JP2008530962A - 位相チップ周波数ビン光符号分割多元接続 - Google Patents
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Abstract
Description
研究開発に関する資金提供が、部分的に、連邦契約第MDA972−03−C−0078号の下で米国国防総省高等研究事業局によって行われた。連邦政府は、本発明における一部の権利を有する。
−ゲート幅(通常は10ps程度以下)
−ゲート繰返し速度(データレートに匹敵し、通常は1GHz以上)
−ゲート消光率(ユーザ数に依存するが、通常は10〜20dB)
−データパルスエネルギのレベルおよびダイナミックレンジ
−ゲーティング制御/クロックパルスエネルギのレベルおよびダイナミックレンジ
これらの性能要件の結果として、通常は、全光多重分離に使用される技法など、比較的高速の光処理技法が使用されなければならない。さまざまなオプションがあるが、特にコヒーレントOCDMAシステムについて実証済みの技術のいくつかに、次のものが含まれる。
−非線形干渉計
−四波混合(FWM)技法
これらの技法に対する光ファイバベース手法と半導体光増幅器(SOA:semiconductor optical amplifier)ベース手法との両方が、可能である。
干渉計の1つのアームを介して有効位相シフトを変更するために光クロックパルスを使用することによって、全光ゲートを構成することができる。変更される位相は、ある長さの光ファイバを非線形伝搬するなど、分散媒質(distributed medium)を介して達成することができ、あるいは、半導体光増幅器(SOA)を用いて達成できるものなどの集中非線形性(concentrated nonlinearity)とすることができる。干渉計は、一般に、正しい動作のために安定化を必要とするので、一般に長いファイバ長を必要とし、したがって経路長が環境条件に伴ってドリフトする可能性があるファイバベース非線形干渉計の一般的な手法は、非線形光ループミラー(NOLM:nonlinear optical loop mirror)である。図5Cを参照すると、NOLMは、サニャック干渉計構成で作られ、サニャック干渉計構成は、その構成によって自己安定式である。
NOLMで要求される非線形位相変化は、デバイスの一体化を可能にする半導体光増幅器(SOA)の使用など、他の手段によって達成することができる。図5Dに示されているように、NOLMに似た干渉計アーキテクチャを使用することができる。SOAがループの中央からΔxだけオフセットされている時に、このデバイスを、テラヘルツ光非対称分離器またはTOAD(terahertz optical asymmetric demultiplexer)と称する。
Δtgate=2Δx/cfiber
によってオフセットに関係付けられ、ここで、cfiberは、ファイバ内の光速である。1.6ピコ秒もの短いゲーティングウィンドウが、TOADを使用して実験的に実証済みである。TOAD光時間ゲートは、SPC−OCDMAの実施態様に、成功して適用されてきた。
光時間ゲーティングに対するもう1つの手法は、四波混合(FWM:four wave mixing)の使用を介するものであり、たとえば図5Eを参照されたい。FWMは、電気領域での相互変調歪み(intermodulation distortion)に似た、3次非線形性である。FWMでは、データ信号と、異なる波長の制御信号との間の非線形うなり(nonlinear beating)が、側波帯として新しい光のトーン(optical tone)を生成する。FWMベースのゲーティングは、光ファイバ内または半導体光増幅器(SOA)などの導波路デバイス内で達成することができる。
y(i)(t)=x(t)*d(i)(t) (9)
ここで、d(i)(t)は、一致するフィルタのインパルス応答である。
d(i)(t)=e*(i)(−t)⇔D(i)(f)=E*(i)(f) (10)
所望のユーザiと一致するフィルタの出力は、次のように表すことができる(τ(i)=0と仮定する)。
Claims (20)
- エンコードされた光信号を受信する装置であって、
前記エンコードされた光信号をデコードしてデコードされた信号を作るスペクトル位相デコーダと、
前記デコードされた信号からユーザ信号を時間的に抽出する光時間ゲートと、
前記ユーザ信号からユーザデータを抽出するように動作可能な復調器と
を含むことを特徴とする装置。 - 前記スペクトル位相デコーダは、前記エンコードされた光信号をエンコードするのに使用される位相を共役させるように動作可能な位相フィルタを含むことを特徴とする請求項1に記載の装置。
- 前記エンコードされた光信号は、2進直交コードの組の中から選択されるコードを使用してエンコードされる信号を含むことを特徴とする請求項1に記載の装置。
- 2進直交コードの前記組は、アダマールコードの組を含むことを特徴とする請求項3に記載の装置。
- 前記スペクトル位相デコーダは、リング共振器を含むことを特徴とする請求項1に記載の装置。
- 前記リング共振器は、第1のポートおよび第2のポートを有するリング共振器と、第1の偏光状態で前記第1のポートに入る光が第2の偏光状態で前記第2のポートから出るように配置された偏光ビームスプリッタおよび偏光回転子とを含むことを特徴とする請求項5に記載の装置。
- 前記光時間ゲートは、前記ユーザ信号が置かれる時間間隔の外に含まれるマルチユーザ干渉エネルギをフィルタリングするように動作可能であることを特徴とする請求項1に記載の装置。
- データをトランスポートする光システムであって、
光パルス列を生成する源であって、各光パルスは、周波数において均一な間隔をおかれた複数のスペクトル線を含む、源と、
加入者に関連し、加入者データを使用して前記パルス列を変調して変調されたデータ信号を作るように動作可能なデータ変調器と、
前記データ変調器に関連し、前記変調されたデータ信号をスペクトル的にエンコードしてエンコードされたデータ信号を作るように動作可能な直交2進エンコーダと、
前記エンコードされたデータ信号をスペクトル的にデコードしてデコードされたデータ信号を作る直交2進デコーダと
を含むことを特徴とする光システム。 - 前記源は、モードロックレーザを含み、前記複数のスペクトル線のそれぞれは、振幅が略等しく、位相ロックされることを特徴とする請求項8に記載のシステム。
- 前記エンコーダは、前記複数のスペクトル線のそれぞれに、固有のスペクトル位相成分を適用するアダマールエンコーダを含むことを特徴とする請求項9に記載のシステム。
- それぞれが追加の加入者に関連し、それぞれが前記複数の追加の加入者に関連するデータを使用して前記パルス列を変調して複数の追加の変調されたデータ信号を作るように動作可能な複数の追加変調器をさらに含むことを特徴とする請求項8に記載のシステム。
- それぞれが前記追加変調器の1つに関連し、前記複数の追加の変調されたデータ信号のめいめいの1つをスペクトル的にエンコードして複数の追加のエンコードされたデータ信号を作るように動作可能な複数の追加のアダマールエンコーダをさらに含むことを特徴とする請求項11に記載のシステム。
- 前記追加のアダマールエンコーダのそれぞれは、固有のスペクトル位相コードを前記追加の加入者のそれぞれに関連付けることを特徴とする請求項12に記載のシステム。
- 前記エンコードされたデータ信号をトランスポートデータ信号に組み合わせるマルチプレクサをさらに含み、各ユーザは、前記デコーダへの前記トランスポートデータ信号の伝送中に同一のスペクトル帯域幅を共有することを特徴とする請求項13に記載のシステム。
- 前記アダマールデコーダに結合され、前記デコードされた信号から加入者データ信号を時間的に抽出するように動作可能な時間ゲートをさらに含むことを特徴とする請求項8に記載のシステム。
- 光ネットワークを介して伝送するためのデータを用意する方法であって、
各々が複数のスペクトル線を含む光パルスの列を生成すること、
加入者データを使用して前記光パルス列を変調して変調されたデータ信号を作ることと、
直交コードの組を使用して前記変調されたデータ信号をスペクトル的に位相エンコードしてエンコードされたデータ信号を作ることと
を含むことを特徴とする方法。 - 前記複数のスペクトル線のそれぞれに、固有のスペクトル位相成分を適用することをさらに含むことを特徴とする請求項16に記載の方法。
- 変調することは、前記直交コードの組の1つに関連する前記複数のスペクトル線のうちで1つに関連する帯域幅に前記変調されたデータ信号を閉じこめることを含むことを特徴とする請求項16に記載の方法。
- 前記加入者データ信号を復調して前記加入者データを再生することをさらに含むことを特徴とする請求項16に記載の方法。
- 前記スペクトル的に位相エンコードすることおよびスペクトル的に位相デコードすることは、前記複数のスペクトル線のそれぞれにアダマールコードの組を関連付けることを含むことを特徴とする請求項16に記載の方法。
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