JP2016059040A - 二重偏波変調フォーマットのための低雑音光位相センシティブ増幅 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】光信号を増幅する方法及びシステムは、第1非線形素子(NLE)314-1においてポンプ信号を利用して入力信号に対するアイドラ信号を生成することを含む。第1NLEからの信号を利用して、位相及び振幅レギュレーションが実行される。パワーの等化のために、入力信号の光パワーモニタリングが使用される。位相レギュレーションは、出力位相センシティブ増幅後の信号のフィードフォワード位相-パワーモニタリング316からの入力を利用する。位相レギュレーションの後に、位相センシティブ増幅後の信号が、ポンプ信号を用いて第2NLE314-2において生成される。パワーの等化及び他の制御機能のために、入力信号の光パワーモニタリングが使用され、低雑音処理を達成する。
【選択図】図3A
Description
光増幅器に対する現在の設計はノイズ低減仕様に関して制限を有するかもしれない。例えば、EDFAはほぼNF≧3dBであるような雑音指数に制限される。ラマン増幅器(Raman amplifier)は小さな雑音指数を有するが、ファイバリンク全体を燃やしてしまうファイバ溶融のリスクを有する。位相インセンシティブ光パラメトリック増幅器(OPA)はNF=3dBにより与えられる雑音指数の量子限界(quantum limit)を被る。
光信号を増幅する方法であって、
増幅する第1光信号を受信する工程と、
ポンプ信号及び前記第1光信号を含む第2光信号を生成する工程と、
アイドラ信号を含む第3光信号を生成するために、第1非線形素子を介して前記第2光信号を送信する工程と、
前記第3光信号のパワーレベルを等化する工程と、
第4光信号を生成するために前記第3光信号に位相シフトを適用する工程であって、前記位相シフトは、位相センシティブ増幅の後に生成される第5光信号の最大パワーレベルに対する位相差を示す、工程と、
前記第5光信号を生じる前記位相センシティブ増幅を実行するために、第2非線形素子を介して前記第4光信号を送信する工程と、
を有する方法。
前記第1光信号は複数の波長チャネルを含み、前記波長チャネルは波長分割多重される、付記1に記載の方法。
入力光信号を受信する工程と、
前記第1光信号を生成するために前記入力光信号をフィルタリングする工程であって、前記第1光信号は前記入力光信号より少ない波長チャネルを含む、工程と、
出力光信号を生成するために前記第5光信号をフィルタリングするステップであって、前記出力光信号は前記ポンプ信号及び前記アイドラ信号を含まない、工程と、
を更に有する付記2に記載の方法。
前記第3光信号のパワーレベルを等化する工程が、
前記第1光信号の光パワーの監視に基づいて、前記第1光信号内の複数の波長チャネルを互いに等化する工程
を更に含む、付記2に記載の方法。
前記第3光信号のパワーレベルを等化する工程が、
前記第1光信号の光パワーの監視に基づいて、前記第1光信号内の複数の波長チャネルを、前記アイドラ信号内の対応する波長チャネルに等化する工程
を更に含む、付記2に記載の方法。
前記第3光信号に位相シフトを適用する工程が、
前記波長チャネルの各々を個々の光経路に分ける工程と、
前記波長チャネルの各々の位相を、他の波長チャネルとは独立に各光経路で並列的に、光学的にシフトさせる工程と、
前記第4光信号を生成するために前記波長チャネルを結合する工程と、
を更に含む、付記2に記載の方法。
前記第5光信号の最大電力レベルに対する前記位相差を監視する工程を更に有する付記2に記載の方法。
前記第5光信号の最大電力レベルに対する前記位相差を監視する工程が、
前記第1光信号に対応する前記第5光信号内の前記波長チャネルの各々を、個々の光経路に分ける工程と、
前記波長チャネルの各々のパワー信号を、他の波長チャネルとは独立に各光経路で並列的に生成する工程と、
を含む、付記7に記載の方法。
前記第5光信号の最大電力レベルに対する前記位相差を監視する工程が、
第1波長チャネルをフィルタリングするチューナブルフィルタを、前記第5光信号に適用する工程と、
前記第1波長チャネルのためのパワー信号を生成する工程と、
を含む、付記7に記載の方法。
前記波長チャネルの各々は、X偏波成分及びY偏波成分を含む直交二重偏波変調を利用して変調される、付記2に記載の方法。
前記波長チャネルは、位相シフトキーイング(PSK)、周波数シフトキーイング(FSK)、振幅シフトキーイング(ASK)及び直交振幅変調(QAM)のうちの少なくとも1つを利用して変調される、付記2に記載の方法。
光増幅器であって、
ポンプ信号を生成するポンプソースと、
前記ポンプ信号及び第1光信号を結合して第2光信号を生成するカプラと、
前記第2光信号から、アイドラ信号を含む第3光信号を生成する第1非線形素子(NLE)ステージと、
前記第3光信号に位相振幅レギュレーションを実行して第4光信号を生成するレギュレーションステージであって、前記位相振幅レギュレーションは、前記第3光信号のパワーレベルを等化し、前記第3光信号に位相シフトを適用することを含み、前記位相シフトは、位相センシティブ増幅の後に生成される第5光信号の最大パワーレベルに対する位相差を示す、レギュレーションステージと、
前記第4光信号から前記第5光信号を生成する第2NLEステージであって、前記第4光信号に対して前記位相センシティブ増幅を実行する第2NLEステージと、
前記第5光信号の前記最大パワーレベルに対する前記位相差に基づいて、前記位相シフトを決定し、前記位相シフトを前記レギュレーションステージに伝達するためのコントローラと、
を有する光増幅器。
前記第1光信号は複数の波長チャネルを含み、前記波長チャネルは波長分割多重される、付記12に記載の光増幅器。
入力光信号を受信する光入力部と、
前記第1光信号を生成するために前記入力光信号をフィルタリングする第1フィルタであって、前記第1光信号は前記入力光信号より少ない波長チャネルを含む、第1フィルタと、
出力光信号を生成するために前記第5光信号をフィルタリングする第2フィルタであって、前記出力光信号は前記ポンプ信号及び前記アイドラ信号を含まない、第2フィルタと、
を更に有する付記13に記載の光増幅器。
前記第3光信号のパワーレベルを等化する前記レギュレーションステージが、
前記第1光信号の光パワーの監視に基づいて、前記第1光信号内の複数の波長チャネルを互いに等化するレギュレーションステージ
を含む、付記13に記載の光増幅器。
前記第3光信号のパワーレベルを等化する前記レギュレーションステージが、
前記第1光信号の光パワーの監視に基づいて、前記第1光信号内の複数の波長チャネルを、前記アイドラ信号内の対応する波長チャネルに等化するレギュレーションステージ
を含む、付記13に記載の光増幅器。
前記第3光信号に位相シフトを適用する前記レギュレーションステージが、
前記波長チャネルの各々を個々の光経路に分け、
前記波長チャネルの各々の位相を、他の波長チャネルとは独立に各光経路で並列的に、光学的にシフトさせ、
前記第4光信号を生成するために前記波長チャネルを結合するレギュレーションステージ
を更に含む、付記13に記載の光増幅器。
前記第5光信号の最大電力レベルに対する前記位相差を監視し、前記位相差を前記コントローラに伝達するフィードフォワード位相パワーモニタ
を更に有する付記13に記載の光増幅器。
前記第5光信号の最大電力レベルに対する前記位相差を監視する前記フィードフォワード位相パワーモニタが、
前記第1光信号に対応する前記第5光信号内の前記波長チャネルの各々を、個々の光経路に分け、
前記波長チャネルの各々のパワー信号を、他の波長チャネルとは独立に各光経路で並列的に生成するフィードフォワード位相パワーモニタ
を含む、付記18に記載の光増幅器。
前記第5光信号の最大電力レベルに対する前記位相差を監視するフィードフォワード位相パワーモニタが、
第1波長チャネルをフィルタリングするチューナブルフィルタを、前記第5光信号に適用し、
前記第1波長チャネルのためのパワー信号を生成するフィードフォワード位相パワーモニタ
を含む、付記18に記載の光増幅器。
前記波長チャネルの各々は、X偏波成分及びY偏波成分を含む直交二重偏波変調を利用して変調される、付記13に記載の光増幅器。
前記波長チャネルは、位相シフトキーイング(PSK)、周波数シフトキーイング(FSK)、振幅シフトキーイング(ASK)及び直交振幅変調(QAM)のうちの少なくとも1つを利用して変調される、付記13に記載の光増幅器。
光通信システムであって、
光信号伝送経路において光信号を送信する送信部と、
前記光信号伝送経路から前記光信号を受信する受信部と、
前記光信号伝送経路における光増幅器とを有し、
前記光増幅器は、
ポンプ信号を生成するポンプソースと、
前記ポンプ信号及び第1光信号を結合して第2光信号を生成するカプラと、
前記第2光信号から、アイドラ信号を含む第3光信号を生成する第1非線形素子(NLE)ステージと、
前記第3光信号に位相振幅レギュレーションを実行して第4光信号を生成するレギュレーションステージであって、前記位相振幅レギュレーションは、前記第3光信号のパワーレベルを等化し、前記第3光信号に位相シフトを適用することを含み、前記位相シフトは、位相センシティブ増幅の後に生成される第5光信号の最大パワーレベルに対する位相差を示す、レギュレーションステージと、
前記第4光信号から前記第5光信号を生成する第2NLEステージであって、前記第4光信号に対して前記位相センシティブ増幅を実行する第2NLEステージと、
前記第5光信号の前記最大パワーレベルに対する前記位相差に基づいて、前記位相シフトを決定し、前記位相シフトを前記レギュレーションステージに伝達するためのコントローラと、
を更に有する、光通信システム。
前記第1光信号は複数の波長チャネルを含み、前記波長チャネルは波長分割多重される、付記23に記載の光通信システム。
前記光増幅器が、
入力光信号を受信する光入力部と、
前記第1光信号を生成するために前記入力光信号をフィルタリングする第1フィルタであって、前記第1光信号は前記入力光信号より少ない波長チャネルを含む、第1フィルタと、
出力光信号を生成するために前記第5光信号をフィルタリングする第2フィルタであって、前記出力光信号は前記ポンプ信号及び前記アイドラ信号を含まない、第2フィルタと、
前記出力光信号を送信するための前記光信号伝送経路における光出力部と、
を更に有する付記24に記載の光通信システム。
前記第3光信号のパワーレベルを等化する前記レギュレーションステージが、
前記第1光信号の光パワーの監視に基づいて、前記第1光信号内の複数の波長チャネルを互いに等化するレギュレーションステージ
を含む、付記24に記載の光通信システム。
前記第3光信号のパワーレベルを等化する前記レギュレーションステージが、
前記第1光信号の光パワーの監視に基づいて、前記第1光信号内の複数の波長チャネルを、前記アイドラ信号内の対応する波長チャネルに等化するレギュレーションステージ
を含む、付記24に記載の光通信システム。
前記第3光信号に位相シフトを適用する前記レギュレーションステージが、
前記波長チャネルの各々を個々の光経路に分け、
前記波長チャネルの各々の位相を、他の波長チャネルとは独立に各光経路で並列的に、光学的にシフトさせ、
前記第4光信号を生成するために前記波長チャネルを結合するレギュレーションステージ
を更に含む、付記24に記載の光通信システム。
前記光増幅器が、
前記第5光信号の最大電力レベルに対する前記位相差を監視し、前記位相差を前記コントローラに伝達するフィードフォワード位相パワーモニタ
を更に有する、付記24に記載の光通信システム。
前記第5光信号の最大電力レベルに対する前記位相差を監視する前記フィードフォワード位相パワーモニタが、
前記第1光信号に対応する前記第5光信号内の前記波長チャネルの各々を、個々の光経路に分け、
前記波長チャネルの各々のパワー信号を、他の波長チャネルとは独立に各光経路で並列的に生成するフィードフォワード位相パワーモニタ
を含む、付記29に記載の光通信システム。
前記第5光信号の最大電力レベルに対する前記位相差を監視するフィードフォワード位相パワーモニタが、
第1波長チャネルをフィルタリングするチューナブルフィルタを、前記第5光信号に適用し、
前記第1波長チャネルのためのパワー信号を生成するフィードフォワード位相パワーモニタ
を含む、付記29に記載の光通信システム。
前記波長チャネルの各々は、X偏波成分及びY偏波成分を含む直交二重偏波変調を利用して変調される、付記24に記載の光通信システム。
前記波長チャネルは、位相シフトキーイング(PSK)、周波数シフトキーイング(FSK)、振幅シフトキーイング(ASK)及び直交振幅変調(QAM)のうちの少なくとも1つを利用して変調される、付記24に記載の光通信システム。
102 送信部
104 マルチプレクサ(MUX)
105 デマルチプレクサ(DEMUX)
106 光ファイバ106
108 光増幅器
110 光分岐/挿入マルチプレクサ(OADM)
112 受信部
Claims (33)
- 光信号を増幅する方法であって、
増幅する第1光信号を受信する工程と、
ポンプ信号及び前記第1光信号を含む第2光信号を生成する工程と、
アイドラ信号を含む第3光信号を生成するために、第1非線形素子を介して前記第2光信号を送信する工程と、
前記第3光信号のパワーレベルを等化する工程と、
第4光信号を生成するために前記第3光信号に位相シフトを適用する工程であって、前記位相シフトは、位相センシティブ増幅の後に生成される第5光信号の最大パワーレベルに対する位相差を示す、工程と、
前記第5光信号を生じる前記位相センシティブ増幅を実行するために、第2非線形素子を介して前記第4光信号を送信する工程と、
を有する方法。 - 前記第1光信号は複数の波長チャネルを含み、前記波長チャネルは波長分割多重される、請求項1に記載の方法。
- 入力光信号を受信する工程と、
前記第1光信号を生成するために前記入力光信号をフィルタリングする工程であって、前記第1光信号は前記入力光信号より少ない波長チャネルを含む、工程と、
出力光信号を生成するために前記第5光信号をフィルタリングするステップであって、前記出力光信号は前記ポンプ信号及び前記アイドラ信号を含まない、工程と、
を更に有する請求項2に記載の方法。 - 前記第3光信号のパワーレベルを等化する工程が、
前記第1光信号の光パワーの監視に基づいて、前記第1光信号内の複数の波長チャネルを互いに等化する工程
を更に含む、請求項2に記載の方法。 - 前記第3光信号のパワーレベルを等化する工程が、
前記第1光信号の光パワーの監視に基づいて、前記第1光信号内の複数の波長チャネルを、前記アイドラ信号内の対応する波長チャネルに等化する工程
を更に含む、請求項2に記載の方法。 - 前記第3光信号に位相シフトを適用する工程が、
前記波長チャネルの各々を個々の光経路に分ける工程と、
前記波長チャネルの各々の位相を、他の波長チャネルとは独立に各光経路で並列的に、光学的にシフトさせる工程と、
前記第4光信号を生成するために前記波長チャネルを結合する工程と、
を更に含む、請求項2に記載の方法。 - 前記第5光信号の最大電力レベルに対する前記位相差を監視する工程を更に有する請求項2に記載の方法。
- 前記第5光信号の最大電力レベルに対する前記位相差を監視する工程が、
前記第1光信号に対応する前記第5光信号内の前記波長チャネルの各々を、個々の光経路に分ける工程と、
前記波長チャネルの各々のパワー信号を、他の波長チャネルとは独立に各光経路で並列的に生成する工程と、
を含む、請求項7に記載の方法。 - 前記第5光信号の最大電力レベルに対する前記位相差を監視する工程が、
第1波長チャネルをフィルタリングするチューナブルフィルタを、前記第5光信号に適用する工程と、
前記第1波長チャネルのためのパワー信号を生成する工程と、
を含む、請求項7に記載の方法。 - 前記波長チャネルの各々は、X偏波成分及びY偏波成分を含む直交二重偏波変調を利用して変調される、請求項2に記載の方法。
- 前記波長チャネルは、位相シフトキーイング(PSK)、周波数シフトキーイング(FSK)、振幅シフトキーイング(ASK)及び直交振幅変調(QAM)のうちの少なくとも1つを利用して変調される、請求項2に記載の方法。
- 光増幅器であって、
ポンプ信号を生成するポンプソースと、
前記ポンプ信号を第1光信号に結合して第2光信号を生成するカプラと、
前記第2光信号から、アイドラ信号を含む第3光信号を生成する第1非線形素子(NLE)ステージと、
前記第3光信号に位相振幅レギュレーションを実行して第4光信号を生成するレギュレーションステージであって、前記位相振幅レギュレーションは、前記第3光信号のパワーレベルを等化し、前記第3光信号に位相シフトを適用することを含み、前記位相シフトは、位相センシティブ増幅の後に生成される第5光信号の最大パワーレベルに対する位相差を示す、レギュレーションステージと、
前記第4光信号から前記第5光信号を生成する第2NLEステージであって、前記第4光信号に対して前記位相センシティブ増幅を実行する第2NLEステージと、
前記第5光信号の前記最大パワーレベルに対する前記位相差に基づいて、前記位相シフトを決定し、前記位相シフトを前記レギュレーションステージに伝達するためのコントローラと、
を有する光増幅器。 - 前記第1光信号は複数の波長チャネルを含み、前記波長チャネルは波長分割多重される、請求項12に記載の光増幅器。
- 入力光信号を受信する光入力部と、
前記第1光信号を生成するために前記入力光信号をフィルタリングする第1フィルタであって、前記第1光信号は前記入力光信号より少ない波長チャネルを含む、第1フィルタと、
出力光信号を生成するために前記第5光信号をフィルタリングする第2フィルタであって、前記出力光信号は前記ポンプ信号及び前記アイドラ信号を含まない、第2フィルタと、
を更に有する請求項13に記載の光増幅器。 - 前記第3光信号のパワーレベルを等化する前記レギュレーションステージが、
前記第1光信号の光パワーの監視に基づいて、前記第1光信号内の複数の波長チャネルを互いに等化するレギュレーションステージ
を含む、請求項13に記載の光増幅器。 - 前記第3光信号のパワーレベルを等化する前記レギュレーションステージが、
前記第1光信号の光パワーの監視に基づいて、前記第1光信号内の複数の波長チャネルを、前記アイドラ信号内の対応する波長チャネルに等化するレギュレーションステージ
を含む、請求項13に記載の光増幅器。 - 前記第3光信号に位相シフトを適用する前記レギュレーションステージが、
前記波長チャネルの各々を個々の光経路に分け、
前記波長チャネルの各々の位相を、他の波長チャネルとは独立に各光経路で並列的に、光学的にシフトさせ、
前記第4光信号を生成するために前記波長チャネルを結合するレギュレーションステージ
を更に含む、請求項13に記載の光増幅器。 - 前記第5光信号の最大電力レベルに対する前記位相差を監視し、前記位相差を前記コントローラに伝達するフィードフォワード位相パワーモニタ
を更に有する請求項13に記載の光増幅器。 - 前記第5光信号の最大電力レベルに対する前記位相差を監視する前記フィードフォワード位相パワーモニタが、
前記第1光信号に対応する前記第5光信号内の前記波長チャネルの各々を、個々の光経路に分け、
前記波長チャネルの各々のパワー信号を、他の波長チャネルとは独立に各光経路で並列的に生成するフィードフォワード位相パワーモニタ
を含む、請求項18に記載の光増幅器。 - 前記第5光信号の最大電力レベルに対する前記位相差を監視するフィードフォワード位相パワーモニタが、
第1波長チャネルをフィルタリングするチューナブルフィルタを、前記第5光信号に適用し、
前記第1波長チャネルのためのパワー信号を生成するフィードフォワード位相パワーモニタ
を含む、請求項18に記載の光増幅器。 - 前記波長チャネルの各々は、X偏波成分及びY偏波成分を含む直交二重偏波変調を利用して変調される、請求項13に記載の光増幅器。
- 前記波長チャネルは、位相シフトキーイング(PSK)、周波数シフトキーイング(FSK)、振幅シフトキーイング(ASK)及び直交振幅変調(QAM)のうちの少なくとも1つを利用して変調される、請求項13に記載の光増幅器。
- 光通信システムであって、
光信号伝送経路において光信号を送信する送信部と、
前記光信号伝送経路から前記光信号を受信する受信部と、
前記光信号伝送経路における光増幅器とを有し、
前記光増幅器は、
ポンプ信号を生成するポンプソースと、
前記ポンプ信号を第1光信号に結合して第2光信号を生成するカプラと、
前記第2光信号から、アイドラ信号を含む第3光信号を生成する第1非線形素子(NLE)ステージと、
前記第3光信号に位相振幅レギュレーションを実行して第4光信号を生成するレギュレーションステージであって、前記位相振幅レギュレーションは、前記第3光信号のパワーレベルを等化し、前記第3光信号に位相シフトを適用することを含み、前記位相シフトは、位相センシティブ増幅の後に生成される第5光信号の最大パワーレベルに対する位相差を示す、レギュレーションステージと、
前記第4光信号から前記第5光信号を生成する第2NLEステージであって、前記第4光信号に対して前記位相センシティブ増幅を実行する第2NLEステージと、
前記第5光信号の前記最大パワーレベルに対する前記位相差に基づいて、前記位相シフトを決定し、前記位相シフトを前記レギュレーションステージに伝達するためのコントローラと、
を更に有する、光通信システム。 - 前記第1光信号は複数の波長チャネルを含み、前記波長チャネルは波長分割多重される、請求項23に記載の光通信システム。
- 前記光増幅器が、
入力光信号を受信する光入力部と、
前記第1光信号を生成するために前記入力光信号をフィルタリングする第1フィルタであって、前記第1光信号は前記入力光信号より少ない波長チャネルを含む、第1フィルタと、
出力光信号を生成するために前記第5光信号をフィルタリングする第2フィルタであって、前記出力光信号は前記ポンプ信号及び前記アイドラ信号を含まない、第2フィルタと、
前記出力光信号を送信するための前記光信号伝送経路における光出力部と、
を更に有する請求項24に記載の光通信システム。 - 前記第3光信号のパワーレベルを等化する前記レギュレーションステージが、
前記第1光信号の光パワーの監視に基づいて、前記第1光信号内の複数の波長チャネルを互いに等化するレギュレーションステージ
を含む、請求項24に記載の光通信システム。 - 前記第3光信号のパワーレベルを等化する前記レギュレーションステージが、
前記第1光信号の光パワーの監視に基づいて、前記第1光信号内の複数の波長チャネルを、前記アイドラ信号内の対応する波長チャネルに等化するレギュレーションステージ
を含む、請求項24に記載の光通信システム。 - 前記第3光信号に位相シフトを適用する前記レギュレーションステージが、
前記波長チャネルの各々を個々の光経路に分け、
前記波長チャネルの各々の位相を、他の波長チャネルとは独立に各光経路で並列的に、光学的にシフトさせ、
前記第4光信号を生成するために前記波長チャネルを結合するレギュレーションステージ
を更に含む、請求項24に記載の光通信システム。 - 前記光増幅器が、
前記第5光信号の最大電力レベルに対する前記位相差を監視し、前記位相差を前記コントローラに伝達するフィードフォワード位相パワーモニタ
を更に有する、請求項24に記載の光通信システム。 - 前記第5光信号の最大電力レベルに対する前記位相差を監視する前記フィードフォワード位相パワーモニタが、
前記第1光信号に対応する前記第5光信号内の前記波長チャネルの各々を、個々の光経路に分け、
前記波長チャネルの各々のパワー信号を、他の波長チャネルとは独立に各光経路で並列的に生成するフィードフォワード位相パワーモニタ
を含む、請求項29に記載の光通信システム。 - 前記第5光信号の最大電力レベルに対する前記位相差を監視するフィードフォワード位相パワーモニタが、
第1波長チャネルをフィルタリングするチューナブルフィルタを、前記第5光信号に適用し、
前記第1波長チャネルのためのパワー信号を生成するフィードフォワード位相パワーモニタ
を含む、請求項29に記載の光通信システム。 - 前記波長チャネルの各々は、X偏波成分及びY偏波成分を含む直交二重偏波変調を利用して変調される、請求項24に記載の光通信システム。
- 前記波長チャネルは、位相シフトキーイング(PSK)、周波数シフトキーイング(FSK)、振幅シフトキーイング(ASK)及び直交振幅変調(QAM)のうちの少なくとも1つを利用して変調される、請求項24に記載の光通信システム。
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---|---|---|---|---|
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- 2015-08-31 JP JP2015170569A patent/JP6686330B2/ja active Active
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