JP2007502085A6 - 光パフォーマンス監視方法及びシステム - Google Patents
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Abstract
本発明の一形態では、強度変調位相シフトキーイング光信号のパフォーマンス特性を監視するシステムは、スプリッタ、第1検出器及び第2検出器を有する。スプリッタは、光ネットワークから強度変調位相シフトキーイング光信号を受信し、該信号の少なくとも一部を第1検出器に伝送する。第1検出器は受信した光信号に基づいて光信号を復調せずに電気信号を生成する。第2検出器は濾波された信号を示す信号に基づいて強度変調位相シフトキーイング光信号のパフォーマンス特性を測定する。
Description
本発明は一般に光通信ステムに関連し、特に光パフォーマンス監視方法及びシステムに関連する。
遠距離通信システム、ケーブルテレビジョンシステム及びデータ通信ネットワークは遠隔地点間で大量の情報を速やかに伝送するために光ネットワークを使用する。光ネットワークでは情報は光ファイバを通じて光信号の形式で伝送される。光ファイバは信号を長距離にわたって非常に低損失で伝送することができる細いガラス線である。
光ネットワークではディジタルデータを表現するためにレーザ光は変調される。強度変調位相シフトキーイング(IM−mPSK)変調は変調の一形式であり、出力波形の位相を固定された状態数の1つにシフトすることを含む。一般的な3つの形式は強度変調された2値のもの即ちBPSK、4値のもの即ちQPSK及び8φ−PSKであり、それぞれ2状態、4状態及び8状態に関連する。IM−mPSKは以下の非特許文献1乃至4に記載されている。
T.Miyano, M.Fukutoku, K.Hattori, and H.Ono, "Suppression of degradation induced bySMP/XMP+GVD in WDM transmission using bit-synchronous intensity modulated DPSK", Proceedings of OECC ’00, 14D3, 2000 A.H. Gnauch et al., "2.5 Tb/s (64x42.7 Gb/s) transmission over 40x100km NZDSF usingRZ-DPSK format and all-Raman amplified spans", Proceedings of OFC ’02, FC2-1, 2002 O.Vassilieva et al., "Numerical comparison of NRZ, CS-RZ and IM-DPSK formats in 43 Gbit/sWDM transmission", Proceedingsof LEOS 2001, ThC2, pp.673-674, 2001 C.Wree et al., Proceedings of ECOC 2002, paper 9.6.6, 2002
T.Miyano, M.Fukutoku, K.Hattori, and H.Ono, "Suppression of degradation induced bySMP/XMP+GVD in WDM transmission using bit-synchronous intensity modulated DPSK", Proceedings of OECC ’00, 14D3, 2000 A.H. Gnauch et al., "2.5 Tb/s (64x42.7 Gb/s) transmission over 40x100km NZDSF usingRZ-DPSK format and all-Raman amplified spans", Proceedings of OFC ’02, FC2-1, 2002 O.Vassilieva et al., "Numerical comparison of NRZ, CS-RZ and IM-DPSK formats in 43 Gbit/sWDM transmission", Proceedingsof LEOS 2001, ThC2, pp.673-674, 2001 C.Wree et al., Proceedings of ECOC 2002, paper 9.6.6, 2002
光ネットワークは伝送容量を増やすために波長分割多重化(WDM)や高密度波長分割多重化(DWDM)をしばしば使用する。WDM及びDWDMネットワークでは、多数の光チャネルが各ファイバの中で別々の波長で伝搬される。ネットワーク容量は各ファイバ中の波長数即ちチャネル数の倍数に応じて増える。
WDM又は他の光ネットワークで信号が増幅なしに伝搬可能な最大距離はその光ファイバに伴う吸収、散乱又は他の関連する損失によって制限される。長距離にわたって信号を伝送するために、一般に光ネットワークは各ファイバ経路に沿って隔てられた多数個の増幅器を含む。個々の増幅器は受信信号を増進させ、そのファイバでの伝搬損失を補償する。
ファイバ切断、信号減衰、ファイバの劣化、過剰な雑音、ファイバのばらつきによる一時的な偏移又は他の原因に起因して光信号は劣化を被るかもしれない。光ネットワークで高信頼性の通信を行うには信号品質を維持する必要があり、信号品質はしばしばビットエラーレート(BER)で測定される。従って光信号のBER又はその近似値は光信号の品質を測定するのに有用である。
本発明は光パフォーマンス監視方法及びシステムを提供する。本発明の一形態では、強度変調位相シフトキーイング光信号のパフォーマンス特性を監視するシステムは、スプリッタ、第1検出器及び第2検出器を有する。スプリッタは、光ネットワークから強度変調位相シフトキーイング光信号を受信し、該信号の少なくとも一部を第1検出器に伝送する。第1検出器は受信した光信号に基づいて光信号を復調せずに電気信号を生成する。第2検出器は濾波された信号を示す信号に基づいて強度変調位相シフトキーイング光信号のパフォーマンス特性を測定する。
本発明による技術的利点は、強度変調位相シフトキーイング光信号のパフォーマンス特性を監視するための改善された方法及びシステムをもたらすことを含む。特定の形態では強度変調された位相シフトキーイング信号が取り出され、その光信号を復調せずに信号のRFスペクトル周波数成分が判定される。かくて光信号を復調せずに光信号品質が評価される。この方法では光遅延干渉計、クロック復元回路、判定回路のようなPSK信号を復調する複雑な装置は必要とされないので監視するコストは削減される。
本発明による他の技術的利点は光信号の復調を要しない強度変調位相シフトキーイング光信号のための改善された方法及びシステムをもたらすことを含む。一形態ではチューナブル光バンドパスフィルタは波長分割多重(WDM)信号を受信し、信号品質分析用の選択されたチャネル以外の全てを濾波する。この方法では光信号の復調や複数のパフォーマンス監視を必要とせずにWDM信号の各チャネルは信号品質について評価される。
本発明による更に別の技術的な利点は、複数の通過帯域を有するRF電気フィルタを利用する強度変調位相シフトキーイング光信号のための改善された方法及びシステムをもたらすことを含む。通過帯域−複数−は複数のクロック信号周波数に中心をおく。この方法ではIM−mPSK信号のパフォーマンス特性及び信号品質が監視され、その信号のクロックレートは通過帯域周波数の1つに対応する。
本発明の他の技術的利点は以下の説明、図面及び特許請求の範囲から当業者には更に明白になるであろう。更に、具体的な利点が上記に列挙されたが、様々な形態は列挙された利点の全部又は一部を有してもよいし、全くなくてもよい。
本発明及びその利点の理解を更に完全にするため、添付図面に関連する以下の説明が参照される。図中同様な番号は同様な部分を示す。
本発明の一実施例による光通信システム10を示す。本実施例では光通信システム10は波長分割多重化(WDM)システムであり、そのシステムでは多数の光チャネルが共通の経路で別々の波長で伝搬する。光通信システム10は高密度波長分割多重化(DWDM)又は他の適切なマルチチャネルの若しくは双方向の伝送システムから構成されてもよいことが理解されるべきである。
図1を参照するにWDMシステム10はソース端部にWDM送信機12を宛先端部にWDM受信機14を含み、各端部は光ファイバ−即ちリンク16−によって互に結合される。光ファイバは光学的に共に結合された1以上の物理ファイバ又はキャリアでもよい。WDM送信機12は複数の光信号又はチャネル中のデータを光リンク16を通じて遠隔的に位置するWDM受信機14に送信する。
WDM送信機12は複数の光送信部20及びWDMマルチプレクサ22を含む。光送信部20の各々はあるチャネル間隔の個々の一群の波長λ1,λ2,...,λnの内の1つで光情報信号24を生成する。光情報信号24は音声の、映像の、テキストの、リアルタイムの、非リアルタイムの又は適切なその他のデータをエンコードするために変調された少なくとも1つの特性を有する光信号より成る。光情報信号24は光リンク16で送信するためにWDMマルチプレクサ22によって1つのWDM信号26に多重化される。光情報信号24は別の方法でWDM信号26に合成されもよいことが理解されるであろう。WDM信号は強度変調された−位相シフトキーイング(IM−mPSK)信号として送信される。WDMシステムでは様々な波長チャネルが異なるビットレートの信号を搬送してもよい。例えば第1チャネルは2.4Gbit/sのデータを搬送し、第2チャネルは40Gbit/sのデータを搬送してよい。本発明による教示内容は、IM−mPSKフォーマットにて強度波形が変調データシーケンスによらず巡回的(サイクリック)であることを許容する。この周期性に関連して、直接検出後のRFスペクトルは所与のどのチャネルのクロック周波数ででも単一のトーンを有する。光雑音、色分散、偏光モード分散又は非線形効果の加入によって波形が歪むと、変調深さ及び強度波形の規則性が少なくなる。従って信号品質はそのクロック周波数でRFスペクトル強度を監視することで評価できる。
WDM受信機14は包含されているデータを復元するために光情報信号24を受信し、分離し及びでコードする。一実施例ではWDM受信機14はWDMデマルチプレクサ30及び複数の光受信機32を含む。WDMデマルチプレクサ30は単独のWDM信号26から光情報信号24を分離し、各々の光情報信号24を対応する光受信機32に送る。各光受信機32は関連する信号24からエンコードされたデータを光学的に又は電気的に復元する。ここで使用されるように、「各」なる語は確認された項目の少なくとも部分集合の1つ1つ全てを意味する。
光リンク16は光ファイバ又は他の適切な媒体より成り、その媒体中で光信号は低損失で伝送され、伝送中に増幅されてもよい。光リンク16に沿って介在しているものは1以上の光増幅器40である。光増幅器40は光−電変換の必要なしに1以上の光情報信号24そしてWDM信号26の強度を増やし或いは増進させる。1以上の分散補償ファイバ(DCF)も光リンク16に沿って介在してよい。
一実施例では光増幅器40は個別的な増幅器及び分散した増幅器を有する。個別的な増幅器はエルビウムドープファイバ増幅器(EDFA)のような希土類ドープファイバ増幅器や、光リンク16内の地点でWDM信号26を増幅するのに適した他の増幅器から構成されてもよい。分散的な増幅器は光リンク16の伸びた長さに沿ってWDM信号26を増幅する。一実施例では分散的な増幅器は双方向分散ラマン増幅器(DRA)より成る。他の適切な増幅器が使用されてもよい。フォワードポンピングラマン増幅に起因する光情報信号24のゲイン変調及び/又は信号歪を制限又は最小化するように、光通信システム10は設計され、実現され、用意され及び/又は運用されてもよい。
光情報信号は強度的に又はそれ以外に適切に変調される。強度変調については、キャリア信号はデータ信号に基づいて高い値及び低い値の2つの状態に変調される。ここで使用されるように、高い値は(1)ビットを表す変調状態を意味し、低い値はゼロ(ビット)を表す変調状態を意味する。低い値は一般的には名目的なゼロでない振幅に等しく、「漏れ光(leakage light)」としてしばしば言及される。高い値と低い値の間の比率は「消光率(extinction ratio)」としてしばしば言及される。光情報信号のゲイン変調は、シンボル間干渉(ISI)、チャネル間のクロストーク及び(信号のビットエラーレート(BER)の増加やシステムのパフォーマンス減少を招く)劣化を引き起こすかもしれない。
光通信システム10はパフォーマンス監視モジュール50も含む。以下に更に詳細に説明されるように、パフォーマンス監視モジュール50は光情報信号の少なくとも一部を取り出し、その光情報信号を1以上の電気信号に変換し、その1以上の電気信号に基づいてパフォーマンス特性を判定するよう機能する。パフォーマンス監視モジュール50は、復調せずに光情報信号のRFパワーを測定し、そして光情報信号に関連するビットエラーレートの近似値を判定するよう機能する。一実施例ではパフォーマンス監視モジュール50は光結合器(光カプラ)、光検出器(フォトディテクタ)、電気フィルタ及びRFパワー検出器を含む。判定されたパフォーマンス特性に基づいて、送信機12、インラインノード40又は目下のノード50の中の調整可能な光学素子(例えば、可変色分散補償器、偏光モード分散補償器、偏光コントローラ又は可変光アッテネータ等)は適切に調整されてもよい。或いはパフォーマンス監視モジュール50及びチューナブル光学素子の双方は受信機14内に設けられてもよい。再生成を要するチャネルがドロップされ、特別に再生成され、OADMノードでネットワークに加えなおされるように、再構築可能な又は動的な光分岐挿入多重化(OADM)ノード及び再生プールを含む場合には、所定の場所ではなくパフォーマンス特性に基づいて光信号の再生成が実行されてもよい。この構成及び機能はネットワークにインストールされる再生器の総数を減らし、コスト削減効果をもたらす。更に、許容可能な程度を超えて信号が劣化したリンク16中の場所がより容易に判定されてもよい。
図2は本発明の一実施例による図1のパフォーマンス監視モジュール50を示す。特にパフォーマンス監視モジュール50は光カプラ60、フォトディテクタ62、電気フィルタ及びRFパワー検出器68を含む。光カプラ60は光リンク63を通じてフォトディテクタ62に結合される。フォトディテクタ62、電気フィルタ64及びRFパワー検出器68は電気的リンク65によって互に結合される。
本実施例ではパフォーマンス監視モジュール50は取り出された光情報信号のRFパワーを判定するよう機能する。RFパワーは光信号対雑音比(OSNR)及び波形歪の分析を可能にする。Q係数はOSNR及び波形歪に基づいて計算されてよい。Q係数は理論的にはBERに1対1形式で直接的に関連しているので、Q係数は近似的なビットエラーレート(BER)を判定するのに使用されてもよい。光パフォーマンス監視モジュール50は強度変調への復調、クロック復元及びレベル閾値処理を必要とせずにBERの伝送途中における概算を可能にし、メリットを強調する基礎になっている。
図示されるように光カプラ60(スプリッタとも呼称される)は、光信号を受信してその光信号を個々の信号に分ける、或いはそれ以外に受信信号に基づいて個々の信号を受動的に生成するよう機能する如何なる装置でもよい。個々の信号は形式及び/又はプロセスの点で同一でもよいし、或いは適切に異なっていてもよい。一実施例では光カプラ60は光情報信号を取り出すよう機能するカプラであり、取り出された信号の内1−5%の光信号を光リンク63沿いのフォトディテクタ62に与える。
光リンク63はソースから宛先へ光信号を伝送する如何なるリンクその他の経路でもよい。光リンク63はファイバリンク、プレーナウエーブガイド又は他の適切な装置から構成されてよい。
フォトディテクタ62は用意される光信号を受信及び測定し、光信号に基づいて電気信号を生成するよう機能する何らかの装置である。電気信号は光情報信号のパワーを示す。フォトディテクタ62は更に電気信号を電気リンク65に沿って電気フィルタ64に送信するよう機能する。
電気リンク65はソースから宛先へ電気信号を伝送可能なリンク、ワイヤその他の経路等のどれでもよい。電気リンク65は銅線の束、組み込まれた電気的経路を備えたシリコンチップ又は他の適切なデバイスから構成されてもよい。
電気フィルタ64はフォトディテクタ62から電気信号を受信し、電気信号に基づいて選別された信号を生成し、選別された信号を電気経路65に沿ってRFパワー検出器68に送信するよう機能する如何なるデバイスでもよい。例えば電気フィルタ64は所望の周波数又は周波数範囲だけがそのフィルタを通過できるように構築されたバンドパスフィルタ(BPF)でもよい。一実施例では電気フィルタ64は光通信システム10のクロック周波数で通過帯域周波数を有するBPFであり、そのシステムではパフォーマンス監視モジュール50が使用されている。適切な他の周波数又は周波数範囲も使用されてよい。
RFパワー検出器68は電気フィルタ64から選別された信号を受信し、選別された信号に基づいてRFパワーを判定するように機能する。RFパワー検出器68は判定したRFパワーを表示する、送信する、或いはそれ以外の方法でユーザに通知するよう機能してもよい。例えば、RFパワー検出器68は半導体ダイオード、熱量計又は他の適切な検出器から構成されてもよい。
図3は本発明の別の実施例による図1の光パフォーマンスモニタを示す。特に、パフォーマンス監視モジュール50’は光カプラ70、フォトディテクタ72、電気フィルタ74、RFパワー検出器78、DC電流センサ76及びディバイダ80を含む。光カプラ70は光リンク73を通じてフォトディテクタに結合される。フォトディテクタ72、電気フィルタ74、RFパワー検出器78、DC電流センサ76及びディバイダ80は電気リンク75を通じて互に結合される。
本実施例ではパフォーマンス監視モジュール50’は、取り出された光情報信号のRFパワー及び取り出された光情報信号のDC電流を判定するよう機能する。上述したようにRFパワーは光信号対雑音比(OSNR)及び波形歪を分析可能にする。取り出された光情報信号のDC電流測定値はRFパワーの測定値を規格化可能にする。パフォーマンス監視モジュール50は、フォトディテクタ72により引き起こされる測定値の変動及び/又はモジュール50に対する入力光パワーの揺らぎに対して更に強い耐性がある。更に光パフォーマンス監視モジュール50は基礎の光情報信号の復調を必要とせずに一気にビットエラーレート(BER)を概算することを可能にする。
DC電流センサ76はフォトディテクタ72からの電気信号を受信し、受信した電気信号に基づいてDC電流信号を生成するよう機能する。DC電流センサ76は電気信号の電流成分を測定し、受信信号のDC電流に基づいてDC電流信号を生成する如何なる装置でもよい。
ダイオード80はDC電流センサ76からのDC電流信号及びRFパワー検出器78からのRFパワー信号を受信するよう機能する。ディバイダ80は受信したDC電流信号及びRFパワー信号に基づいて信号品質信号を生成するように更に機能する。一実施例ではディバイダ80はRFパワー信号とDC電流信号との比率に基づいて信号品質信号を生成するよう機能する。ディバイダ80により生成される信号品質信号は、以下に図4に関連して更に詳細に説明されるように、光信号対雑音比及び光波形歪のような光信号劣化の係数を判定するために使用されてよい。光カプラ70、フォトディテクタ72、電気フィルタ74及びRFパワー検出器78は上述した光カプラ60、フォトディテクタ62、電気フィルタ64及びRFパワー検出器68と実質的に同様であってもよい。
図4は本発明の一実施例による様々な強度変調位相シフトキーイング信号のRFスペクトルを示すチャートである。図示されるように、ブロック90は歪も雑音もないIM−PSK信号のRFスペクトルを示す。ブロック90の信号品質が描かれているだけであり、何らかの特定のIM−PSK信号の実際のパワーや周波数を表現するようには描かれてはいないこと;図3のディバイダ80で生成された信号品質信号の使用例を示すための参照点としてしか意図されていないことは理解されるべきである。
ブロック92は波形歪を有し光雑音を含まないIM−PSK信号のRFスペクトル例を示す。波形歪は例えば色分散、偏光モード分散、非線形効果、光クロストーク及び/又は光信号劣化に関連する他の何らかの一般的な原因によって引き起こされるかもしれない。図示されるように、ブロック92は、波形歪も光雑音もないRFスペクトルのブロック90に示されている光信号よりもいくらか低い光信号パワーを示す。
ブロック94は光雑音を有するが波形歪を有しないIM−PSK信号のRFスペクトル例を示す。図示されるようにIM−PSK信号のRF信号パワーは光雑音も波形歪もないIM−PSK信号のものと実質的に同じである。しかしながら図示されるようにゼロからフォトディテクタのカットオフ周波数までの周波数範囲から雑音のパワーも検出される。ブロック96は波形歪及び光雑音を伴うIM−PSK信号のRFスペクトル例を示す。IM−PSK信号のRFパワーは実質的には波形歪のないIM−PSK信号のRFパワーである。また、ブロック96に示されているものは、テストされるIM−PSK信号中に存在する光雑音を示す雑音成分である。
図5は本発明の一実施例による図1のパフォーマンス監視モジュールを示す。特にパフォーマンス監視モジュール50”は光カプラ100、フォトディテクタ102、第1電気フィルタ104、第2電気フィルタ106、DC電流センサ108、第1RFパワー検出器110、第2RFパワー検出器112、第1ディバイダ114及び第2ディバイダ116を含む。光カプラ100は光リンク101を通じてフォトディテクタに結合される。パフォーマンス監視モジュール50”の残りの要素は電気リンク103を通じて互に結合される。パフォーマンス監視モジュール50”の要素は上述のパフォーマンス監視モジュール50,50’の関連する要素と同様であってもよい。
本実施例ではフォトディテクタ72は、IM−mPSK信号を監視できるように、IM−mPSK信号クロック周波数に比較して充分速い周波数応答を有する。一実施例では第1電気フィルタ104は光情報信号のクロック周波数近辺に通過帯域の中心があるバンドパスフィルタである。第1電気フィルタ104は、高速フォトディテクタ102からの電気信号を受信し、電気信号を選別して濾波された電気信号を生成し、その信号を第1RFパワー検出器110に送信するよう機能する。
第2電気フィルタ106は高速フォトディテクタ102に結合され、高速フォトディテクタ102からから電気信号を受信し、電気信号の所定のカットオフフィルタリング特性に基づいて電気信号を選別するよう機能する。一実施例では第2電気フィルタ106はローパスフィルタであり、そのローパスフィルタは電気信号の最大周波数に対応する電気信号の一部分を通過可能にするよう機能する。第2電気フィルタ106は受信した電気信号を選別し、選別した電気信号を生成し、選別した電気信号を第2RFパワー検出器112に送信するよう機能する。
第1ディバイダ114はDC電流センサ108からのDC電流信号及び第1RFパワー検出器110からの第1RFパワー信号を受信し、受信したDC電流信号及び第1RFパワー信号に基づいて第1信号品質信号を生成するよう機能する。一実施例では第1ディバイダ114はDC電流信号に対する第1RFパワー信号の比率に基づいて信号品質を生成するよう機能する。
第2ディバイダ116はDCセンサ108からのDC電流信号及び第2RFパワー検出器112からの第2RFパワー信号を受信し、受信したDC電流信号及び第2RFパワー信号に基づいて第2信号品質信号を生成する。一実施例では第2RFパワー信号に対するDC電流信号の比率に基づいて第2ディバイダ116は第2信号品質信号を生成するよう機能する。このようにして第2ディバイダ116は、取り出された光情報信号の光信号対雑音比に関連する信号品質信号を送信するよう機能する。このようにして第1ディバイダ114は取り出された光情報信号の波形に関連する信号品質信号を生成するよう機能する。
図6は本発明の別の実施例による図1のパフォーマンスモニタモジュールを示す。本実施例ではパフォーマンス監視モジュール50’’’は光カプラ120、光フィルタ122、フォトディテクタ124、電気フィルタ126、DC電流センサ128、RFパワー検出器130及びディバイダ132を含む。フォトディテクタ124は光リンク134を通じて光フィルタ122に結合される。パフォーマンス監視モジュール50の残りの要素は電気リンク136を通じて互に結合される。パフォーマンス監視モジュール50’’’の要素は、上述のパフォーマンス監視モジュール50,50’,50’’の対応する要素と同様である。
本実施例ではフォトディテクタ124が高速フォトディテクタである。光フィルタ122はチューナブル光バンドパスフィルタ又は光デマルチプレクサであり、光信号を受信し、受信した光信号に基づいて濾波された光信号を生成するよう機能する。一実施例では光フィルタ122は多重化された信号のチャネル又は波長に基づいて濾波された光信号を生成するよう機能する。
本実施例では電気フィルタ126はRFバンドパスフィルタであり、そのフィルタは多重化された光情報信号のチャネルのクロック周波数近辺に実質的に中心のある通過帯域を有する。別の実施例では電気フィルタ126はRFフィルタでもよく、そのRFフィルタは光カプラ120によって取り出された多重化されている光情報信号に関連する複数のクロック周波数で複数の通過帯域を有する。
図7は本発明の別の実施例による図1のパフォーマンスモニタモジュールを示す。特にパフォーマンス監視モジュール50””は複数のチャネルを異なるクロックレートで含むIM−mPSK信号を収容するよう設計され、そのクロックレートは監視される通過帯域の周波数の1つに対応する。パフォーマンス監視モジュール50””は光カプラ140、チューナブル光フィルタ142、フォトディテクタ144、第1電気フィルタ146、第2電気フィルタ148、第3電気フィルタ150、DC電流センサ158、第1RFパワー検出器152、第2RFパワー検出器154、第3RFパワー検出器156、ディバイダ162及び最大値発見器160を含む。光カプラ140は光リンク141を通じてチューナブル光フィルタ145に結合され、チューナブル光フィルタ145は光リンク141を通じてフォトディテクタ142に結合される。パフォーマンス監視モジュール50””の残りの要素は電気リンク143を通じて互に結合される。パフォーマンス監視モジュール50””の要素は上述のパフォーマンス監視モジュール50,50’,50”,50’’’の対応する要素と同様でもよい。
本実施例ではフォトディテクタ142は図5に関して上述したフォトディテクタと同様である。一実施例では第1電気フィルタ146、第2電気フィルタ148及び第3電気フィルタ150はバンドパスフィルタであり、そのバンドパスフィルタは光情報信号の各自のクロック周波数の近辺に中心のある通過帯域を有する。パフォーマンス監視モジュール50””はIM−mPSK信号の中で複数の信号についての信号品質を判定するのに特に適しており、その複数の信号の各々は監視される通過帯域周波数の1つに対応するクロックレートを有する。第1、第2及び第3電気フィルタ146,148,150の各々は、高速フォトディテクタ144からの各自の電気信号を受信し、電気信号を選別して濾波された電気信号を生成するよう機能し、各フィルタはその信号を各自のRFパワー検出器152,154又は156に送信することができる。RFパワー検出器152,154,156の各々は電気フィルタ146,148,150からの出力をそれぞれ受信し、受信した濾波済みの電気信号に基づいてRFパワーを生成するよう機能する。測定されたRFパワーは最大値発見器160に与えられる。最大値発見器160はRFパワー検出器152,154,156により与えられた3つの中で最大のRFパワーを判別し、判別した最大値をディバイダ162に与える。第1ディバイダ166はDC電流センサ158からのDC電流信号及びRFパワー検出器152からのRFパワー信号を受信し、受信したDC電流信号及び受信したRFパワー信号に基づいて第1信号品質信号168を生成するよう機能する。一実施例では第1ディバイダ166は受信したDC電流信号に対する受信したRFパワー信号の比率に基づいて信号品質を生成するよう機能する。第1電気フィルタの通過帯域は一実施例ではどのクロック周波数にも一致しないように設定される。第2ディバイダ162もDC電流センサ158の出力を受信する。最大値発見器160により判別された最大パワーは、DC電流センサ158により生成されたDC電流と比較され、164で出力される信号品質が決定される。それと同時に最大値発見器160は複数のクロック周波数の内のどれが選択されたかを確認することができ、その確認内容はテストされる波長チャネルのクロックレートそしてビットレートを示す。
図8は本発明の一実施例による光通信システムのパフォーマンス監視方法を示す。本方法はステップ200から始まり、IM−PSK信号が取り出される、即ちその一部が取り出される。次にステップ205では取り出された光信号が光学的に選別され、光学的に濾波された信号を生成する。次にステップ210では光学的に濾波された信号が、その光学的に濾波された信号を復調せずにRF信号に変換される。
次にステップ215ではRF信号はある通過帯域に基づいて電気的に選別され、第1の電気的に濾波された信号を生成する。次にステップ220では第1のRFパワーが第1の電気的に濾波された信号に基づいて判定される。
次にステップ225ではステップ210のRF信号はローエンドパスバンドに基づいて電気的に選別され、第2の電気的に濾波された信号を生成する。次にステップ230では第2RFパワーが第2の電気的に濾波された信号に基づいて判定される。次にステップ235ではDC電流がステップ210のRF信号に基づいて判定される。次にステップ245では第1の信号品質が、ステップ235で判定されたDC電流及びステップ220で判定された第1のRFパワーに基づいて判定される。次にステップ250では第2信号品質が、ステップ235で判定されたDC電流及びステップ230で判定された第2RFパワーに基づいて判定される。
次にステップ55では光制御信号が,ステップ245で判定された第1信号品質及びステップ250で判定された第2信号品質に基づいて生成される。この制御信号は、所望の信号品質を維持するためのフィードバック機構を設けるようにチューナブル光学素子に伝送されてもよい。
図8に示される方法は特定のステップを特定の順序で示しているが、本発明の精神に沿って、適切ならばステップが異なる順序で実行されてもよく、適切ならば他のステップが付加されてよい或いはステップが省略されてよいことが理解されるであろう。
以上本発明が幾つかの実施例に関連して説明されてきたが、様々な変更及び修正が当業者に理解されるであろう。本発明はそのような変更及び修正を添付の特許請求の範囲内に包含することが意図される。例えば光ネットワークを用意する設計段階で、コンピュータを使用して、上記の1以上の実施例の条件に適合するようにプログラム論理に基づいてパラメータを選択し或いは代替物を用意し、信号劣化を制限しつつフォワードポンピングラマン増幅を行うようにしてもよい。従って設計モジュールは媒体に組み込まれた論理(ロジック)から構成されてもよい。ロジックはプログラムされたタスクを実行する機能的命令より成る。媒体は、コンピュータディスク又は他の適切なコンピュータ読取可能な媒体、特定用途向け集積回路(ASIC)、フィールドプログラマブルアレイ(FPGA)、ディジタル信号プロセッサ(DSP)、他の適切な特別な又は汎用目的のプロセッサ、伝送媒体、又はロジックがエンコードされ使用されるのに適切な他の媒体から構成されてよい。1つ又は複数のコンピュータがパラメータや制限を維持するようにシステム10の動作で使用されてもよい。
Claims (30)
- 強度変調位相シフトキーイング光信号のパフォーマンス特性を監視し、スプリッタ、第1検出器及び第2検出器を有するシステムであって:
前記スプリッタは、光ネットワークから強度変調位相シフトキーイング光信号を受信し、該信号の少なくとも一部を第1検出器に伝送し;
前記第1検出器は前記スプリッタに結合され、前記光信号の一部を受信し、受信した光信号に基づいて復調せずに電気信号を生成し;及び
前記第2検出器は前記電気信号を示す信号を受信し、前記電気信号を示す信号に基づいて強度変調位相シフトキーイング光信号の第1パフォーマンス特性を測定する;
ことを特徴とするシステム。 - 前記第1検出器に結合され、前記第1検出器から前記電気信号を受信し、前記電気信号を示す前記信号である濾波された信号を生成する第1フィルタを更に有する
ことを特徴とする請求項1記載のシステム。 - 前記第1フィルタは、バンドパスフィルタであり、強度変調位相シフトキーイング光信号のクロック周波数近辺に中心のある周波数範囲を許容する
ことを特徴とする請求項2記載のシステム。 - 前記第1パフォーマンス特性が、強度変調位相シフトキーイング光信号に関連するRFパワーである
ことを特徴とする請求項1記載のシステム。 - 前記第2検出器が、前記第1パフォーマンス特性に基づいて第1パフォーマンス信号を生成するよう更に機能し;
当該システムは更に第3検出器及びディバイダを有し:
前記第3検出器は、前記第1検出器に結合され、前記第1検出器から電気信号を受信し、前記電気信号に基づいて強度変調位相シフトキーイング光信号の第2パフォーマンス特性を測定し、前記第2パフォーマンス特性に基づいて第2パフォーマンス信号を生成し;及び
前記ディバイダは、前記第2検出器及び前記第3検出器に結合され、前記第1及び第2パフォーマンス信号を受信し、前記第1及び第2パフォーマンス信号に基づいて強度変調位相シフトキーイングの第3パフォーマンス特性を測定する;
ことを特徴とする請求項2記載のシステム。 - 前記第1パフォーマンス特性がRFパワーであり、前記第2パフォーマンス特性が直流である
ことを特徴とする請求項5記載のシステム。 - 前記第3パフォーマンス特性が、前記第1パフォーマンス特性と前記第2パフォーマンス特性の割合である
ことを特徴とする請求項5記載のシステム。 - 前記第2検出器が、前記第1パフォーマンス特性に基づいて第1パフォーマンス信号を更に生成し;
当該システムは第3検出器、第1ディバイダ、第2電気フィルタ、第4検出器及び第2ディバイダを有し;
前記第3検出器は、前記第1検出器に結合され、前記第1検出器から電気信号を受信し、前記電気信号に基づいて強度変調位相シフトキーイング光信号の第2パフォーマンス特性を測定し、前記第2パフォーマンス特性に基づいて第2パフォーマンス信号を生成し;
前記第1ディバイダは、前記第2検出器及び前記第3検出器に結合され、前記第1及び第2パフォーマンス信号を受信し、前記第1及び第2パフォーマンス信号に基づいて強度変調位相シフトキーイング光信号の第3パフォーマンス特性を測定し;
前記第2電気フィルタは、前記第1検出器に結合され、前記第1検出器から電気信号を受信し、前記電気信号に基づいて第2の濾波された信号を生成し;
前記第2電気フィルタに結合され、前記第2電気フィルタから第2の濾波された信号を受信し、強度変調位相シフトキーイング光信号の第4パフォーマンス特性を測定し、該第4パフォーマンス特性に基づいて第3パフォーマンス信号を生成し;及び
前記第2ディバイダは、前記第3検出器及び前記第4検出器に結合され、前記第2及び第3パフォーマンス信号を受信し、前記第2及び第3パフォーマンス信号に基づいて強度変調位相シフトキーイング光信号の第5パフォーマンス特性を測定する;
ことを特徴とする請求項2記載のシステム。 - 前記第1パフォーマンス特性がRFパワーであり、前記第2パフォーマンス特性が直流電流であり、前記第3パフォーマンス特性がRFパワーである
ことを特徴とする請求項8記載のシステム。 - 前記第3パフォーマンス特性が前記第1パフォーマンス特性と前記第2パフォーマンス特性の割合であり、前記第5パフォーマンス特性が前記第2パフォーマンス特性と前記第3パフォーマンス特性の割合である
ことを特徴とする請求項8記載のシステム。 - 前記第2電気フィルタが、所定の周波数より低い周波数を許容するローパスフィルタである
ことを特徴とする請求項8記載のシステム。 - 前記所定の周波数が、強度変調位相シフトキーイング光信号のクロック周波数より低い
ことを特徴とする請求項11記載のシステム。 - 強度変調位相シフトキーイング光信号のパフォーマンス特性を監視し、スプリッタ、第1フィルタ、第1検出器、第2フィルタ、第2検出器、第3検出器及びディバイダを有するシステムであって:
前記スプリッタは、光ネットワークから強度変調位相シフトキーイング光信号を受信し、該信号の少なくとも一部を第1検出器に伝送し;
前記第1フィルタは、前記スプリッタに結合され、光信号を受信し、受信した光信号に基づいて濾波された光信号を生成し;
前記第1検出器は前記第1フィルタに結合され、光信号を受信し、受信した光信号に基づいて復調せずに電気信号を生成し;
前記第2フィルタは、前記第1検出器に結合され、前記第1検出器から電気信号を受信し、濾波された信号を生成し;
前記第2検出器は、前記第1フィルタに結合され、濾波された信号を受信し、濾波された信号に基づいて強度変調位相シフトキーイング光信号の第1パフォーマンス特性を測定し、前記第1パフォーマンス特性に基づいて第1パフォーマンス信号を生成し;
前記第3検出器は、前記第1検出器に結合され、前記第1検出器から電気信号を受信し、前記電気信号に基づいて強度変調位相シフトキーイング光信号の第2パフォーマンス特性を測定し、前記第2パフォーマンス特性に基づいて第2パフォーマンス信号を生成し;及び
前記ディバイダは、前記第2検出器及び前記第3検出器に結合され、前記第1及び第2パフォーマンス信号を受信し、前記第1及び第2パフォーマンス信号に基づいて強度変調位相シフトキーイングの第3パフォーマンス特性を測定する;
ことを特徴とするシステム。 - 前記第1フィルタが、チューナブル光バンドパスフィルタであり、強度変調位相シフトキーイング光信号のチャネルに関連する波長近辺に中心のある波長範囲を許容する
ことを特徴とする請求項13記載のシステム。 - 前記第1フィルタが、光デマルチプレクサであり、強度変調位相シフトキーイング光信号のチャネルに関連する波長近辺に中心のある波長範囲を許容する
ことを特徴とする請求項13記載のシステム。 - 前記第2フィルタが、バンドパスフィルタであり、強度変調位相シフトキーイング光信号のクロック周波数近辺に中心のある周波数範囲を許容する
ことを特徴とする請求項13記載のシステム。 - 前記第2フィルタが、バンドパスフィルタであり、強度変調位相シフトキーイング光信号に関連する複数の分散したクロック周波数近辺に中心のある周波数範囲を許容する
ことを特徴とする請求項13記載のシステム。 - 前記第1パフォーマンス特性がRFパワーであり、前記第2パフォーマンス特性が直流である
ことを特徴とする請求項13記載のシステム。 - 前記第3パフォーマンス特性が前記第1パフォーマンス特性と前記第2パフォーマンス特性の割合である
ことを特徴とする請求項13記載のシステム。 - 前記強度変調位相シフトキーイング光信号が、異なるビットレートで機能する複数のチャネルより成る
ことを特徴とする請求項13記載のシステム。 - 前記強度変調位相シフトキーイング光信号が、マルチビットレート信号である
ことを特徴とする請求項13記載のシステム。 - 光通信システムのパフォーマンスを監視する方法であって:
強度変調位相シフトキーイング光信号を取り出し;
取り出した光信号に基づいて該光信号を復調せずに電気信号を生成し;
生成された電気信号を示す信号に基づいて強度変調位相シフトキーイング光信号のパフォーマンス特性を測定する;
ことを特徴とする方法。 - 前記電気信号を示す信号が、電気信号である
ことを特徴とする請求項22記載の方法。 - 前記電気信号を示す信号を生成するように、前記電気信号を選別する
ことを特徴とする請求項22記載の方法。 - 前記パフォーマンス特性が、強度変調位相シフトキーイング光信号に関連するRFパワーである
ことを特徴とする請求項22記載の方法。 - 光通信システムのパフォーマンスを監視する方法であって:
光ネットワークから強度変調位相シフトキーイング光信号を取り出し;
取り出した光信号を選別し、濾波された光信号を生成し;
濾波された光信号に基づいて該光信号を復調せずに電気信号を生成し;
生成した電気信号を選別し、濾波された電気信号を生成し;
濾波された電気信号に基づいて強度変調位相シフトキーイング光信号の第1パフォーマンス特性を測定し、測定された第1パフォーマンス特性に基づいて第1パフォーマンス信号を生成し;
生成された電気信号に基づいて強度変調位相シフトキーイング光信号の第2パフォーマンス特性を測定し、測定された第2パフォーマンス特性に基づいて第2パフォーマンス信号を生成し;及び
前記第1及び第2パフォーマンス信号に基づいて強度変調位相シフトキーイング光信号の第3パフォーマンス特性を測定する;
ことを特徴とする方法。 - 前記第1パフォーマンス特性がRFパワーであり、前記第2パフォーマンス特性が直流である
ことを特徴とする請求項26記載の方法。 - 前記第3パフォーマンス特性が、前記第1パフォーマンス特性と前記第2パフォーマンス特性の割合である
ことを特徴とする請求項26記載の方法。 - 前記強度変調位相シフトキーイング光信号が、異なるビットレートで機能する複数のチャネルより成る
ことを特徴とする請求項26記載の方法。 - 前記強度変調位相シフトキーイング光信号が、マルチビットレート信号である
ことを特徴とする請求項26記載の方法。
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