JP2014239435A - マルチキャリア／スーパーチャネル伝送における偏光依存損失の軽減 - Google Patents
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Abstract
【課題】複数の副搬送波を有するマルチキャリア光信号を伝送する光ネットワークの偏光依存損失の影響を軽減する。【解決手段】伝送の前に副搬送波それぞれの偏波状態を割り当てて修正する。副搬送波それぞれの割り当てた偏波状態は、デジタルドメイン及び／又は光ドメインで副搬送波のために修正される。個々の副搬送波の割り当て、副搬送波の組の割り当て、任意の副搬送波の群の割り当て、ランダムな割り当て及び／又はそれらの組み合わせを含む様々な特定の割り当て方法を使用する。割り当てた偏波状態は、ＰＤＬ（偏光依存損失）の主軸の全ての方向の副搬送波の和による最小のＰＤＬによりもたらされるピークツーピーク電力変動に基づいて選択される。【選択図】図４
Description
本開示は、光通信ネットワークに関し、より詳細には、二重偏波光システムにおける信号の劣化を軽減するシステム及びその方法に関する。
遠隔通信システム、ケーブルテレビシステム、及びデータ通信ネットワークでは、光ネットワークを使用して、遠隔地点の間で大量の情報を迅速に伝達する。光ネットワークにおいて、情報は、光信号の形で光ファイバによって伝達される。また、光ネットワークは、増幅器、分散補償器、マルチプレクサ／デマルチプレクサ、フィルタ、波長選択スイッチ、カプラ等のようなネットワーク内部の様々の動作を実行する様々のネットワークサブシステムを含んでもよい。
しかしながら、これらのネットワークサブシステムのそれぞれは、ネットワークを介して伝わる光信号に偏光依存性の影響を発生させる可能性がある。これらの影響によって、光信号の種々の偏波成分は、偏光依存損失（Polarization Dependent Loss、ＰＤＬ）、及び偏波成分間のクロストークに起因する非線形効果による信号の劣化を受けることになる可能性がある。例えば、一方の偏波成分が他方の偏波成分と比較して受信器において光信号対雑音比（optical signal-to-noise ratio、ＯＳＮＲ）の劣化を示すことにより、ＰＤＬは、偏波状態（States of Polarization、ＳＯＰ）の間のＯＳＮＲの不均衡の原因になる可能性がある。また、伝送される符号によって、ＰＤＬに起因する偏波成分間のクロストークは、非線形位相雑音として現れる強度変化をもたらす可能性がある。
一態様では、光ネットワークの偏光依存損失の影響を軽減する開示方法は、マルチキャリア光信号に関連付けられる複数の副搬送波を識別することと、複数の副搬送波に対応する複数の偏波状態をそれぞれ決定することとを含む。開示方法は、マルチキャリア光信号の伝送の前に、複数の偏波状態にそれぞれ対応するように複数の副搬送波の実際の偏波状態を修正することを含んでもよい。複数の偏波状態は、二重偏波成分を有してもよい。
光ネットワークの偏光依存損失の影響を軽減する更なる開示の態様は、偏波制御システムと共に、プロセッサと、プロセッサが実行可能な命令を格納するコンピュータが読み取り可能な非一時的記録媒体とを含む。
特定の実施形態及びその利点については、同一の符号を使用して同一の及び対応する部分を示す図１〜７を参照することにより、十分に理解することができよう。
以下の説明では、詳細は、開示対象の詳解を容易にするための一例として説明される。しかしながら、開示された実施形態は一例であり、可能な実施形態を完全に示すものではないことは、当業者にとって明らかである。
本開示において、ハイフン形式の参照番号はある要素の特定の例を示し、ハイフン形式でない参照番号はある要素を総称的、集合的に示す。したがって、ウィジェット１２−１は、ウィジェットのクラスの一例を示し、集合的にウィジェット１２と示してもよく、何れか１つを総称的にウィジェット１２と示してもよい。
ここで図面を参照すると、図１は、光伝送ネットワーク１０１の一例の実施形態を示す図である。光伝送ネットワーク１０１は、光ネットワークの構成素子に通信される１つ又は２つ以上の光信号を運ぶように形成される１つ又は２つ以上の光ファイバ１０６を含んでもよい。互いにファイバ１０６で接続される光ネットワーク１０１のネットワークサブシステムは、１つ又は２つ以上の送信器１０２と、１つ又は２つ以上のマルチプレクサ（ＭＵＸ）１０４と、１つ又は２つ以上の増幅器１０８と、１つ又は２つ以上の光分岐挿入装置（optical add/drop multiplexer、ＯＡＤＭ）１１０と、１つ又は２つ以上の受信器１１２とを有してもよい。
光ネットワーク１０１は、ターミナルノードを有するポイントツーポイント光ネットワーク、リング光ネットワーク、メッシュ光ネットワーク、又は他の適切な光ネットワーク、若しくは光ネットワークの組み合わせを有してもよい。光ファイバ１０６は、長い距離を低損失で信号を通信可能なガラスの細いスランドを有する。光ファイバ１０６は、適当な型のファイバを有してもよい。
光ネットワーク１０１は、光ファイバによって光信号を伝送するように形成される機器を含んでもよい。情報は、波長で符号化して光の１つ又は２つ以上の波長の変調によって光ネットワーク１０１を介して送受信されてもよい。光通信では、光の波長は、チャネルとも称してもよい。チャネルのそれぞれは、ある量の情報を光ネットワーク１０１によって運ぶように形成される。
光ネットワーク１０１の情報伝達能力を向上させるために、複数のチャネルで伝送される複数の信号は、単一の光信号に結合してもよく、組み合わされた単一の光信号は、本開示では「マルチキャリア」光信号と称される。単一の光信号の複数チャネルで情報を通信する処理は、光学では波長分割多重通信（Wavelength Division Multiplexing、ＷＤＭ）と称される。高密度波長分割多重方式（Dense Wavelength Division Multiplexing、ＷＤＭ）は、通常は４０以上のより多く（より高密度）の数の波長のファイバへの多重化を称する。ＷＤＭ、ＤＷＤＭ又は他の多重波長伝送技術を光ネットワークに採用して光ファイバ当たりの総バンド幅を増加させる。ＷＤＭ又はＤＷＤＭを利用しない場合、光ネットワークのバンド幅は、ただ１つの波長のビットレートに限定される可能性がある。より多くのバンド幅を利用することにより、光ネットワークは、より多くの量の情報を伝送することが可能になる。直交波周波数分割多重（Orthogonal Frequency Division Multiplexing、ＯＦＤＭ）は、他のマルチキャリア技術である。光ネットワーク１０１は、ＷＤＭ、ＤＷＤＭ又は他のいくつかの適当なマルチキャリア多重化技術を使用して種々のチャネルを伝送し、マルチキャリア信号を増幅するように形成されてもよい。
近年、ＤＷＤＭの進歩によって、いくつかの光搬送波を結合して所望の容量の合成光信号を作ることが可能になった。マルチキャリア光信号のこの一例は、スーパーチャネルであり、スーパーチャネルは、密接にまとめられたスペクトルバンドに複数の副搬送波を含むことができ、１００Ｇｂ／ｓ又はそれ以上の伝送速度を超えることができる。スーパーチャネルの典型的な特徴は、副搬送波が同一の送り出しから同一の送り先まで進むことであり、スーパーチャネルの副搬送波が伝送の間にＯＡＤＭを使用して追加又は除去できないことである。様々な方法を採用してスーパーチャネルを形成することができる。高いスペクトル効率を有するスーパーチャネルを形成する特定の実施形態は、ガードインターバル無し光直交周波数分割多重（No-Guard Interval Orthogonal Frequency Division Multiplexing、ＮＧＩ−ＯＦＤＭ）スーパーチャネル、ナイキスト波長分割多重（Nyquist Wavelength Division Multiplexing、ＷＤＭ）スーパーチャネル、デジタル信号処理（Digital Signal Processing、ＤＳＰ）ベースＯＦＤＭスーパーチャネル、及びＷＤＭスーパーチャネルを含む。
ＮＧＩ−ＯＦＤＭにおいて、副搬送波変調器のそれぞれは、非ゼロ復帰（non-return to zero、ＮＲＺ）パスル形式等を使用して時間領域にパルス整形を適用する定型の単一の副搬送波変調器にしてもよい。ＮＩＧＩ−ＯＦＤＭスーパーチャネルのボーレートがチャネル間の間隔に対応するとき、チャネル間のクロストークを取り除くことができる。ＮＩＧＩ−ＯＦＤＭスーパーチャネルでは、ガードインターバルを使用しないので、ガードインターバル及び／又はサイクリックプレフィックスのオーバーヘッドを避けることができる。
ナイキスト−ＷＤＭスーパーチャネルでは、副搬送波変調器のそれぞれは、シンク形状パスル等を使用して、時間領域でのパスル整形及びデジタル―アナログ変換（Digital-to-Analog Conversion、ＤＡＣ）のためにＤＳＰを採用してもよい。ナイキスト副搬送波のそれぞれが方形のスペクトラム形状を有するので、チャネル間のクロストークは取り除くことができる。
ＤＳＰベースＯＦＤＭスーパーチャネルでは、変調器のそれぞれは、ＯＦＤＭ及びＤＡＣのためにＤＳＰを採用して、シンク形状のスペクトラムを有するＯＦＤＭにおいて副搬送波を生成してもよい。ＯＦＤＭバンドを結合して、ナイキストＷＤＭと同様に、方形のスペクトラム形状を使用するスーパーチャネルを形成してもよい。ＯＦＤＭ条件がバンド間で満たされる（すなわち、ＯＦＤＭバンドの間隔がボーレートを超える）とき、又はガードバンドがＯＦＤＭバンド間で使用されるとき、隣接するＯＦＤＭバンドのエッジ副搬送波間のクロストークは、無視できるほどのレベルに減少させることができる。ＤＳＰベースＯＦＤＭスーパーチャネルの副搬送波の数はとても多い（すなわち、６４、１２８、２５６等）ので、副搬送波それぞれのシンボルレートは、全体の伝送速度よりも実質的に低くなる可能性がある。
ＷＤＭスーパーチャネルは、ＮＧＩ−ＯＦＤＭと同様に変調し伝送してもよいが、チャネル間のクロストークを避けるためにボーレートより大きなチャネル間隔を使用する。ＷＤＭスーパーチャネルの副搬送波は、光ファイバ又はアレイ導波路回折格子 (Arrayed Waveguide Grating、ＡＷＧ)デマルチプレクサを使用して分離してもよい。これにより、ＷＤＭスーパーチャネルは、他の形式のスーパーチャネルと比較的低いスペクトラム効率を有し、全体の伝送速度が例えば１００Ｇｂ／ｓ程度に抑制される可能性がある。
光ネットワーク１０１は、特定の波長すなわち特定のチャネルで光ネットワークを介して光信号を伝送するように形成される１つ又は２つ以上の光送信器（Ｔｘ）１０２を含んでもよい。送信器１０２は、電気信号を光信号に変換し光信号を伝送するように形成されるシステム、装置又は機器を有してもよい。例えば、送信器１０２のそれぞれは、レーザと、変調器とを有し、電気信号を受信して電気信号に含まれる情報を、特定の波長でレーザによって形成される光のビームに変調し、ネットワークによって信号を運ぶビームを伝送してもよい。
マルチプレクサ１０４は、送信器１０２に接続されてもよく、送信器１０２が伝送した信号を個別の波長で単一のＷＤＭ信号又はＤＷＤＭ信号に結合するように形成してもよい。
増幅器１０８は、ネットワーク１０１内部のマルチチャネル信号を増幅してもよい。増幅器１０８は、ある長さのファイバ１０２の前又は後に位置してもよい。増幅器１０８は、信号を増幅するように形成されたシステム、装置又は機器を有してもよい。また、ＯＡＤＭ１１０は、ファイバ１０６を介してネットワーク１０１に接続してもよい。ＯＡＤＭ１１０は、ファイバ１０６に信号を加える及び／又はファイバ１０６から信号を取り出すように形成されるシステム、装置又は機器を含んでもよい分岐モジュールを有してもよい。ＯＡＤＭ１１０を通過した後に、信号はファイバ１０６に沿って直接送り先に運ばれてもよく、送り先に到達する前に１つ又は２つ以上の更なるＯＡＤＭ１１０を通過してもよい。
また、ネットワーク１０１は、１つ又は２つ以上のネットワーク１０１の送り先に１つ又は２つ以上のデマルチプレクサ１０５を含んでもよい。デマルチプレクサ１０５は、単一のＷＤＭ信号を個別のチャネルに分配することによってデマルチプレクサとして機能してもよいシステム、装置又は機器を有してもよい。例えば、ネットワーク１０１は、４０チャネルＤＷＤＭ信号を伝送し、運搬してもよい。デマルチプレクサ１０５は、単一の４０チャネルＤＷＤＭ信号を、４０の異なるチャネルに従って個別の４０の信号に分割してもよい。
現在の多くの光ネットワークは、国際電気通信連合（International Telecommunications Union、ＩＴＵ）標準波長グリッドに従って、固定グリッド間隔としても知られ、ＯＡＤＭ１０１０及びデマルチプレクサ１０５の標準的な実装と互換性がある５０ギガヘルツ（ＧＨｚ）のチャネル間隔を有する毎秒１０ギガビット（gigabit-per-second、Ｇｂｐｓ）又は４０Ｇｂｐｓの信号速度で動作する。しかしながら、データレートが１００Ｇｂｐｓ又はそれ以上に増加すると、より高いデータレートの信号のより広いスペクトラムの要求は、チャネル間隔を増加することを必要とする。一般的には、異なるレートの信号を支える従来の固定グリッドネットワークシステムでは、全体のネットワークシステムは、最も高い速度の信号に適合可能な粗のチャネル間隔（１００ＧＨｚ、２００ＧＨｚ等）によって動作しなければならない。これは、より低速の信号及び全体的により低いスペクトラムを利用するときには、過剰なチャネルスペクトラムになる可能性がある。
このように、ある実施形態では、ネットワーク１０１は、チャネルごとに特定の周波数スロットを規定可能な柔軟なグリッドの光ネットワークと互換性がある構成素子を採用してもよい。例えば、ＷＤＭ伝送の波長チャネルのそれぞれは、少なくとも１つの周波数スロットを使用して配置してもよい。例えば、１つの周波数スロットは、シンボルレートが低い波長チャネルに割り当ててもよく、複数の周波数スロットは、シンボルレートが高い波長チャネルに割り当ててもよい。このように、ネットワーク１０１のある実施形態では、ＯＡＤＭ１１０は、波長選択スイッチ（Wavelength Selective Switch、ＷＳＳ）等を使用して光学ドメインで追加又は除去されることになるデータチャネルを運ぶＷＤＭ信号の個別の波長又は複数の波長を追加又は除去することができる再構成可能なＯＡＤＭ（Reconfigurable OADM、ＲＯＡＤＭ）に相当してもよい。
また、ネットワーク１０１は、デマルチプレクサ１０５に接続される受信器１１２を含んでもよい。受信器１１２のそれぞれは、特定の波長すなわち特定のチャネルで伝送された信号を受信し、受信した信号が含む情報のために信号を処理するように形成してもよい。それに応じて、ネットワーク１０１は、ネットワークのチャネル毎に少なくとも１つの受信器１１２を含んでもよい。
ネットワーク１０１のような光ネットワークは、光ファイバを通る光信号の情報を伝達する変調方式を更に採用してもよい。このような変調方式は、位相偏移変調（Phase-Shift Keying、ＰＳＫ）、周波数偏移変調（Frequency-Shift Keying、ＦＳＫ）、振幅偏移変調（Amplitude-Shift Keying、ＰＳＫ）及び直角位相振幅変調（Quadrature Amplitude Modulation、ＱＡＭ）を含んでもよい。
本開示の範囲を逸脱することなくネットワーク１０１は、修正、追加又は省略してもよい。例えば、ネットワーク１０１は、図１に記載されるよりも多くの素子を含んでもよく、図１に記載されるよりも少ない素子を含んでもよい。また、ネットワーク１０１は、分散補償モジュールのような明示的に示されていない付加的な素子を含んでもよい。また、上述のように、図１ではポイントツーポイントネットワークとして示されるが、ネットワーク１０１は、リングネットワーク又はメッシュネットワークのような光信号を伝送する適切なネットワークを有してもよい。
ネットワーク１０１の動作では、Ｘ軸及びＹ軸に直交偏波成分を有して、二重偏波されてもよい。ネットワーク１０１の種々の実施形態では、ネットワーク１０１の素子のある構成素子は、伝送される光信号の光信号対雑音比（Optical Signal-to-Noise ratio、ＯＳＮＲ）の劣化、及び２つの直交偏波成分の間のクロストークに起因する非線形位相雑音をもたらす偏光依存損失（Polarization Dependent Loss、ＰＤＬ）が表れる可能性がある。ＰＤＬ（本開示では個別に「ＰＤＬトリビュトリー」とも称される）の一因になる可能性があるネットワーク１０１の構成素子は、マルチプレクサ１０４、増幅器１０８、ＯＡＤＭ１１０と共に分散補償器、波長選択スイッチ、カプラ等の不図示の他の構成素子（国際電気通信連合ＩＴＵ−Ｔ Ｇ．６８０を参照のこと）を含む。偏光依存損失は、光信号を伝送するために使用される異なる型の変調方式に対して観測される可能性がある。
ＰＤＬの影響は、二重偏波光信号のＳＯＰ（State of Polarizatio）とＰＤＬトリビュトリーの主軸との間のアラインメントに依存する可能性があることが報告されている（O. Vassilieva et al., “Statistical Analysis of the Interplay between Nonlinear and PDL Effects in Coherent Polarization Multiplexed Systems “, ECOC’2012, paper We3C4を参照のこと）。例えば、二重偏波マルチキャリア光信号内部の全ての副搬送波が同一のＳＯＰを有するとき、そのＳＯＰは、伝送経路のＰＤＬトリビュトリーの主軸のそれぞれのに対して最も不利なアラインメントになり、全ての副搬送波は、ＰＤＬから最も悪い影響を受けることになる。二重偏波マルチキャリア光信号内部の副搬送波のそれぞれが異なるＳＯＰを有するとき、１つの副搬送波がＰＤＬから最も悪い影響を受けるものの、他の副搬送波は、最も悪いアラインメントよりも良いアラインメントで伝送することができ、全体では改善することができる。本開示でより詳細に説明されるように、ＰＤＬの影響は、スーパーチャネル又はＯＦＤＭ光信号の異なる現在値によって副搬送波のそれぞれのＳＯＰを設定することによって軽減することができる。この方法によるＰＤＬの軽減は、統計分析及び副搬送波の前方誤り訂正（Forward Error Correction、ＦＥＣ）の制限の改良によって観測することができる。
具体的には、ネットワーク１０１は、マルチキャリア光信号を伝送するときに副搬送波の当初のＳＯＰを制御してＰＬＤを軽減してもよい。本開示の方法及びシステムは、ＰＤＬを軽減する他の技術と比較した特定の利点に関連付けられてもよい。例えば、本開示の方法及びシステムは、高価及び／又は複雑になる可能性がある偏光変換器を使用することなしに実装してもよい。また、本開示の方法及びシステムは、受信器から送信器にフィードバックすることなしに実装して、ネットワーク通信を簡明にしてもよい。
ここで図２Ａを参照すると、ＰＤＬを軽減する偏波制御を採用してもよいネットワーク２００の実施形態の選択された素子のブロック図が示される。図２Ａに示すように、ネットワーク２００の少なくともある部分は、ネットワーク１０１（図１を参照のこと）に示す素子に対応してもよい。ネットワーク２００において、様々な光伝送素子が光伝送ネットワーク（Optical Transmission Network、ＯＴＮ）２０２として示される。ＯＴＮ２０２は、マルチキャリア光信号を伝送するための光デジタルネットワーク及び／又はデジタルネットワークの構成素子のような、ネットワーク１０１（図１を参照のこと）に対して上述した様々な構成素子を含んでもよい。図２Ａでは、副搬送波のそれぞれのためのある個別の構成素子を使用して、電気ドメインでスーパーチャネルの個別の副搬送波の偏波制御を実施するネットワーク２００が示される。図２Ａに示すネットワーク２００は、任意の波長λ1、λ２及びλ3で３つの副搬送波を伝送するが、不図示の他の実施形態では、異なる数の副搬送波を使用してもよいことが理解されるであろう。ネットワーク２００では、ペイロードデータは、ＤＡＴＡ＃１、ＤＡＴＡ＃２及びＤＡＴＡ＃３の符号が付された３つの副搬送波を使用してＯＴＮを伝送する。ある実施形態では、副搬送波は、二重偏光四位相偏移変調方式（Dual-Polarization Quadrature Phase-Shift Keying、ＤＰ−ＱＰＳＫ）を使用して変調される。ネットワーク２００の少なくともある部分は、マルチキャリア光信号に含まれる個別の副搬送波の偏波状態を設定する偏波制御システムに相当してもよい。
図２Ａにおいて、マルチキャリアソース２０４は、複数の副搬送波のための信号のソースに相当してもよく、個別のレーザを使用し、又は位相ロック方法を使用して副搬送波を生成してもよい。図２Ａに示すように、マルチキャリアソース２０４は、波長が任意の値がλ1、λ２及びλ3であり、分離され且つデマルチプレクサ２０６から出力される３つのモノクロ波長を生成してもよい。３つのモノクロ波長は、送信器２１０に含まれる変調器の軸等の所与の軸にそれぞれが調整されてもよいＳＯＰ２２０を有する。送信器２１０において、副搬送波のそれぞれは、電気／デジタルドメインで動作してもよいデジタル信号処理／デジタルアナログコンバータ（Digital Signal Processor/Digital-to-Analog Converters、ＤＳＰ／ＤＡＣ）２０３から提供される、対応するペイロードデータ及び偏波データによって別個に変調してもよい。図２Ａに示されるように、ＦＥＣエンコーダ／データインターリーバ２４０は、ペイロードデータのストリームを受信して、副搬送波データのストリームＤＡＴＡ＃１、ＤＡＴＡ＃２及びＤＡＴＡ＃３を生成してもよい。副搬送波データのストリームＤＡＴＡ＃１、ＤＡＴＡ＃２及びＤＡＴＡ＃３は、個別のＤＳＰ／ＤＡＣ２０３に供給され、ＤＳＰ／ＤＡＣ２０３は、それぞれの副搬送波の個別のＳＯＰパラメータ（ＳＯＰ＃１、ＳＯＰ＃２及びＳＯＰ＃３として示される）を受信して、送信器２１０での変調のための信号を生成する。ある実施形態では、送信器２１０は、二重偏波ＩＱ変調器を含み、副搬送波のそれぞれを偏波パラメータで特定される所望のＳＯＰ２２２にそれぞれ回転できるようにしてもよい。例えば、二重偏波ＩＱ変調器は、２つの直交偏波成分のための２つの並列光ＩＱ変調器と、偏波コンバイナとを含んでもよい。
上述のように、送信器２１０から出力されるような光信号は、任意の変調関数で示される二重偏波を示してもよい。
ここで、Ｅx及びＥyのそれぞれはｘ方向及びｙ方向の電界強度であり、ＸＩ及びＹＩは偏光波それぞれの同相（実）データ又は成分であり、ＸＱ及びＹＱは偏光波それぞれの直交（虚）データ又は成分である。また、偏光回転関数は以下のように規定される。
ここで、Ｅ'x及びＥ'yは回転後の電界強度であり、θ及びΨはＳＯＰの任意の回転を示すことができる２つの角度であり、Ｒ（θ，Ψ）は以下のように規定される偏光回転行列である。
このように、ＳＯＰ２２２は、それぞれ二重偏波した副搬送波を実現できる（θ，Ψ）の特定の値の対応する任意のＳＯＰで示すことができる。ある実施形態では、（θ，Ψ）の値は、ＳＯＰパラメータとして使用してもよい。Ｅ'xの実部及び虚部はそれぞれ、二重偏波信号の再規定されたＳＯＰのＸ偏波成分の同相データ及び直交データに対応してもよい。Ｅ'yの実部及び虚部はそれぞれ、二重偏波信号の再規定されたＳＯＰのＹ偏波成分の同相データ及び直交データに対応してもよい。
図２Ａにおいて、マルチプレクサ２０８におけるマルチキャリア光信号（すなわちスーパーチャネル）への光学的な結合の後、副搬送波のそれぞれは、結合したＳＯＰ２２３として示される任意のＳＯＰ２２２を維持する。なお、偏光を維持するファイバ、デマルチプレクサ及び／又はマルチプレクサをネットワーク２００の伝送端に使用して、ＳＯＰ２２２及び又はＳＯＰ２２３を維持してもよい。次いで、マルチキャリア光信号は、ＯＴＮ２０２によって伝送される。ＯＴＮ２０２による伝送の間、副搬送波のＳＯＰは、小さな複屈折を光ファイバで生じさせることによりＳＯＰの回転をもたらすマイクロベンド及び／又はストレスのような様々な伝送の影響により不規則に変化する可能性がある。ある実施形態では、副搬送波の相対的なＳＯＰは、ＯＴＮ２０２の伝送の後にある範囲にとどまる可能性がある。
図２Ａにおいて、ネットワーク２００の受信端に到着すると、マルチキャリア光信号は、上述の伝送の影響のためにＳＯＰ２２３から変化している可能性があるＳＯＰ２２４を示す。例えば、ネットワーク２００において、ＳＯＰ２２４はＳＯＰ２２３から共通の回転を示す可能性がある一方、副搬送波の相対的な回転は維持される。マルチキャリア光信号は、デマルチプレクサ２０９において副搬送波成分に光学的に分離されてもよい。ここで副搬送波はＳＯＰ２２５を有する。次いで、副搬送波のそれぞれは、個別の受信器２１２に供給される。受信器２１２は、不図示のローカル発振器、偏波ダイバーシティ９０度光ハイブリッドを有し、光―電気変換、復調及びデジタルドメイン処理を実行してもよい。一実施形態では、受信器２１２は、入射する二重偏波光信号のＳＯＰに関係なく、位相及び偏波の回復のためのＤＳＰを使用して２つの直交偏波成分を逆多重化できる偏波ダイバーシティコヒーレント受信器にしてもよい（Li, G., “Recent Advances in Coherent Optical Communication”, Advances in Optics and Photonics vol 1, pg 279-307 (2009)を参照のこと）。様々な実施形態では、図２Ａの素子２０９は、光カプラ／スプリッタに相当し、受信したスーパーチャネル信号は受信器２１２に通信され、副搬送波信号は不図示のローカル発振器の波長に同調させることにより選択し、他の副搬送波のチャネルは電気的なフィルタにより拒否されるようにしてもよい。ネットワーク２００に示すように、マルチキャリアソース（ローカル発振器）２０７は、受信器２１２による個別の副搬送波ミキシングのために基準波長（λ1、λ２及びλ3）を提供してもよい。受信器２１２のそれぞれは、個別の副搬送波データのストリーム（ＤＡＴＡ＃１、ＤＡＴＡ＃２及びＤＡＴＡ＃３）に対応する電気信号出力を生成してもよい。副搬送波データのストリームは、ＦＥＣデコーダ／データデインターリーバ２１１に受信されてもよく、次いで、ＦＥＣデコーダ／データデインターリーバ２１１はネットワークペイデータを出力してもよい。
図２Ａに示すネットワーク２００の動作において、ＳＯＰ２２０は副搬送波の入力偏波状態を集合的に示してもよい。ある実施形態では、ＳＯＰ２２０は、送信器２１０に関連付けられる軸のような所与の軸に調整されてもよい。偏波制御の本開示の方法を適用した後、副搬送波のそれぞれは、マルチプレクサ２０８での結合の前に所望のＳＯＰ２２２に修正してもよい。ネットワーク２００において、ＳＯＰ２２３は、他のＳＯＰの方向と比較してＯＳＮＲの低下を抑制する光伝送ネットワーク２０２での回転に適切な結合マルチキャリア光信号の最適な偏波状態を示してもよい。上述のように、ＯＴＮ２０２での回転の後、ＳＯＰ２２４を有するマルチキャリア光信号は、ＯＴＮ２０２の受信端に到達する。素子２０９において副搬送波に分割された後、受信器２１２は、任意のＳＯＰ２２５を有する副搬送波を受信してもよい。
ここで図２Ｂを参照すると、偏光依存損失を制御する偏波制御を採用してもよいネットワーク２０１の実施形態の選択された素子のブロック図が示される。図２Ｂに示すように、ネットワーク２０１の少なくともある部分は、ネットワーク１０１（図１を参照のこと）に示す素子に対応してもよい。ネットワーク２０１において、様々な光伝送素子が光伝送ネットワーク（Optical Transmission Network、ＯＴＮ）２０２として示される。ＯＴＮ２０２は、マルチキャリア光信号を伝送するための光ネットワーク及び／又はデジタルネットワークの構成素子のような、ネットワーク１０１（図１を参照のこと）に対して上述した様々な構成素子を含んでもよい。図２Ｂでは、副搬送波のそれぞれのある個別の構成素子を使用して光ドメインでスーパーチャネルの個別の副搬送波の偏波制御を実施するネットワーク２０１が示される。図２Ｂに示すネットワーク２０１は、任意の波長λ1、λ２及びλ3で３つの副搬送波を伝送するが、不図示の他の実施形態では、異なる数の副搬送波を使用してもよいことが理解されるであろう。ネットワーク２０１では、ペイロードデータは、ＤＡＴＡ＃１、ＤＡＴＡ＃２及びＤＡＴＡ＃３の符号が付された３つの副搬送波を使用してＯＴＮを伝送する。ある実施形態では、副搬送波は、二重偏光四位相偏移変調方式（ＤＰ−ＱＰＳＫ）を使用して変調される。ネットワーク２０１の少なくともある部分は、マルチキャリア光信号に含まれる個別の副搬送波の偏波状態を設定する偏波制御システムに相当してもよい。
図２Ｂにおいて、マルチキャリアソース２０４は、図２Ａに示すように、複数の副搬送波のための信号のソースに相当してもよい。図２Ｂに示すように、マルチキャリアソース２０４は、波長が任意の値がλ1、λ２及びλ3であり、分離され且つデマルチプレクサ２０６から出力される３つのモノクロ波長を生成してもよい。３つのモノクロ波長は、送信器２３０に含まれる変調器の軸等の所与の軸にそれぞれが調整されてもよいＳＯＰ２２０を有する。送信器２３０において、副搬送波のそれぞれは、電気／デジタルドメインで動作してもよいデジタル信号処理／デジタルアナログコンバータ（ＤＳＰ／ＤＡＣ）２０５から提供される、対応するペイロードデータ及び偏波データによって別個に変調してもよい。図２Ｂに示されるように、ＦＥＣエンコーダ／データインターリーバ２４０は、ペイロードデータのストリームを受信して、副搬送波データのストリームＤＡＴＡ＃１、ＤＡＴＡ＃２及びＤＡＴＡ＃３を生成してもよい。副搬送波データのストリームＤＡＴＡ＃１、ＤＡＴＡ＃２及びＤＡＴＡ＃３は、副搬送波それぞれ毎に個別のＤＳＰ／ＤＡＣ２０５に供給され、ＤＳＰ／ＤＡＣ２０５は、送信器２３０での変調のための信号を生成し、送信器２３０は、二重偏波直交ＳＯＰ２２１を生成する。ある実施形態では、送信器２３０は、上述のように二重偏波ＩＱ変調器を含んでもよい。次いで、副搬送波のそれぞれのＳＯＰは、ＳＯＰ＃１、ＳＯＰ＃２及びＳＯＰ＃３として示され（θ，Ψ）の特定の値の対応する偏波パラメータに従って個別に回転されてもよい。偏波パラメータは、変更コントローラ２３２に個別に受信され、任意のＳＯＰをもたらす。
図２Ｂにおいて、マルチプレクサにおいてマルチキャリア光信号（すなわち、スーパーチャネル）に光学的に結合された後、副搬送波のそれぞれは、結合したＳＯＰ２２３として示されるように任意のＳＯＰ２２２を維持する。次いで、マルチキャリア光信号は、ＯＴＮ２０２によって伝送される。ＯＴＮ２０２による伝送の間、副搬送波のＳＯＰは、小さな複屈折を光ファイバで生じさせることによりＳＯＰの回転をもたらすマイクロベンド及び／又はストレスのような様々な伝送の影響により不規則に変化する可能性がある。ある実施形態では、副搬送波の相対的なＳＯＰは、ＯＴＮ２０２の伝送の後にある範囲にとどまる可能性がある。
図２Ｂにおいて、ネットワーク２０１の受信端に到着すると、マルチキャリア光信号は、上述の伝送の影響のためにＳＯＰ２２３から変化している可能性があるＳＯＰ２２４を示す。例えば、ネットワーク２０１において、ＳＯＰ２２４はＳＯＰ２２３から共通の回転を示す可能性がある一方、副搬送波の相対的な回転は維持される。マルチキャリア光信号は、デマルチプレクサ２０９において副搬送波成分に光学的に分離されてもよい。ここで副搬送波はＳＯＰ２２５を有する。次いで、副搬送波のそれぞれは、個別の受信器２３４に供給される。受信器２３４は、不図示のローカル発振器、偏波ダイバーシティ９０度光ハイブリッドを有し、光―電気変換、復調及び／又はデジタルドメイン処理を実行してもよい。ネットワーク２００に示すように（図２Ａを参照）、ネットワーク２０１の受信器２３４は、入射する二重偏波光信号のＳＯＰに関係なく、位相及び偏波の回復のためのＤＳＰを使用して２つの直交偏波成分を逆多重化できる偏波ダイバーシティコヒーレント受信器にしてもよい。ネットワーク２０１に示すように、マルチキャリアソース（ローカル発振器）２０７は、受信器２３４による個別の副搬送波のミキシングのために基準波長（λ1、λ２及びλ3）を提供してもよい。受信器２３４のそれぞれは、個別の副搬送波データのストリーム（ＤＡＴＡ＃１、ＤＡＴＡ＃２及びＤＡＴＡ＃３）に対応する電気信号出力を生成してもよい。副搬送波データのストリームは、ＦＥＣデコーダ／データデインターリーバ２１１に受信されてもよく、次いで、ＦＥＣデコーダ／データデインターリーバ２１１はネットワークペイデータを出力してもよい。様々な実施形態では、図２Ｂの素子２０９は、光カプラ／スプリッタに相当し、受信したスーパーチャネル信号は受信器２３４に通信され、受信器２３４に含まれる副搬送波信号は不図示のローカル発振器の波長に同調させることにより選択し、他の副搬送波のチャネルは電気的なフィルタにより拒否されるようにしてもよい。
図２Ｂに示すネットワーク２０１の動作において、ＳＯＰ２２０は副搬送波の入力偏波状態を集合的に示してもよい。ある実施形態では、ＳＯＰ２２０は、送信器２３０に関連付けられる軸のような所与の軸に調整されてもよい。偏波制御の本開示の方法を適用した後、副搬送波のそれぞれは、マルチプレクサ２０８での結合の前に所望のＳＯＰ２２２に修正してもよい。ネットワーク２０１において、ＳＯＰ２２３は、他のＳＯＰの方向と比較してＯＳＮＲの低下を抑制する光伝送ネットワーク２０２での回転に適切な結合マルチキャリア光信号の最適な偏波状態を示してもよい。ＯＴＮ２０２での回転の後、ＳＯＰ２２４を有するマルチキャリア光信号は、ＯＴＮ２０２の受信端に到達する。素子２０９において副搬送波に分割された後、受信器２１２は、任意のＳＯＰ２２５を有する副搬送波を受信してもよい。
ここで図３Ａを参照すると、偏波制御を採用して偏光依存損失を軽減する光ネットワーク３００の実施形態の選択された要素のブロック図が示される。図３Ａに示されるように、ネットワーク３００の少なくともある部分は、ネットワーク１０１（図１を参照のこと）に示す素子に対応してもよい。ネットワーク３００において、様々な光伝送素子が光伝送ネットワーク（Optical Transmission Network、ＯＴＮ）２０２として示される。ＯＴＮ２０２は、マルチキャリア光信号を伝送するための光ネットワーク及び／又はデジタルネットワークの構成素子のような、ネットワーク１０１（図１を参照のこと）に対して上述した様々な構成素子を含んでもよい。図３Ａでは、デジタルドメインにおいて個別のＯＦＤＭ副搬送波の偏波制御を実装するネットワーク３００が示される。上述のように、ネットワーク３００は、ＤＳＰベースＯＦＤＭの偏波制御に使用されてもよい。図３Ａに示すように、ネットワーク３００は、ＯＦＤＭ信号を伝送する。ＯＦＤＭバンド内部の副搬送波の数は、異なる実施形態では変化させてもよいことが理解されるであろう。ある実施形態において、副搬送波は、二重偏光四位相偏移変調方式（ＤＰ−ＱＰＳＫ）を使用して変調される。ネットワーク３００の少なくともある部分は、マルチキャリア光信号に含まれる個別の副搬送波の偏波状態を設定する偏波制御システムに相当してもよい。
図３Ａにおいて、単一キャリアソース３０２は、モノクロのキャリア信号のソースを示してもよい。図３Ａに示すように、単一キャリアソースは、上述のように所与の軸が割り当てられるＳＯＰ２２０を有して出力されるモノクロ波長を生成してもよい。発振器３０４において、ＯＦＤＭ信号は、電気／デジタルドメインで動作してもよいＯＦＤＭデジタル信号処理／デジタルアナログコンバータ（OFDM Digital Signal Processor/Digital-to-Analog Converter、ＯＦＤＭ ＤＳＰ／ＤＡＣ）３１０から提供される、対応するペイロードデータ及び偏波データによって別個に変調してもよい。図３Ａに示すように、ＯＦＤＭ ＤＳＰ／ＤＡＣ３１０は、ペイロードデータと、副搬送波のそれぞれ毎のＳＯＰ入力とを受信してもよく、次いで、送信器３０４での変調のための出力信号を生成してもよい（図３Ｂも参照）。ネットワーク３００において、ＯＦＤＭ ＤＳＰ／ＤＡＣ３１０は、不図示の副搬送波マッピングデータに基づくＯＦＤＭの副搬送波へのチャネル毎のインターリーブ／マッピングと共に、ＦＦＣエンコーダを含んでもよい。ＯＦＤＭ ＤＳＰ／ＤＡＣ３１０は、副搬送波マッピングデータを使用して、（θ，Ψ）の特定の値に対応する偏波パラメータに従って副搬送波のぞれぞれの個別に偏波可能な二重偏波光ＩＱ変調のためにＩ及びＱを送信器３０４において生成してもよい。
図３Ａにおいて、変調及び偏波によりマルチキャリア信号を生成した後、副搬送波は、第１のＯＦＤＭ副搬送波に対応する副搬送波のＳＯＰとして示さるものからＳＯＰ２２３−ＮまでのＮ個のＯＦＤＭ副搬送波として示される所望のＳＯＰ２２３を維持する。次いで、マルチキャリア光ＯＦＤＭ信号は、ＯＴＮ２０２によって伝送され、ネットワーク３００の受信端に到達したとき、ＳＯＰ２２４を示してもよい。ＳＯＰ２２４は、第１のＯＦＤＭ副搬送波に対応する副搬送波のＳＯＰとして示さるＳＯＰ２２４−１からＳＯＰ２２４−ＮまでのＮ個のＯＦＤＭ副搬送波として示される。ネットワーク３００の受信端において、偏波ダイバーシティコヒーレントＯＦＤＭ受信器３１４は、光信号と、出力ペイロードデータとを復号化してもよい。
図３Ａに示すネットワーク３００の動作において、ＳＯＰ２２０は、単一のキャリアに割り当てられた入力ＳＯＰを示してもよい。本開示による偏波制御方法を適用した後、副搬送波のそれぞれは、ＯＦＤＭ ＤＳＰ／ＤＡＣ３１０を使用して所望のＳＯＰ２２３に修正されてよい。ネットワーク３００において、ＳＯＰ２２３は、ＯＳＮＲの低下を抑制する光伝送ネットワーク２０２での回転に適切な結合マルチキャリア光信号の最適な偏波状態を示してもよい。ＯＴＮ２０２での回転の後、マルチキャリア光信号は、ＳＯＰ２２４で受信されてもよい。偏波ダイバーシティコヒーレントＯＦＤＭ受信器３１４において、光信号の電界の実部及び虚部は直接測定されてもよい。例えば、コヒーレントＯＦＤＭ受信器３１４は、ローカル発振器を採用して、入力される光信号と干渉して信号の実部と虚部とを分離してもよい。また、偏波ダイバーシティコヒーレントＯＦＤＭ受信器３１４は、ＤＳＰを採用して、信頼性がある方法で位相及び偏波の双方を正確に回復して偏波デマルチプレクス及びチャネルデマルチプレクスを実行してもよい（図３Ｂ及び３Ｃも参照）。
ここで図３Ｂを参照すると、ネットワーク３００に示す同等の要素に対応してもよいＯＦＤＭ ＤＳＰ／ＤＡＣ３１０（図３Ａを参照）の実施形態の選択された要素のブロック図である。なお、図３Ｂにおいて、太線で示される接続線は並列データである。
図３Ｂにおいて、ペイロードデータは、ＯＴＮ２０２による伝送のためのＸ偏波ペイロードデータ３２２−１及びＹ偏波ペイロードデータ３２４−１としてＦＥＣエンコーダ／インターリーバ３４１によって受信されてもよい。図３Ｂに示すように、入力されたペイロードデータは、均一にインターリーブされ、Ｘ偏波ペイロードデータ３２２−１及びＹ偏波ペイロードデータ３２４−１をもたらすものと考えられる。他の実施形態では、ＦＥＣエンコーダ／インターリーバ３４１の少なくともある部分は、２つの個別の入力ペイロードのストリームがＸ偏波ペイロードデータ３２２−１及びＹ偏波ペイロードデータ３２４−１として直接受信されるとき等に省略してもよいことが理解されるであろう。要素３２５−１及び３２５−２は、Ｘ偏波ペイロードデータ３２２−１及びＹ偏波ペイロードデータ３２４−１からのＸデータ及びＹデータそれぞれのシリアルパラレル変換を示してもよい。副搬送波マッピング３２６−１及び３２６−２は、偏波成分のそれぞれ（Ｘ及びＹ）においてＯＦＤＭ副搬送波１〜Ｎの（並列の）マッピング情報を副搬送波偏波アラインメント３４２に提供してもよい。副搬送波偏波アラインメント３４２は、電気ドメインで二重偏波副搬送波信号のＳＯＰを制御してもよい（図３Ｃも参照）。次いで、Ｍ点の離散逆フーリエ変換（inverse discrete Fourier transform、ＩＤＦＴ）３２８−１及び３２８−２は、Ｘ偏波データ及びＹ偏波データ毎に実行されてもよい。ここで、Ｍは２の倍数である。サイクリックプレフィックスは、追加サイクリックプレフィックス３３０−１及び３３０−２それぞれで追加されてもよい。要素３３２−１及び３３２−２において、パラレルシリアル変換が実行されてもよい。そして、デジタル―アナログ変換（ＤＡＣ）を実行して光ＩＱ変調器に入力される信号を生成してもよい。ＤＡＣ３３４−１及び３３４−２のそれぞれはＸＩ変調入力信号及びＸＱ変調入力信号を生成してもよく、ＤＡＣ３３４−３及び３３４−４のそれぞれはＹＩ変調入力信号及びＹＱ変調入力信号を生成してもよい。
ここで図３Ｃを参照すると、副搬送波偏波処理３８０の実施形態の選択された要素が示される。図３Ｃに示す要素は、図３Ｂに示す同様な要素に対応してもよい。図３Ｃにおいて第１の副搬送波及び第２の副搬送波の信号経路が明確に記載して示されるが、Ｎ個の副搬送波に応じて処理してもよいことが理解されるであろう。
図３Ｃにおいて、副搬送波偏波アラインメント３４２は、Ｎ個の二重偏波成分副搬送波によって並列処理が可能な複数入力・複数出力構造として示される。具体的には、個々の副搬送波のＸ偏波成分は副搬送波マッピング３２６−１から受信してもよく、個々の副搬送波のＹ偏波成分は副搬送波マッピング３２６−２から受信してもよい。次いで、副搬送波偏波アラインメント３４２−１は、副搬送波＃１のためにＸ偏波成分及びＹ偏波成分と共にＳＯＰデータを受信してもよく、副搬送波偏波アラインメント３４２−２は、副搬送波＃２のためにＸ偏波成分及びＹ偏波成分と共にＳＯＰデータを受信してもよく、副搬送波＃Ｎまで同様である。ＳＯＰデータは、本開示で示しようにθ及びΨの値を有してもよい。次いで、Ｘ偏波成分及びＹ偏波成分は、更なる処理のためにＭ点ＩＤＦＴ３２８によって受信されてもよい（図３Ｂも参照）。具体的には、Ｍ点ＩＤＦＴ３２８−１は副搬送波＃１のＸ偏波成分及びＹ偏波成分を受信してもよく、Ｍ点ＩＤＦＴ３２８−２は副搬送波＃２のＸ偏波成分及びＹ偏波成分を受信してもよく、Ｍ点ＩＤＦＴ３２８−Ｎまで同様である。
ここで図３Ｄを参照すると、偏波ダイバーシティコヒーレント受信器３１４の実施形態の選択された要素が示される。偏波ダイバーシティコヒーレント受信器３１４は、ネットワーク３００に示す同様な要素に対応してもよい（図３Ａを参照）。図３Ｄにおいて、偏波ダイバーシティコヒーレント受信器３１４の信号処理要素がより詳細に具体的に説明される。
図３Ｄにおいて、光ＯＦＤＭ信号は、中間Ｘ偏波成分及び中間Ｙ偏波成分を生成するために、ローカル発振器３５０を使用して偏波ダイバーシティコヒーレント検出３５２によてＯＴＮから受信されてもよい。次いで、要素３５４−１及び３５４−２において、シリアルパラレル変換は、中間Ｘ偏波成分及び中間Ｙ偏波成分のそれぞれに実行されてもよい。サイクリックプレフィックスは、除去サイクリックプレフィックス３５６−１及び３５６−２のそれぞれにおいて除去されてもよい。ＤＳＰを使用するＯＦＤＭデマルチプレクスは、Ｍ点離散フーリエ変換（ＤＦＴ）３５８−１及び３５８−２のそれぞれにおいて実行されてもよい。次いで、偏波デマルチプレクス３６０において、偏波成分は、リアラインメントされて、当初のＸ偏波信号及びＹ偏波信号の偏波がデパルチプレクスされてもよい。ある実施形態では、ＣＭＡ（Constant Modulus Algorithm）を使用して偏波回転行列の逆行列を見つけて、ファイバによる伝送により生じた回転偏波を反転して送信器における当初の偏波を回復する。具体的には、偏波デマルチプレクサ３６０−１は、第１のＯＦＤＭ副搬送波のＸ偏波成分及びＹ偏波成分を受信し、当初のＸ偏波成分及びＹ偏波成分を出力してもよい。同様に、第２のＯＦＤＭ副搬送波のＸ偏波成分及びＹ偏波成分を回復してもよく、偏波デマルチプレクサ３６０−Ｎまで同様である。図３Ｄにおいて第１の副搬送波及び第２の副搬送波の信号経路が明確に記載して示されるが、Ｎ個の副搬送波に応じて処理してもよいことが理解されるであろう。次いで、均等化及び搬送波位相リカバリ（Carrier Phase Recovery、ＣＰＲ）が個々のＸ偏波副搬送波及びＹ偏波副搬送波について実行されて、送信器の当初に位相に対するローカル発振器の位相雑音及び搬送波位相雑音を補償する。具体的には、均等化／ＣＰＲ３６２−１は第１の副搬送波のＸ偏波成分を処理してもよく、均等化／ＣＰＲ３６２−２は第２の副搬送波のＸ偏波成分を処理してもよく、均等化／ＣＰＲ３６２−Ｎは第Ｎの副搬送波のＸ偏波成分を処理してもよい。同様に、均等化／ＣＰＲ３６４−１は第１の副搬送波のＹ偏波成分を処理してもよく、均等化／ＣＰＲ３６４−２は第２の副搬送波のＹ偏波成分を処理してもよく、均等化／ＣＰＲ３６４−Ｎは第Ｎの副搬送波のＹ偏波成分を処理してもよい。次いで、要素３６８において、偏波デマルチプレクサ３６０から受信した偏波成分にパラレルシリアル変換が実行されてもよい。具体的には、要素３６８−１はＸ偏波成分のパラレルシリアル変換を実行してもよく、要素３６８−２はＹ偏波成分のパラレルシリアル変換を実行してもよい。要素３６８からの出力は、Ｎ個の副搬送波のＸ偏波成分及びＹ偏波成分の当初のペイロードデータに対応してもよい。具体的には、Ｘ偏波ペイロードデータ３２２−２は要素３６８−１から受信されてもよく、Ｙ偏波ペイロードデータ３２４−２は要素３６８−２から受信されてもよい。そして、ＦＦＣデコーダ／デインターリーバ３４０において、Ｘ偏波データ及びＹ偏波データはデインターリーブされて当初のペイロードデータを生成してもよい（図３Ｂも参照）。図３Ｂを参照して説明したように、不図示のある実施形態では、ＦＦＣデコーダ／デインターリーバ３４０の少なくともある部分は、所望のとき省略してもよい。
ここで、図４を参照すると、送信器における副搬送波の偏波制御方法４００の実施形態の選択された要素のブロックがフローチャート形式で示される。方法４００は、シミュレーションモデルを使用して実行されて、ネットワーク２００、２０１及び／又は３００（図２Ａ、２Ｂ及び３）による伝送の所望の副搬送波のＳＯＰを達成してもよい。例えば、シミュレーションモデルは、シミュレーションされたＯＴＮによる副搬送波信号のＰＤＬトリビュトリを計算及び／又は推定してもよい。なお、方法４００に記載されるある動作は、随意的にしてもよく、他の実施形態では再配置してもよい。
図４において、方法４００は、マルチキャリア光信号に関連付けられる複数の副搬送波を識別すること（動作４０２）によって開始してもよい。複数の副搬送波にそれぞれ対応する複数の偏波状態は、決定されてもよい（動作４０４）。複数の偏波状態の一致させるために、マルチキャリア光信号の伝送の前に、複数の副搬送波の実際の偏波状態は修正されてもよい（動作４０６）。
ここで図５を参照すると、送信器における副搬送波の偏波制御方法５００の実施形態の選択された要素のブロックがフローチャート形式で示される。なお、方法５００のある動作は、随意的であってもよく、他の実施形態では再配置してもよい。特定の実施形態では、方法５００は、方法４００（図４を参照）の複数の偏波状態を決定する動作４０４の実装を示してもよい。なお、方法５００の少なくともある部分は、デジタルドメインで実行されてもよい。
以下に示すように、方法５００は、動作４０４（図４を参照）の第１偏波アラインメント方法に対応してもよい。ここでは、副搬送波がマルチキャリア光信号に追加されるときに、個々の副搬送波信号の和によってＰＤＬによりもたらされるピークツーピーク電力変動のために、副搬送波の多くの可能な偏波状態を反復的に決定し評価してもよい。ＰＤＬによりもたらされるピークツーピーク電力変動は、シミュレーションされた不図示のＰＤＬ要素を含むシミュレーションモデルを使用して方法５００において決定されてもよい。シミュレーションされたＰＤＬ要素は、通常の光ネットワークの特性ＰＤＬを示す。ＰＤＬによりもたらされるピークツーピーク電力（強度）変動の最小の和をもたらす偏波状態は、副搬送波のために選択されてもよい。次いで、第１の偏波アラインメント方法は、反復的に繰り返されて、一連の副搬送波はマルチキャリア光信号に追加されてもよい。なお、第１の偏波アラインメント方法は、副搬送波の数が比較的少ないときにより適切である可能性がある。
方法５００は、開始して（動作５０１）、方法５００により処理される次の副搬送波が残っているか否かを決定する（動作５０２）。動作５０２の結果がＮＯであるとき、方法５００は終了する（動作５０４）。動作５０２の結果がＹＥＳのとき、方法５００は、マルチキャリア光信号に追加するために次の副搬送波を選択すること（動作５０６）によって進んでもよい。なお、方法５００の他の動作は、動作５０６で選択された単一の副搬送波で実行される副搬送波特定動作５２０に含まれて示される。方法５００は、特定の偏波状態を示すθ及びΨのための全ての値（式３を参照）の決定がなされたことによって進んでもよい。動作５０８の結果がＹＥＳのとき、方法５００は、シミュレーションされたＰＤＬ要素の主軸の全ての方向の副搬送波のそれぞれのＰＤＬによりもたらされるピークツーピーク電力変動の最小の和をもたらす偏波状態として次の副搬送波の所望の偏波状態を決定する（動作５１０）。方法５００の動作５１６において、ＰＤＬによりもたらされるピークツーピーク電力変動は決定されてもよい。方法５００で使用されるように、次の偏波状態は、動作５１６の反復で選択された偏波状態を参照する。動作５１０の後、方法は、動作５０２に戻ってもよい。動作５０８の結果がＮＯのとき、方法５００は、θ及びΨの値によって規定される次の偏波状態を選択する（動作５１２）。なお、動作５０８に記載され且つ動作５１２において選択されるθ及びΨの「全ての」値の範囲は、特定の分解能又は他の限定によって制限されてもよく、処理方法５００の目的のために限定された組のθ及びΨの値の対を参照してもよい。次の偏波状態は、次の副搬送波に割り当ててもよい（動作５１４）。次いで、次の副搬送波を含む、選択された副搬送波の和によって次のＰＤＬによりもたらされるピークツーピーク電力変動は、決定されてもよい（動作５１６）。方法５００で使用されるように、次のＰＤＬによりもたらされるピークツーピーク電力変動は、動作５１６の反復により決定されるＰＤＬによりもたらされるピークツーピーク電力変動を参照してもよい。動作５１６の後、方法５００は、動作５０８に戻る。
ここで図６を参照すると、送信器における副搬送波の偏波制御方法６００の実施形態の選択された要素のブロックがフローチャート形式で示される。なお、方法６００のある動作は、随意的であってもよく、他の実施形態では再配置してもよい。特定の実施形態では、方法６００は、方法４００（図４を参照）の複数の偏波状態を決定する動作４０４の実装を示してもよい。なお、方法６００の少なくともある部分は、デジタルドメインで実行されてもよい。
以下に示すように、方法６００は、動作４０４（図４を参照）の第２偏波アラインメント方法に対応してもよい。ここでは、副搬送波がマルチキャリア光信号に追加されるときに、個々の副搬送波信号の和によってＰＤＬによりもたらされるピークツーピーク電力変動のために、副搬送波の多くの可能な偏波状態を反復的に決定し評価してもよい。ＰＤＬによりもたらされるピークツーピーク電力変動は、シミュレーションされた不図示のＰＤＬ要素を含むシミュレーションモデルを使用して方法６００において決定されてもよい。シミュレーションされたＰＤＬ要素は、通常の光ネットワークの特性ＰＤＬを示す。すなわち、第２の偏波アラインメント方法は、可能な組の偏波状態を反復して、副搬送波それぞれの偏波状態がそれぞれの反復で評価されてもよい。この点で、方法６００により示されるように第２の偏波アラインメント方法は、複数の所与の副搬送波に特有の動作を示してもよい。第２の偏波アラインメント方法は、一連の組の偏波状態のそれぞれで反復的に繰り返されて、シミュレーションされたＰＤＬ要素の主軸の全ての方向のマルチキャリア光信号の副搬送波チャネルのそれぞれのＰＤＬによりもたらされるピークツーピーク電力変動の最小の和をもたらす一組の偏波状態を選択してもよい。
方法６００は、開始して（動作６０１）、次の組の偏波状態が残っているか否かを決定する（動作６０２）。動作６０２の結果がＮＯであるとき、方法６００は、シミュレーションされたＰＤＬ要素の主軸の全ての方向の副搬送波のそれぞれのＰＤＬによりもたらされるピークツーピーク電力変動の和の最小値をもたらす次の組の偏波状態を割り当てる（動作６０４）。動作６０４で参照されるＰＤＬによりもたらされるピークツーピーク電力変動は動作６１２で決定してもよい。方法６００で使用されるように、次の組の偏波状態は、動作６０８の反復で選択された偏波状態を参照する。動作６０４の後、方法６００は終了してもよい（動作６０６）。動作６０２の結果がＹＥＳのとき、方法６００は、マルチキャリア光信号の複数の副搬送波の次の組の偏波状態を選択すること（動作６０８）によって続けられてもよい。次の組の偏波状態は、複数の副搬送波に割り当てられてもよい（動作６１０）。次いで、マルチキャリア光信号の次のＰＤＬによりもたらされるピークツーピーク電力変動は、複数の副搬送波の和によって決定されてもよい（動作６１２）。方法６００で使用されるように、次のＰＤＬによりもたらされるピークツーピーク電力変動は、動作６１２の反復によって決定されるＰＤＬによりもたらされるピークツーピーク電力変動を参照してもよい。動作６１２の後、方法６００は動作６０２に戻ってもよい。
なお、不図示の第３の偏波アラインメント方法は、方法５００及び６００の少なくともある部分の様々な組み合わせによって実現してもよい（図５及び６を参照）。例えば、第３の偏波アラインメント方法において、複数の搬送波の内の選択された群の偏波状態の組は、ＰＤＬによりもたらされるピークツーピーク電力変動のために、反復的に決定して評価してもよい。副搬送波の群の処理は、第２の偏波アラインメント方法及び／又は第１の偏波アラインメント方法（すなわち、群が単一の副搬送波を含むとき）に対して記載される複数の副搬送波の処理と同様にしてもよい。ある実施形態では、選択された群のそれぞれは、第３の偏波アラインメント方法の同一の偏波状態に割り当てされてもよい。
ここで図７を参照すると、送信器における副搬送波の偏波制御方法７００の実施形態の選択された要素のブロックがフローチャート形式で示される。なお、方法７００のある動作は、随意的であってもよく、他の実施形態では再配置してもよい。特定の実施形態では、方法７００は、方法４００（図４を参照）の複数の偏波状態を決定する動作４０４の実装を示してもよい。なお、方法７００の少なくともある部分は、デジタルドメインで実行されてもよい。
以下に示すように、方法７００は、ランダムな偏波状態が複数の搬送波のそれぞれに割り当てられる動作４０４（図４を参照）の第４の偏波アラインメント方法に対応してもよい。なお、第４の偏波アラインメント方法は、多数の副搬送波があるときにより適切である可能性がある。様々な実施形態では、第１、第２、第３及び／又は第４の偏波アラインメント方法の少なくとも一部の組み合わせを使用してもよい。例えば、副搬送波の選択された群の一組のランダムな偏波状態は、一連の群の副搬送波に割り当てて且つ反復してもよい。
方法７００は、開始して（動作７０１）、マルチキャリア光信号に含まれる複数の副搬送波のぞれぞれにθ及びΨの値（式３を参照）によって規定される偏波状態をランダムに割り当てて（動作７０２）、その後、方法７００は終了してもよい。
上述のように、複数の副搬送波を有するマルチキャリア光信号を光ネットワークで伝送するときの偏光依存損失（ＰＤＬ）を軽減する方法及びシステムは、伝送の前に副搬送波のそれぞれに偏波状態を割り当てて修正することを含んでもよい。副搬送波のそれぞれの割り当てられた偏波状態は、デジタルドメイン及び／又は光ドメインで副搬送波のために修正されてもよい。個々の副搬送波の割り当て、副搬送波の組の割り当て、任意の副搬送波の群の割り当て、ランダムな割り当て及び／又はそれらの組み合わせを含む様々な特定の割り当て方法を使用してもよい。割り当てた偏波状態は、副搬送波の和によってＰＤＬによりもたらされるピークツーピーク電力変動に基づいて選択されてもよい。
先に開示された対象は、例示的なものであり限定的なものではないと考えられ、特許請求の範囲は、本開示の精神及び範囲に含まれる全ての修正、強化、及び他の実施形態を包含することを意図したものである。したがって、本開示の範囲は、法が許す最大の範囲で特許請求の範囲に記載される発明及びその均等物の許容可能な最も広い解釈により決定されることになり、上述の詳細な記載によって限定又は制限されるべきではない。
Claims (21)
- マルチキャリア光信号に関連付けられる複数の副搬送波を識別し、
前記複数の副搬送波にそれぞれ対応する複数の偏波状態を決定し、
前記マルチキャリア光信号の伝送の前に、前記決定した複数の偏波状態にそれぞれ対応するように前記複数の搬送波の実際の偏波状態を修正する、ことを含み、
前記複数の偏波状態は、二重偏波成分を有する、
光ネットワークの偏光依存損失の影響を抑制する方法。 - 前記マルチキャリア光信号は、スーパーチャネルと、デジタル信号処理ベース直交波周波数分割多重信号とから選択され、
前記複数の副搬送波は、周波数ドメインで密接にまとめられている、請求項１に記載の方法。 - 前記複数の偏波状態を決定することは、
前記複数の副搬送波の未選択の副搬送波から次の副搬送波を選択し、
前記次の副搬送波の選択された偏波状態のそれぞれについて、
前記次の副搬送波の次の偏波状態を選択し、
前記次の偏波状態を前記次の副搬送波に割り当てて、
前記次の副搬送波を含む、選択された副搬送波の和によってＰＤＬによりもたらされるピークツーピーク電力変動を決定すること、
を反復的に繰り返し、
前記次のＰＤＬによりもたらされるピークツーピーク電力変動の最小値をもたらす前記次の偏波状態として、前記次の副搬送波の所望の偏波状態を選択する、
ことを更に含む、請求項１に記載の方法。 - 前記複数の偏波状態を決定することは、
前記複数の副搬送波のそれぞれの副搬送波について、
前記複数の副搬送波の未選択の副搬送波から次の副搬送波を選択し、
前記次の副搬送波の選択された偏波状態のそれぞれについて、
前記次の副搬送波の次の偏波状態を選択し、
前記次の偏波状態を前記次の副搬送波に割り当てて、
前記次の副搬送波を含む、選択された副搬送波の和によってＰＤＬによりもたらされるピークツーピーク電力変動を決定すること、
を反復的に繰り返し、
前記次のＰＤＬによりもたらされるピークツーピーク電力変動の最小値をもたらす前記次の偏波状態として、前記次の副搬送波の所望の偏波状態を選択すること、
を反復的に繰り返す、
ことを更に含む、請求項１に記載の方法。 - 前記複数の偏波状態を決定することは、
一組の偏波状態が前記複数の副搬送波のそれぞれの副搬送波の偏波状態を特定する、前記複数の副搬送波の偏波状態の選択された組のそれぞれについて、
次の組の偏波状態を選択し、
前記次の組の偏波状態を前記複数の副搬送波に割り当てて、
前記複数の副搬送波の和によって前記次の組の偏波状態のＰＤＬによりもたらされるピークツーピーク電力変動を決定すること、
を反復的に繰り返し、
前記ＰＤＬによりもたらされるピークツーピーク電力変動の最小値をもたらす前記次の組の偏波状態として、所望の組の偏波状態を選択する、
ことを更に含む、請求項１に記載の方法。 - 前記複数の偏波状態を決定することは、前記複数の副搬送波から選択された一群の副搬送波の一群の偏波状態を決定することを含み、
前記複数の偏波状態を決定することは、
一組の偏波状態が前記一群の副搬送波のそれぞれの副搬送波の偏波状態を特定する、前記一群の副搬送波の偏波状態の選択された組のそれぞれについて、
次の組の偏波状態を選択し、
前記次の組の偏波状態を前記一群の副搬送波に割り当てて、
前記一群の副搬送波の和によって前記次の組の偏波状態のＰＤＬによりもたらされるピークツーピーク電力変動を決定すること、
を反復的に繰り返し、
前記ＰＤＬによりもたらされるピークツーピーク電力変動の最小値をもたらす前記次の組の偏波状態として、前記一群の偏波状態を選択する、
ことを更に含む、請求項１に記載の方法。 - 前記複数の偏波状態を決定することは、
副搬送波のそれぞれに偏波状態をランダムに割り当てる、
ことを更に含む、請求項１に記載の方法。 - 一時的でないコンピュータ読み取り可能な記憶媒体にアクセスするように形成されたプロセッサであって、前記記憶媒体は、プロセッサ実行可能な命令を格納し、プロセッサによって実行されるとき、前記命令は、前記プロセッサが、
マルチキャリア光信号に関連付けられる複数の副搬送波を識別し、
前記複数の副搬送波にそれぞれ対応する複数の偏波状態を決定し、
前記マルチキャリア光信号の伝送の前に、前記決定した複数の偏波状態にそれぞれ対応するように前記複数の搬送波の実際の偏波状態を修正する、ことを実行するようにし、
前記複数の偏波状態は、二重偏波成分を有する、
光ネットワークの偏光依存損失の影響を抑制するシステム。 - 前記マルチキャリア光信号は、スーパーチャネルと、デジタル信号処理ベース直交波周波数分割多重信号とから選択され、
前記複数の副搬送波は、周波数ドメインで密接にまとめられている、請求項８に記載のシステム。 - 前記複数の偏波状態を決定する前記命令は、
前記複数の副搬送波の未選択の副搬送波から次の副搬送波を選択し、
前記次の副搬送波の選択された偏波状態のそれぞれについて、
前記次の副搬送波の次の偏波状態を選択し、
前記次の偏波状態を前記次の副搬送波に割り当てて、
前記次の副搬送波を含む、選択された副搬送波の和によってＰＤＬによりもたらされるピークツーピーク電力変動を決定すること、
を反復的に繰り返し、
前記次のＰＤＬによりもたらされるピークツーピーク電力変動の最小値をもたらす前記次の偏波状態として、前記次の副搬送波の所望の偏波状態を選択する、
ことを更に含む、請求項８に記載のシステム。 - 前記複数の偏波状態を決定する前記命令は、
前記複数の副搬送波のそれぞれの副搬送波について、
前記複数の副搬送波の未選択の副搬送波から次の副搬送波を選択し、
前記次の副搬送波の選択された偏波状態のそれぞれについて、
前記次の副搬送波の次の偏波状態を選択し、
前記次の偏波状態を前記次の副搬送波に割り当てて、
前記次の副搬送波を含む、選択された副搬送波の和によってＰＤＬによりもたらされるピークツーピーク電力変動を決定すること、
を反復的に繰り返し、
前記次のＰＤＬによりもたらされるピークツーピーク電力変動の最小値をもたらす前記次の偏波状態として、前記次の副搬送波の所望の偏波状態を選択すること、
を反復的に繰り返す、
ことを更に含む、請求項８に記載のシステム。 - 前記複数の偏波状態を決定する前記命令は、
一組の偏波状態が前記複数の副搬送波のそれぞれの副搬送波の偏波状態を特定する、前記複数の副搬送波の偏波状態の選択された組のそれぞれについて、
次の組の偏波状態を選択し、
前記次の組の偏波状態を前記複数の副搬送波に割り当てて、
前記複数の副搬送波の和によって前記次の組の偏波状態のＰＤＬによりもたらされるピークツーピーク電力変動を決定すること、
を反復的に繰り返し、
前記ＰＤＬによりもたらされるピークツーピーク電力変動の最小値をもたらす前記次の組の偏波状態として、所望の組の偏波状態を選択する、
ことを更に含む、請求項８に記載のシステム。 - 前記複数の偏波状態を決定する命令は、前記複数の副搬送波から選択された一群の副搬送波の一群の偏波状態を決定することを含み、
前記複数の偏波状態を決定する前記命令は、
一組の偏波状態が前記一群の副搬送波のそれぞれの副搬送波の偏波状態を特定する、前記一群の副搬送波の偏波状態の選択された組のそれぞれについて、
次の組の偏波状態を選択し、
前記次の組の偏波状態を前記一群の副搬送波に割り当てて、
前記一群の副搬送波の和によって前記次の組の偏波状態のＰＤＬによりもたらされるピークツーピーク電力変動を決定すること、
を反復的に繰り返し、
前記ＰＤＬによりもたらされるピークツーピーク電力変動の最小値をもたらす前記次の組の偏波状態として、前記一群の偏波状態を選択する、
ことを更に含む、請求項８に記載のシステム。 - 前記複数の偏波状態を決定する前記命令は、
副搬送波のそれぞれに偏波状態をランダムに割り当てる、
ことを更に含む、請求項８に記載のシステム。 - マルチキャリア光信号に関連付けられる複数の副搬送波を識別し、
前記複数の副搬送波にそれぞれ対応する複数の偏波状態を決定し、
前記マルチキャリア光信号の伝送の前に、前記決定した複数の偏波状態にそれぞれ対応するように前記複数の搬送波の実際の偏波状態を修正する、ように形成され、
前記複数の偏波状態は、二重偏波成分を有する、
光ネットワークの偏光依存損失の影響を抑制する偏波制御システム。 - 前記マルチキャリア光信号は、スーパーチャネルと、デジタル信号処理ベース直交波周波数分割多重信号とから選択され、
前記複数の副搬送波は、周波数ドメインで密接にまとめられている、請求項１５に記載の偏波制御システム。 - 前記複数の偏波状態を決定することは、
前記複数の副搬送波の未選択の副搬送波から次の副搬送波を選択し、
前記次の副搬送波の選択された偏波状態のそれぞれについて、
前記次の副搬送波の次の偏波状態を選択し、
前記次の偏波状態を前記次の副搬送波に割り当てて、
前記次の副搬送波を含む、選択された副搬送波の和によってＰＤＬによりもたらされるピークツーピーク電力変動を決定すること、
を反復的に繰り返し、
前記次のＰＤＬによりもたらされるピークツーピーク電力変動の最小値をもたらす前記次の偏波状態として、前記次の副搬送波の所望の偏波状態を選択する、
ことを更に含む、請求項１５に記載の偏波制御システム。 - 前記複数の偏波状態を決定することは、
前記複数の副搬送波のそれぞれの副搬送波について、
前記複数の副搬送波の未選択の副搬送波から次の副搬送波を選択し、
前記次の副搬送波の選択された偏波状態のそれぞれについて、
前記次の副搬送波の次の偏波状態を選択し、
前記次の偏波状態を前記次の副搬送波に割り当てて、
前記次の副搬送波を含む、選択された副搬送波の和によってＰＤＬによりもたらされるピークツーピーク電力変動を決定すること、
を反復的に繰り返し、
前記次のＰＤＬによりもたらされるピークツーピーク電力変動の最小値をもたらす前記次の偏波状態として、前記次の副搬送波の所望の偏波状態を選択すること、
を反復的に繰り返す、
ことを更に含む、請求項１５に記載の偏波制御システム。 - 前記複数の偏波状態を決定することは、
一組の偏波状態が前記複数の副搬送波のそれぞれの副搬送波の偏波状態を特定する、前記複数の副搬送波の偏波状態の選択された組のそれぞれについて、
次の組の偏波状態を選択し、
前記次の組の偏波状態を前記複数の副搬送波に割り当てて、
前記複数の副搬送波の和によって前記次の組の偏波状態のＰＤＬによりもたらされるピークツーピーク電力変動を決定すること、
を反復的に繰り返し、
前記ＰＤＬによりもたらされるピークツーピーク電力変動の最小値をもたらす前記次の組の偏波状態として、所望の組の偏波状態を選択する、
ことを更に含む、請求項１５に記載の偏波制御システム。 - 前記複数の偏波状態を決定することは、前記複数の副搬送波から選択された一群の副搬送波の一群の偏波状態を決定することを含み、
前記複数の偏波状態を決定することは、
一組の偏波状態が前記一群の副搬送波のそれぞれの副搬送波の偏波状態を特定する、前記一群の副搬送波の偏波状態の選択された組のそれぞれについて、
次の組の偏波状態を選択し、
前記次の組の偏波状態を前記一群の副搬送波に割り当てて、
前記一群の副搬送波の和によって前記次の組の偏波状態のＰＤＬによりもたらされるピークツーピーク電力変動を決定すること、
を反復的に繰り返し、
前記ＰＤＬによりもたらされるピークツーピーク電力変動の最小値をもたらす前記次の組の偏波状態として、前記一群の偏波状態を選択する、
ことを更に含む、請求項１５に記載の偏波制御システム。 - 前記複数の偏波状態を決定することは、
副搬送波のそれぞれに偏波状態をランダムに割り当てる、
ことを更に含む、請求項１５に記載の偏波制御システム。
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| JP2011146795A (ja) * | 2010-01-12 | 2011-07-28 | Hitachi Ltd | 偏波多重送信器及び伝送システム |
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|---|---|---|---|---|
| JP2017041671A (ja) * | 2015-08-17 | 2017-02-23 | 日本電信電話株式会社 | 送信システム |
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