長分散制御部は、各波長の光信号におけるＳＯＰ変動量に応じて、各波長の光信号に対応する可変分散補償器をそれぞれ個別に制御するようにしてもよい。

第３の発明は、複数の送信信号を互いに異なる波長の光信号に変換し、各波長の光信号を波長多重して波長多重光信号として光ファイバ伝送路に送出する光送信装置と、光ファイバ伝送路を介して光送信装置に接続され、入力する波長多重光信号を各波長の光信号に分波する光分波部と、各波長の光信号に対してそれぞれ波長分散補償を行う可変分散補償器と、波長分散補償されたされた各波長の光信号を光電気変換した受信信号を出力するとともに、この受信信号のビットエラーレートまたはエラー訂正数を検出して出力する光受信部と、ビットエラーレートまたはエラー訂正数が最小になるように可変分散補償器を制御する波長分散制御部とを含む光受信装置とを備えた波長分散制御システムにおいて、光送信装置に、波長多重光信号の偏波状態をランダムに変化させる偏波スクランブラを備え、光受信装置の波長分散制御部は、偏波状態がランダム化された各波長の光信号に対して受信信号の平均化されたビットエラーレートまたはエラー訂正数が最小になるように可変分散補償器を制御する構成である。

第４の発明は、複数の送信信号を互いに異なる波長の光信号に変換し、各波長の光信号を波長多重して波長多重光信号として光ファイバ伝送路に送出する光送信装置と、光ファイバ伝送路を介して光送信装置に接続され、入力する波長多重光信号を各波長の光信号に分波する光分波部と、各波長の光信号に対してそれぞれ波長分散補償を行う可変分散補償器と、波長分散補償されたされた各波長の光信号を光電気変換した受信信号を出力するとともに、この受信信号のビットエラーレートまたはエラー訂正数を検出して出力する光受信部と、ビットエラーレートまたはエラー訂正数が最小になるように可変分散補償器を制御する波長分散制御部とを含む光受信装置とを備えた波長分散制御システムにおいて、光受信装置に、光分波部で分波された各波長の光信号のうち少なくとも１つの光信号の光パワーの一部を分岐して入力し、その偏波状態であるＳＯＰを測定するＳＯＰモニタを備え、波長分散制御部は、ＳＯＰモニタで測定される所定のＳＯＰを基準ＳＯＰとし、この基準ＳＯＰに対して逐次測定されたＳＯＰとの差であるＳＯＰ変動量を算出し、該ＳＯＰ変動量が許容値を超えた場合には各波長の光信号に対応する可変分散補償器にそれぞれ設定する波長分散補償値を初期値に戻して制御動作を停止し、該ＳＯＰ変動量が許容値以下であった場合にはビットエラーレートまたはエラー訂正数が最小になるように各波長の光信号に対応する可変分散補償器をそれぞれ制御する構成である。

また、ＳＯＰモニタは、各波長の光信号のそれぞれの光パワーの一部を分岐して入力し、それぞれのＳＯＰを測定して各波長の光信号ごとにＳＯＰ変動量を算出する構成であり、波長分散制御部は、各波長の光信号におけるＳＯＰ変動量に応じて、各波長の光信号に対応する可変分散補償器をそれぞれ個別に制御する構成としてもよい。

第１の発明および第３の発明では、光ファイバ伝送路のＰＭＤ値が大きい場合でも、光送信装置から波長多重光信号の偏波状態をランダムに変化させて送信することにより、光受信装置では、ＰＭＤの時間変動によるＢＥＲ変動を平均化できる。すなわち、ＴＤＣ制御時間に対してＢＥＲ変動を平均化でき、ＰＭＤの影響を緩和して精度の高い波長分散制御を実現することができる。

第２の発明および第４の発明では、光受信装置で各波長の光信号の少なくとも１波の偏波状態（ＳＯＰ）をモニタし、ＳＯＰが許容範囲を超えて大きく変動している間はＢＥＲまたはエラー訂正数に応じた波長分散制御を停止し、可変分散補償器には波長分散補償値を初期値を設定する。これにより、ＰＭＤの影響を回避して精度の高い波長分散制御を実現することができる。

（第１の実施形態）
図１は、本発明の第１の実施形態を示す。図において、光送信装置１０と光受信装置２０は、光ファイバ伝送路３０を介して接続される。なお、光ファイバ伝送路中の光増幅器中継器については省略している。

光送信装置１０は、クライアント装置１１から出力される複数の送信信号を互いに異なる波長λ1 〜λn の光信号に変換する複数の光送信部（Ｔx ）１２−１〜１２−ｎ（ｎは２以上の整数）と、各光送信部から出力される各波長の光信号を波長多重する光合波部１３と、光合波部１３から出力される波長多重光信号を増幅して光ファイバ伝送路３０に送出する光増幅部１４とを備える。

光受信装置２０は、光ファイバ伝送路３０からの波長多重光信号を増幅する光増幅部２１と、増幅された波長多重光信号を各波長λ1 〜λn の光信号に分波する光分波部２２と、光分波部２２で分波された各波長の光信号の波長分散を補償する可変分散補償器（ＴＤＣ）２３−１〜２３−ｎと、各ＴＤＣで波長分散補償された各波長の光信号を受信し、電気信号に変換してクライアント装置２６へ出力する光受信部（Ｒx ）２４−１〜２４−ｎと、各光受信部で得られるＢＥＲまたはエラー訂正数を入力し、各ＴＤＣの波長分散補償値を最適制御する波長分散制御部２５とを備える。

本実施形態の特徴は、光送信装置１０の光増幅部１４と光ファイバ伝送路３０との間に、光信号の偏波状態をランダムに変化させる偏波スクランブラ（ＰＳ(Polarization Scrambler)）１５を配置するところにある。なお、偏波スクランブラ１５は、光受信装置２０の波長分散制御部２５から主信号監視用の通信チャネルを介して適宜制御され、例えば波長分散制御時に起動するようにしてもよい。

偏波スクランブラ１５は、入力光信号の偏波状態をランダム化する機能をもつ。ＰＭＤは、上記のように複屈折率媒体である光ファイバを通過する際に、速軸と遅軸の群速度が異なるために光パルス拡がりが生じる現象で、光ファイバの入射偏波に依存する。そのため、偏波スクランブラ１５によって偏波を十分高速に変化させることにより、光ファイバ伝送路３０に送出する波長多重光信号の偏波状態をランダム化する。これにより、光受信装置３０では、ＴＤＣ制御時間に対してＢＥＲ変動を平均化でき、結果としてＰＭＤ変動の影響を低減することができる。

なお、本実施形態は、ＰＭＤ値の大きな光ファイバ伝送路３０において特に有効な波長分散制御方法を提供するものである。

（第２の実施形態）
図２は、本発明の第２の実施形態を示す。図において、光ファイバ伝送路３０を介して接続される光送信装置１０と光受信装置２０の波長分散制御に係る基本的な構成は第１の実施形態と同様である。

本実施形態の特徴は、光受信装置２０の光分波部２２で分波された各波長の光信号の中から所定の波長の光信号の偏波状態（ＳＯＰ(State of Polarization))を測定するＳＯＰモニタ２７を備え、波長分散制御部２８がＳＯＰモニタ２７で測定されるＳＯＰ変動量に応じて、可変分散補償器（ＴＤＣ）２３−１〜２３−ｎに設定する波長分散補償値を制御ところにある。ここでは、光受信装置２０において、光分波部２２で分波された波長λn の光信号を光カプラ２９を介してＳＯＰモニタ２７に入力している。

本実施形態の波長分散制御部２８は、ＳＯＰモニタ２７で測定されるＳＯＰ変動量が許容範囲を超えた場合には、可変分散補償器２３−１〜２３−ｎに設定する波長分散補償値を無効とし（波長分散補償値を初期値に戻して制御動作を停止し）、ＳＯＰ変動量が許容範囲であれば可変分散補償器２３−１〜２３−ｎに設定する波長分散補償値を有効とする。すなわち、ＰＭＤは上記のように入射偏波状態に依存するため、ＳＯＰが変動すれば光信号のＰＭＤも変動し、結果としてＢＥＲが変動することに着目し、本実施形態ではＳＯＰ変動量に許容範囲を設けて波長分散制御部２８の制御動作をオンオフさせている。なお、ＰＭＤの波長依存性が無視できる場合には、図２に示すように所定の１波でＳＯＰをモニタしてその結果を各波長の波長分散制御に適用すればよい。一方、ＰＭＤの波長依存性を厳密に考慮する場合には、光分波部２２で分波された各波長λ1 〜λn の光信号をそれぞれＳＯＰモニタ２７に入力し、各波長ごとにＳＯＰ変動量に応じた波長分散制御を行うようにしてもよい。なお、全波長をモニタする場合には、光分波部２２の入力側に光カプラ２９を配置し、光カプラ２９で分岐した波長多重光信号を波長可変フィルタを介して１波ずつ選択してＳＯＰモニタ２７に入力する構成としてもよい。

ここで、本実施形態のＳＯＰモニタ２７としては、文献（波平宜敬、「偏波モード分散の測定技術動向」、OPTRONICS(2003), No.10, pp.112-120）に記載のストークスパラメータを求めるストークスアナライザなどのポラリメータ（偏光解析器）を利用することができる。本文献では、ＳＯＰの測定によりＰＭＤを見積もることが可能なことを説明している。

図３は、ポラリメータを用いたＳＯＰモニタ２７の構成例を示す。図において、ＳＯＰモニタ２７の入力光は、ポラリメータ４０のビームスプリッタ（ＢＳ，ＰＢＳ）により４つの成分に分岐して各受光器４１−１〜４１−４に受光される。第１の成分（0 °直線偏光成分）と第２の成分（90°直線偏光成分）は、偏光ビームスプリッタ（ＰＢＳ）４２で互いに直交する直線偏光に分離して受光器４１−１，４１−２に受光される。第３の成分（45°直線偏光成分）は、偏光子（ＰＯＬ）４３−１を通過して受光器４１−３に受光される。第４の成分（右回り円偏光成分）は、１／４波長板（ＱＷ）４４および偏光子（ＰＯＬ）４３−２を通過して受光器４１−４に受光される。この４つの成分に対応する各受光器４１−１〜４１−４の出力Ｉ₁ 〜Ｉ₄ は、Ａ／Ｄ変換器４５を介して演算部４６に入力され、ストークスパラメータＳ₀ ，Ｓ₁ ，Ｓ₂ ，Ｓ₃ が次式のように求められる。

Ｓ₀ ＝Ｉ₁＋Ｉ₂ …(1-1)
Ｓ₁ ＝Ｉ₁−Ｉ₂ …(1-2)
Ｓ₂ ＝２Ｉ₃ −（Ｉ₁＋Ｉ₂ ） …(1-3)
Ｓ₃ ＝２Ｉ₄ −（Ｉ₁＋Ｉ₂ ） …(1-4)

また、ＳＯＰは、楕円率ηを用いて次式のように求められる。
ＳＯＰ＝（１−η²)／(１＋η²) …(2-1)
η＝tan [0.5tan^-1(Ｓ₃／(Ｓ₁ ²＋Ｓ₂ ²)^1/2)］ …(2-2)
この式(2-1),(2-2) で定義されるＳＯＰは０から１の間の値をとり、１の場合は直線偏光、０の場合は円偏光、０から１の間は楕円偏光を表わす。

図４は、ＳＯＰモニタ２７のＳＯＰ測定例を示す。横軸は時間、縦軸はＳＯＰの測定値を表す。図４に示すように、初期値ＳＯＰ₀ に対する変動量ΔＳＯＰと許容範囲ΔＳＯＰthを比較し、変動量ΔＳＯＰが許容範囲ΔＳＯＰthを越えている間は、波長分散制御部２８は制御動作を停止し、可変分散補償器（ＴＤＣ）２３−１〜２３−ｎに設定する波長分散補償値を初期値に戻す。また、変動量ΔＳＯＰが許容範囲ΔＳＯＰth内であれば、波長分散制御部２８はＢＥＲまたはエラー訂正数に基づく制御動作を行い、可変分散補償器（ＴＤＣ）２３−１〜２３−ｎに設定する波長分散補償値の最適化制御を行う。なお、ここでは最初に測定されるＳＯＰを初期値ＳＯＰ₀ としたが、最初の測定値に限らず、また例えば所定期間の複数のＳＯＰの平均値を初期値ＳＯＰ₀ としてもよい。

図５は、波長分散制御部２８の制御手順を示す。なお、波長分散制御部２８はＢＥＲまたはエラー訂正数に基づく制御動作を行うが、ここではＢＥＲを例に説明する。

図において、ＳＯＰモニタ２７は上記の測定方法に基づいて初期ＳＯＰ₀ を測定して波長分散制御部２８に通知し、波長分散制御部２８は初期ＳＯＰ₀ を記録する（Ｓ１）。次に、波長分散制御部２８は波長分散補償値Ｄ₀ を可変分散補償器２３−ｉ（ｉは１〜ｎの任意の整数）に初期設定し、光受信部２４−ｉで測定されたＤ₀ に対するＢＥＲ₀ を記録する（Ｓ２）。次に、波長分散制御部２８は波長分散補償値Ｄ₀ からΔＤ増加（減少）させた波長分散補償値Ｄ_j （ｊ＝１，２，…）を可変分散補償器２３−ｉに設定し、光受信部２４−ｉで測定されたＤ_j に対するＢＥＲ_j を記録する（Ｓ３）。同時に、ＳＯＰモニタ２７は上記の測定方法に基づいてＳＯＰ_j を測定して波長分散制御部２８に通知し、波長分散制御部２８はＳＯＰ_j を記録して初期ＳＯＰ₀ との差分から変動量ΔＳＯＰ_j を求め、許容変動量ΔＳＯＰthと比較する（Ｓ４，Ｓ５）。

次に、ΔＳＯＰ_j ＜ΔＳＯＰthの場合は、可変分散補償器２３−ｉに設定した波長分散補償値Ｄ_j に対するＢＥＲ_j の履歴から、ＢＥＲが最小となる波長分散補償値が決定できるか否かを判定し（Ｓ６）、「否」の場合にはステップＳ３に戻って波長分散補償値をシフトして対応するＢＥＲを測定する。例えば、ｊをインクリメントしながら波長分散補償値のシフトを繰り返し、ｊが規定値に達したときにＢＥＲが最小となる波長分散補償値を判定する方法がある。以下、ステップＳ３〜Ｓ６の処理を繰り返し、ＢＥＲが最小となる波長分散補償値が決定できる場合には、その波長分散補償値を最適値として決定し（Ｓ７）、処理を終了する。

一方、ステップＳ５でΔＳＯＰ_j ≧ΔＳＯＰthとなった場合にはステップＳ２に戻り、それまで可変分散補償器２３−ｉに設定していた波長分散補償値Ｄ_j を初期値Ｄ₀ にリセットし、同様の処理を繰り返す。したがって、ＳＯＰモニタ２７で測定されるＳＯＰ_j と初期ＳＯＰ₀ との差分である変動量ΔＳＯＰ_j が許容変動量ΔＳＯＰthを超えている間は、波長分散制御部２８の可変分散補償器２３−ｉに対する制御は実質的に停止状態になる。

なお、許容変動量ΔＳＯＰth、およびＢＥＲ測定時間は光伝送システムの条件や要求する精度に応じて決定することが可能である

本発明の第１の実施形態を示す図。 本発明の第２の実施形態を示す図。 ＳＯＰモニタ２７の構成例を示す図。 ＳＯＰモニタ２７のＳＯＰ測定例を示す図。 波長分散制御部２８の制御手順を示すフローチャート。 波長分散に対するＢＥＲの分布（波長分散耐力）の一例を示す図。 ＰＭＤにより波長分散制御が誤動作するケースを説明する図。 ＰＭＤ耐力（ＤＧＤに対するペナルティ）の測定例を示す図。

符号の説明

１０ 光送信装置
１１ クライアント装置
１２ 光送信部（Ｔx ）
１３ 光合波部
１４ 光増幅部
１５ 偏波スクランブラ（ＰＳ）
２０ 光受信装置
２１ 光増幅部
２２ 光分波部
２３ 可変分散補償器（ＴＤＣ）
２４ 光受信部（Ｒx ）
２５，２８ 波長分散制御部
２６ クライアント装置
２７ ＳＯＰモニタ
２９ 光カプラ
３０ 光ファイバ伝送路
４０ ポラリメータ
４１ 受光器
４２ 偏光ビームスプリッタ（ＰＢＳ）
４３ 偏光子（ＰＯＬ）
４４ １／４波長板（ＱＷ）
４５ Ａ／Ｄ変換器
４６ 演算部

Claims (6)

1. 光ファイバ伝送路を介して接続される光送信装置と光受信装置との間で波長多重光信号を伝送する波長多重光伝送システムであって、
   前記光送信装置は、複数の送信信号を互いに異なる波長の光信号に変換し、各波長の光信号を波長多重して波長多重光信号として光ファイバ伝送路に送出し、
   前記光受信装置は、入力する前記波長多重光信号を各波長の光信号に分波し、可変分散補償器で各波長の光信号に対してそれぞれ波長分散補償を行い、光受信部で波長分散補償された各波長の光信号を光電気変換した受信信号を出力するとともに、この受信信号のビットエラーレートまたはエラー訂正数を検出し、前記ビットエラーレートまたはエラー訂正数が最小になるように前記可変分散補償器に設定する波長分散補償値を制御する波長分散制御方法において、
   前記光送信装置に備えた偏波スクランブラで、前記波長多重光信号の偏波状態をランダムに変化させて送信し、
   前記光受信装置は、偏波状態がランダム化された各波長の光信号に対して受信信号の平均化された前記ビットエラーレートまたはエラー訂正数が最小になるように前記可変分散補償器を制御する
   ことを特徴とする波長分散制御方法。
2. 光ファイバ伝送路を介して接続される光送信装置と光受信装置との間で波長多重光信号を伝送する波長多重光伝送システムであって、
   前記光送信装置は、複数の送信信号を互いに異なる波長の光信号に変換し、各波長の光信号を波長多重して波長多重光信号として光ファイバ伝送路に送出し、
   前記光受信装置は、光分波部で入力する前記波長多重光信号を各波長の光信号に分波し、可変分散補償器で各波長の光信号に対してそれぞれ波長分散補償を行い、光受信部で波長分散補償された各波長の光信号を光電気変換した受信信号を出力するとともに、波長分散制御部でこの受信信号のビットエラーレートまたはエラー訂正数を検出し、前記ビットエラーレートまたはエラー訂正数が最小になるように前記可変分散補償器に設定する波長分散補償値を制御する波長分散制御方法において、
   前記光受信装置に備えたＳＯＰモニタに、前記光分波部で分波された各波長の光信号のうち少なくとも１つの光信号の光パワーの一部を分岐して入力し、その偏波状態であるＳＯＰを測定し、
   前記波長分散制御部は、前記ＳＯＰモニタで測定される所定のＳＯＰを基準ＳＯＰとし、この基準ＳＯＰに対して逐次測定されたＳＯＰとの差であるＳＯＰ変動量を算出し、該ＳＯＰ変動量が許容値を超えた場合には前記各波長の光信号に対応する可変分散補償器にそれぞれ設定する波長分散補償値を初期値に戻して制御動作を停止し、該ＳＯＰ変動量が許容値以下であった場合には前記ビットエラーレートまたはエラー訂正数が最小になるように前記各波長の光信号に対応する可変分散補償器をそれぞれ制御する
   ことを特徴とする波長分散制御方法。
3. 請求項２に記載の波長分散制御方法において、
   前記ＳＯＰモニタは、前記各波長の光信号のそれぞれの光パワーの一部を分岐して入力し、それぞれの前記ＳＯＰを測定して前記各波長の光信号ごとに前記ＳＯＰ変動量を算出し、
   前記波長分散制御部は、前記各波長の光信号における前記ＳＯＰ変動量に応じて、前記各波長の光信号に対応する前記可変分散補償器をそれぞれ個別に制御する
   ことを特徴とする波長分散制御方法。
4. 複数の送信信号を互いに異なる波長の光信号に変換し、各波長の光信号を波長多重して波長多重光信号として光ファイバ伝送路に送出する光送信装置と、
   前記光ファイバ伝送路を介して前記光送信装置に接続され、入力する前記波長多重光信号を各波長の光信号に分波する光分波部と、各波長の光信号に対してそれぞれ波長分散補償を行う可変分散補償器と、波長分散補償されたされた各波長の光信号を光電気変換した受信信号を出力するとともに、この受信信号のビットエラーレートまたはエラー訂正数を検出して出力する光受信部と、前記ビットエラーレートまたはエラー訂正数が最小になるように前記可変分散補償器を制御する波長分散制御部とを含む光受信装置と
   を備えた波長分散制御システムにおいて、
   前記光送信装置に、前記波長多重光信号の偏波状態をランダムに変化させる偏波スクランブラを備え、
   前記光受信装置の波長分散制御部は、偏波状態がランダム化された各波長の光信号に対して受信信号の平均化された前記ビットエラーレートまたはエラー訂正数が最小になるように前記可変分散補償器を制御する構成である
   ことを特徴とする波長分散制御システム。
5. 複数の送信信号を互いに異なる波長の光信号に変換し、各波長の光信号を波長多重して波長多重光信号として光ファイバ伝送路に送出する光送信装置と、
   前記光ファイバ伝送路を介して前記光送信装置に接続され、入力する前記波長多重光信号を各波長の光信号に分波する光分波部と、各波長の光信号に対してそれぞれ波長分散補償を行う可変分散補償器と、波長分散補償されたされた各波長の光信号を光電気変換した受信信号を出力するとともに、この受信信号のビットエラーレートまたはエラー訂正数を検出して出力する光受信部と、前記ビットエラーレートまたはエラー訂正数が最小になるように前記可変分散補償器を制御する波長分散制御部とを含む光受信装置と
   を備えた波長分散制御システムにおいて、
   前記光受信装置に、前記光分波部で分波された各波長の光信号のうち少なくとも１つの光信号の光パワーの一部を分岐して入力し、その偏波状態であるＳＯＰを測定するＳＯＰモニタを備え、
   前記波長分散制御部は、前記ＳＯＰモニタで測定される所定のＳＯＰを基準ＳＯＰとし、この基準ＳＯＰに対して逐次測定されたＳＯＰとの差であるＳＯＰ変動量を算出し、該ＳＯＰ変動量が許容値を超えた場合には前記各波長の光信号に対応する可変分散補償器にそれぞれ設定する波長分散補償値を初期値に戻して制御動作を停止し、該ＳＯＰ変動量が許容値以下であった場合には前記ビットエラーレートまたはエラー訂正数が最小になるように前記各波長の光信号に対応する可変分散補償器をそれぞれ制御する構成である
   ことを特徴とする波長分散制御システム。
6. 請求項５に記載の波長分散制御システムにおいて、
   前記ＳＯＰモニタは、前記各波長の光信号のそれぞれの光パワーの一部を分岐して入力し、それぞれの前記ＳＯＰを測定して前記各波長の光信号ごとに前記ＳＯＰ変動量を算出する構成であり、
   前記波長分散制御部は、前記各波長の光信号における前記ＳＯＰ変動量に応じて、前記各波長の光信号に対応する前記可変分散補償器をそれぞれ個別に制御する構成である
   ことを特徴とする波長分散制御システム。

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