[发明专利]极化模式色散抑制方法和极化模式色散抑制装置

说明书

技术领域

本发明涉及用于补偿在光传送系统中因光纤传送路的极化模式色 散(PMD：Polarization Mode Dispersion)所产生的光脉冲的时间波形 的失真的PDM抑制方法和PMD抑制装置。

背景技术

在通信速度超过10Gbit的高速光传送中，限制不经过中继站可传 送的距离的重要原因之一是，构成光脉冲信号的光脉冲由于在光纤传送 路中传播而产生的光脉冲时间波形的失真。产生该光脉冲时间波形的失 真的原因之一是PMD，而该PMD基于下述的原理而产生。

在光纤的制造过程中，由于对光纤传送路施加的弯曲应力、或温度 变化影响等，光纤芯的剖面形状从正圆产生微小的偏差，由此，光纤产 生复折射性。基于该复折射性，产生了在光纤中传播的光脉冲的传播相 位速度依赖于光电场的振动方向的现象。光脉冲的传播相位速度大的振 动方向被称为快轴(fast axis)、小的方向被称为慢轴(slow axis)。

若光脉冲在光纤传送路中传播，则由于该复折射性，在光脉冲的正 交的极化成分之间产生传播时间差，即，群延迟(DGD：Differential Group Delay)。这种现象就是PMD。

在光纤传送路中产生的PMD的大小程度由PMD系数(单位： ps/km^1/2)所决定。根据国际电气通信联合的电气通信标准部门(ITU： International Telecommunication Union Telecommunication Standardization Sector)的推荐，关于标准的单模光纤(Single Mode Fiber)的PMD系数，希望是0.2ps/km^1/2以下。但是，根据光纤网的 敷设年代不同，构成所使用的光纤传送路的光纤的PDM系数存在差异。

如果光纤传送路的DGD值的倒数大于光脉冲信号的频谱带宽，则 不能忽略高次PMD的影响。公知，高次PMD是如下的现象：相对作 为光脉冲信号的光载波的频率(波长)，除了表现为PMD矢量的终端在 庞加莱球上的旋转的主极化状态(PSP：Principal State of Polarization) 的变化以外，平行于快轴的光电场成分与平行于慢轴的光电场成分的传 播速度之差依赖于光载波的频率(波长)而变化。该现象被称为极化依 赖性波长色散(PCD：Polarization dependent Chromatic Dispersion)。

对于高次PMD，也可以进行如下的说明。当光脉冲在光纤传送路 中传播的情况下，在光脉冲的波长谱成分中的短波长成分与长波长成分 之间，其快轴和慢轴的方向不同。即，在把光纤传送路的波导方向设定 为z轴的情况下，快轴和慢轴的方向的z轴依赖性按每个波长成分不同 而不同，而且，DGD的值也按每个波长成分不同而不同，由此，使得 光脉冲的时间波形形成复杂变形。这样，由于快轴和慢轴的方向的变化 和DGD值依赖于波长而变化所产生的PMD，是高次PMD。

公知，如果只限于1次PDM，则不存在这些波长依赖性，而2次 PDM是如下的现象：这些波长依赖性以一定比例变化。

PMD根据光纤传送路的温度变化和从外部对该光纤施加的外部应 力而变化，所以相对于时间而变动。因此，在用于补偿起因于PMD的 光脉冲的时间波形失真的PMD抑制方法中，公知有自适应地进行光学 抑制的方法、或进行电抑制的方法。

电抑制方法由于受到电子器件的动作速度的上限的限制，所以，难 以进行传送速度超过40Gbit/s的光脉冲信号的PMD抑制。因此，需要 采用光学抑制方法。由于实现PMD的光学抑制方法的PMD抑制装置 具有不依赖于光脉冲信号的调制格式和传送速率的良好的特点，所以， 被广泛地研究。

作为为了实现自适应抑制动作所需要的信号，例如可以利用提供光 脉冲信号频谱内的极化均匀性的极化度(DOP：Degree of Polarization)， 公知有一种增大该DOP的控制方法。可通过利用偏振光解析装置测定 斯托克斯参数，来计算出DOP。