JP2011239385A - インタリーブ光信号の増幅 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】第1の光波長を有するデータ信号と第2の光波長を有するビーコン信号とを生成することを含む自由空間光通信に対して、データ信号およびビーコン信号を生成するための技術。データ信号は、第1の変調速度で変調される。ビーコン信号は、データ信号の反転バージョンであり、および第1の変調速度より遅い第2の変調速度でさらに変調され得る。データおよびビーコン信号は、ビーコン信号に起因するパワーが、データ信号に起因するパワーとインタリーブされ、および本質的に時間的にオーバーラップしない結合信号を生成するために、光学的に結合される。
【選択図】図1
Description
自由空間光通信システムは、長距離にわたって非常に高いデータ転送速度でデータが伝送できる。捕捉スキームと、正確なビーム指向および追跡の能力は、移動するプラットフォーム(例えば、飛行中、宇宙および地面の乗り物)と通信するのに必要とされる。特に、飛行機の動きが速くて予測不可能であり得る飛行中のプラットフォームに対して、指向および追跡のスキームがデータレーザービームを指示するための正確なガイダンスを提供することは重要である。
第1の光波長を有するデータ信号と第2の光波長を有するビーコン信号とを生成することを必然的に含む自由空間光通信に対して、データ信号およびビーコン信号を生成するための技術。データ信号は、第1の変調速度での変調を介したデータを用いてエンコードされる。ビーコン信号は、データ信号の反転バージョンであり、および第1の変調速度より遅い第2の変調速度でさらに変調され得る。データおよびビーコン信号は、ビーコン信号に起因するパワーが、データ信号に起因するパワーとインタリーブされ、および本質的に時間的にオーバーラップしない結合信号を生成するために、光学的に結合される。結合信号は、ファイバー増幅器によって増幅され、および結合信号は、自由空間にデータ信号およびビーコン信号を伝送するための送信器光学素子に供給される。
(項目1)
自由空間光通信のためのデータ信号およびビーコン信号を生成する方法であって、該方法は、
第1の光波長を有するデータ信号を生成することであって、該データ信号が、データをエンコードするために第1の変調速度で変調される、ことと、
第2の光波長を有するビーコン信号を生成することであって、該ビーコン信号が、該データ信号の反転バージョンを含む、ことと、
該ビーコン信号に起因するパワーが、該データ信号に起因するパワーとインタリーブされ、実質的に時間的にオーバーラップしない結合信号を生成するために、該データ信号および該ビーコン信号を光学的に結合させることと、
該結合信号を増幅することと、
該データ信号および該ビーコン信号を自由空間に伝送することと
を含む、方法。
(項目2)
上記ビーコン信号は、上記第1の変調速度より遅い第2の変調速度でさらに変調される、上記項目に記載の方法。
(項目3)
上記第1の変調は、少なくとも1メガヘルツの速度でのオン/オフキーイング(OOK)変調であり、上記第2の変調は、1メガヘルツより遅い速度でのOOK変調である、上記項目のいずれかに記載の方法。
(項目4)
上記第2の変調は、約50%のデューティサイクルを有する、上記項目のいずれかに記載の方法。
(項目5)
上記結合信号は、エルビウムドーピングファイバー増幅器(EDFA)によって増幅される、上記項目のいずれかに記載の方法。
(項目6)
上記ビーコン信号を生成することは、
電気的形式の上記データ信号をビーコン信号パスに供給することと、
該ビーコン信号パス上で該データ信号を反転することと、
上記第1の変調速度より遅い第2の変調速度で該ビーコン信号パス上の該データ信号を変調することと、
上記第2の光波長で該ビーコン信号パス上の該データ信号を光信号に変換することであって、該ビーコン信号パスに沿った該データ信号の反転、変調、および変換が、該第2の光波長で該ビーコン信号を生成する、ことと
を含む、上記項目のいずれかに記載の方法。
(項目7)
光信号へ上記データ信号の変換は、該データ信号の上記反転および上記ビーコン信号パス上の該データ信号の上記変調のうちの少なくとも1つの下流で行われる、上記項目のいずれかに記載の方法。
(項目8)
光信号へ上記データ信号の変換は、該データ信号の上記反転および上記ビーコン信号パス上の該データ信号の上記変調のうちの少なくとも1つの上流で行われる、上記項目のいずれかに記載の方法。
(項目9)
上記データ信号の上記反転は、光信号へ該データ信号の上記変換の下流で行われる、上記項目のいずれかに記載の方法。
(項目10)
上記データ信号を生成することは、
電気的形式の該データ信号をデータ信号パスに供給することと、
上記第1の光波長で該データ信号パス上の該データ信号を、該データ信号に変換することと
を含む、上記項目のいずれかに記載の方法。
(項目11)
第1および第2の光信号を生成する方法であって、該方法は、
第1および第2の信号パスに共通信号を供給することであって、該共通信号が、情報をエンコードするために第1の変調速度で変調される、ことと、
該第1の信号パス上の該共通信号から、第1の光波長を有する第1の光信号を生成することと、
該第2の信号パス上の該共通信号から、第2の光波長を有する第2の光信号を生成することであって、該第2の光信号が、該共通信号の反転バージョンを含み、該第1の変調速度より遅い第2の変調速度でさらに変調される、ことと、
該第1の光信号に起因するパワーが、該第2の光信号に起因するパワーとインタリーブされ、および本質的に時間的にオーバーラップしない結合信号を生成するために、該第1および該第2の光信号を光学的に結合させることと、
該結合信号を増幅することと、
該第1および該第2の光信号の伝送のための伝送光学素子に該結合信号を供給することと
を含む、方法。
(項目12)
自由空間光通信のためのデータ信号およびビーコン信号を生成するための装置であって、該装置は、
第1の光波長を有するデータ信号を生成するように構成されるデータ信号生成器であって、該データ信号が、データをエンコードするために第1の変調速度で変調される、データ信号生成器と、
第2の光波長を有するビーコン信号を生成するように構成されるビーコン信号生成器であって、該ビーコン信号が該データ信号の反転バージョンを含む、ビーコン信号生成器と、
該ビーコン信号に起因するパワーが、該データ信号に起因するパワーとインタリーブされ、および本質的に時間的にオーバーラップしない結合信号を生成するために、該データ信号および該ビーコン信号を光学的に結合するように構成される光結合器と、
該結合信号を増幅するように構成されるファイバー増幅器と、
該データ信号および該ビーコン信号を自由空間に伝送するように構成される送信器光学素子と
を含む、装置。
(項目13)
上記ビーコン信号生成器は、上記第1の変調速度より遅い第2の変調速度で上記ビーコン信号をさらに変調するように構成される、上記項目のいずれかに記載の装置。
(項目14)
上記第1の変調は、少なくとも1メガヘルツの速度でのオン/オフキーイング(OOK)変調であり、上記第2の変調は、1メガヘルツより遅い速度でのOOK変調である、上記項目のいずれかに記載の装置。
(項目15)
上記ビーコン信号生成器は、入力末端で電気的形式の上記データ信号を受信し、出力末端で上記光結合器に上記ビーコン信号を供給するように構成されるビーコン信号パスに沿って配列されるインバーター、変調器およびレーザーモジュールを含み、
該インバーターが、該ビーコン信号パス上の該データ信号を反転するように構成され、
該変調器が、上記第2の変調速度で該ビーコン信号パス上の該データ信号を変調するように構成され、および
該レーザーモジュールが、上記第2の光波長で該ビーコン信号パス上の該データ信号を、光信号に変換するように構成される、上記項目のいずれかに記載の装置。
(項目16)
上記変調器は、上記データ信号にオン−オフの変調を適用するように構成されるスイッチを含む、上記項目のいずれかに記載の装置。
(項目17)
上記レーザーモジュールは、上記ビーコン信号パスに沿って、上記インバーターおよび上記変調器のうちの少なくとも1つの下流に配列される、上記項目のいずれかに記載の装置。
(項目18)
上記レーザーモジュールは、上記ビーコン信号パスに沿って、上記インバーターおよび上記変調器のうちの少なくとも1つの上流に配列される、上記項目のいずれかに記載の装置。
(項目19)
上記インバーターは、上記レーザーモジュールの下流に配列される、上記項目のいずれかに記載の装置。
(項目20)
上記データ信号生成器は、上記第1の光波長で電気的形式の上記データを上記データ信号に変換するように構成されるレーザーモジュールを含む、上記項目のいずれかに記載の装置。
(項目21)
上記レーザーモジュールは、調節可能なレーザーシードモジュールである、上記項目のいずれかに記載の装置。
(項目22)
上記ファイバー増幅器は、エルビウムドーピングファイバー増幅器を含む、上記項目のいずれかに記載の装置。
(項目23)
第1および第2の光信号を生成するための装置であって、該装置は、
第1および第2の信号パスに共通信号を供給するための手段であって、該共通信号が、情報をエンコードするために第1の変調速度で変調される、手段と、
該第1の信号パス上の該共通信号から、第1の光波長を有する第1の光信号を生成するための手段と、
該第2の信号パス上の該共通信号から、第2の光波長を有する第2の光信号を生成するための手段であって、該第2の光信号が、該共通信号の反転バージョンを含み、および該第1の変調速度より遅い第2の変調速度でさらに変調される、手段と、
該第1の光信号に起因するパワーが、該第2の光信号に起因するパワーとインタリーブされ、および本質的に時間的にオーバーラップしない結合信号を生成するために、該第1および該第2の光信号を光学的に結合させるための手段と、
該結合信号を増幅するための手段と、
該第1および該第2の光信号を伝送するための手段と
を含む、装置。
第1の光波長を有するデータ信号と第2の光波長を有するビーコン信号とを生成することを必然的に含む自由空間光通信に対して、データ信号およびビーコン信号を生成するための技術。データ信号は、第1の変調速度での変調を介したデータを用いてエンコードされる。ビーコン信号は、データ信号の反転バージョンであり、および第1の変調速度より遅い第2の変調速度でさらに変調され得る。データおよびビーコン信号は、ビーコン信号に起因するパワーが、データ信号に起因するパワーとインタリーブされ、および本質的に時間的にオーバーラップしない結合信号を生成するために、光学的に結合される。結合信号は、ファイバー増幅器によって増幅され、および結合信号は、自由空間にデータ信号およびビーコン信号を伝送するための送信器光学素子に供給される。
λ1 第1の光波長
λ2 第2の光波長
Claims (23)
- 自由空間光通信のためのデータ信号およびビーコン信号を生成する方法であって、該方法は、
第1の光波長を有するデータ信号を生成することであって、該データ信号が、データをエンコードするために第1の変調速度で変調される、ことと、
第2の光波長を有するビーコン信号を生成することであって、該ビーコン信号が、該データ信号の反転バージョンを含む、ことと、
該ビーコン信号に起因するパワーが、該データ信号に起因するパワーとインタリーブされ、実質的に時間的にオーバーラップしない結合信号を生成するために、該データ信号および該ビーコン信号を光学的に結合させることと、
該結合信号を増幅することと、
該データ信号および該ビーコン信号を自由空間に伝送することと
を含む、方法。 - 前記ビーコン信号は、前記第1の変調速度より遅い第2の変調速度でさらに変調される、請求項1に記載の方法。
- 前記第1の変調は、少なくとも1メガヘルツの速度でのオン/オフキーイング(OOK)変調であり、前記第2の変調は、1メガヘルツより遅い速度でのOOK変調である、請求項2に記載の方法。
- 前記第2の変調は、約50%のデューティサイクルを有する、請求項2に記載の方法。
- 前記結合信号は、エルビウムドーピングファイバー増幅器(EDFA)によって増幅される、請求項1に記載の方法。
- 前記ビーコン信号を生成することは、
電気的形式の前記データ信号をビーコン信号パスに供給することと、
該ビーコン信号パス上で該データ信号を反転することと、
前記第1の変調速度より遅い第2の変調速度で該ビーコン信号パス上の該データ信号を変調することと、
前記第2の光波長で該ビーコン信号パス上の該データ信号を光信号に変換することであって、該ビーコン信号パスに沿った該データ信号の反転、変調、および変換が、該第2の光波長で該ビーコン信号を生成する、ことと
を含む、請求項1に記載の方法。 - 光信号へ前記データ信号の変換は、該データ信号の前記反転および前記ビーコン信号パス上の該データ信号の前記変調のうちの少なくとも1つの下流で行われる、請求項6に記載の方法。
- 光信号へ前記データ信号の変換は、該データ信号の前記反転および前記ビーコン信号パス上の該データ信号の前記変調のうちの少なくとも1つの上流で行われる、請求項6に記載の方法。
- 前記データ信号の前記反転は、光信号へ該データ信号の前記変換の下流で行われる、請求項6に記載の方法。
- 前記データ信号を生成することは、
電気的形式の該データ信号をデータ信号パスに供給することと、
前記第1の光波長で該データ信号パス上の該データ信号を、該データ信号に変換することと
を含む、請求項1に記載の方法。 - 第1および第2の光信号を生成する方法であって、該方法は、
第1および第2の信号パスに共通信号を供給することであって、該共通信号が、情報をエンコードするために第1の変調速度で変調される、ことと、
該第1の信号パス上の該共通信号から、第1の光波長を有する第1の光信号を生成することと、
該第2の信号パス上の該共通信号から、第2の光波長を有する第2の光信号を生成することであって、該第2の光信号が、該共通信号の反転バージョンを含み、該第1の変調速度より遅い第2の変調速度でさらに変調される、ことと、
該第1の光信号に起因するパワーが、該第2の光信号に起因するパワーとインタリーブされ、および本質的に時間的にオーバーラップしない結合信号を生成するために、該第1および該第2の光信号を光学的に結合させることと、
該結合信号を増幅することと、
該第1および該第2の光信号の伝送のための伝送光学素子に該結合信号を供給することと
を含む、方法。 - 自由空間光通信のためのデータ信号およびビーコン信号を生成するための装置であって、該装置は、
第1の光波長を有するデータ信号を生成するように構成されるデータ信号生成器であって、該データ信号が、データをエンコードするために第1の変調速度で変調される、データ信号生成器と、
第2の光波長を有するビーコン信号を生成するように構成されるビーコン信号生成器であって、該ビーコン信号が該データ信号の反転バージョンを含む、ビーコン信号生成器と、
該ビーコン信号に起因するパワーが、該データ信号に起因するパワーとインタリーブされ、および本質的に時間的にオーバーラップしない結合信号を生成するために、該データ信号および該ビーコン信号を光学的に結合するように構成される光結合器と、
該結合信号を増幅するように構成されるファイバー増幅器と、
該データ信号および該ビーコン信号を自由空間に伝送するように構成される送信器光学素子と
を含む、装置。 - 前記ビーコン信号生成器は、前記第1の変調速度より遅い第2の変調速度で前記ビーコン信号をさらに変調するように構成される、請求項12に記載の装置。
- 前記第1の変調は、少なくとも1メガヘルツの速度でのオン/オフキーイング(OOK)変調であり、前記第2の変調は、1メガヘルツより遅い速度でのOOK変調である、請求項13に記載の装置。
- 前記ビーコン信号生成器は、入力末端で電気的形式の前記データ信号を受信し、出力末端で前記光結合器に前記ビーコン信号を供給するように構成されるビーコン信号パスに沿って配列されるインバーター、変調器およびレーザーモジュールを含み、
該インバーターが、該ビーコン信号パス上の該データ信号を反転するように構成され、
該変調器が、前記第2の変調速度で該ビーコン信号パス上の該データ信号を変調するように構成され、および
該レーザーモジュールが、前記第2の光波長で該ビーコン信号パス上の該データ信号を、光信号に変換するように構成される、請求項12に記載の装置。 - 前記変調器は、前記データ信号にオン−オフの変調を適用するように構成されるスイッチを含む、請求項15に記載の装置。
- 前記レーザーモジュールは、前記ビーコン信号パスに沿って、前記インバーターおよび前記変調器のうちの少なくとも1つの下流に配列される、請求項15に記載の装置。
- 前記レーザーモジュールは、前記ビーコン信号パスに沿って、前記インバーターおよび前記変調器のうちの少なくとも1つの上流に配列される、請求項15に記載の装置。
- 前記インバーターは、前記レーザーモジュールの下流に配列される、請求項15に記載の装置。
- 前記データ信号生成器は、前記第1の光波長で電気的形式の前記データを前記データ信号に変換するように構成されるレーザーモジュールを含む、請求項12に記載の装置。
- 前記レーザーモジュールは、調節可能なレーザーシードモジュールである、請求項20に記載の装置。
- 前記ファイバー増幅器は、エルビウムドーピングファイバー増幅器を含む、請求項12に記載の装置。
- 第1および第2の光信号を生成するための装置であって、該装置は、
第1および第2の信号パスに共通信号を供給するための手段であって、該共通信号が、情報をエンコードするために第1の変調速度で変調される、手段と、
該第1の信号パス上の該共通信号から、第1の光波長を有する第1の光信号を生成するための手段と、
該第2の信号パス上の該共通信号から、第2の光波長を有する第2の光信号を生成するための手段であって、該第2の光信号が、該共通信号の反転バージョンを含み、および該第1の変調速度より遅い第2の変調速度でさらに変調される、手段と、
該第1の光信号に起因するパワーが、該第2の光信号に起因するパワーとインタリーブされ、および本質的に時間的にオーバーラップしない結合信号を生成するために、該第1および該第2の光信号を光学的に結合させるための手段と、
該結合信号を増幅するための手段と、
該第1および該第2の光信号を伝送するための手段と
を含む、装置。
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