JP5587467B2 - Receiver for an optical transverse modes multiplexed signal - Google Patents

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Description

この出願の主題は、本出願と同じ日に出願された、「Transverse−Mode Multiplexing for Optical Communication Systems」と題する、R. The subject matter of this application, filed on the same day as the present application, entitled "Transverse-Mode Multiplexing for Optical Communication Systems", R. −J. -J. Essiambre、R. Essiambre, R. Ryf、およびP. Ryf, and P. Winzerによる、代理人整理番号Essiambre22−36の米国特許出願第12/492,399号のそれに関連し、その出願は、参照によりそれの全体が本明細書に組み込まれる。 According to Winzer, related to that of U.S. Patent Application Serial No. 12 / 492,399 Attorney Docket No. Essiambre22-36, its application, overall it is incorporated by reference herein.

本発明は、光通信機器に関し、より具体的にはしかし排他的ではなく、光通信システムで横モード多重化(TMM)を可能にする機器に関する。 The present invention relates to optical communication equipment and, more particularly, but not exclusively, relates to an apparatus that allows the transverse mode multiplexed optical communication system (TMM).

この節は、本発明(複数可)のより良い理解を容易にするのを助けることもある態様を紹介する。 This section introduces also certain aspects to help facilitate a better understanding of the present invention (s). それに応じて、この節の説明は、この観点から読まれるべきであり、何が従来技術でありまたは何が従来技術でないかについての承認として理解されるべきでない。 Accordingly, description in this section should be read in this light, what should not is or what the prior art is understood as admissions about what is not prior art.

多重入出力(MIMO)能力を備える無線通信システムは、無線チャネルでマルチパス遅延拡散を(軽減しようとする代わりに)利用することによって全伝送容量を増加させる。 Wireless communication system comprising a multi-input multi-output (MIMO) capability, (instead of trying to reduce) the multipath delay spread in a wireless channel to increase the overall transmission capacity by utilizing. より具体的には、無線MIMOは、送信機および受信機での多重アンテナの使用を通じて効率および信頼性を改善する。 More specifically, the wireless MIMO improves the efficiency and reliability through the use of multiple antennas at the transmitter and receiver. 結果として生じる平均処理量の増加は、信号処理およびハードウェア実装でのより多大な複雑さを犠牲にするが、しかし追加のスペクトル帯域幅またはより高い信号出力を犠牲にせずに実現される。 The average increase in processing amount resulting, sacrifices more great complexity of the signal processing and hardware implementation, but is realized additional spectral bandwidth or higher signal output without sacrificing.

光通信システムでは、伝送容量を増加させるためのMIMO手法は、例えばマルチモードファイバーでのモード分散が無線伝送媒体でのマルチパス遅延に類似しているので、実現可能である。 In optical communication systems, MIMO technique for increasing the transmission capacity, for example because the modal dispersion in multimode fiber is similar to multi-path delay in the radio transmission medium, it can be realized. その結果、光MIMOは、マルチモードファイバーの本質的に高い伝送容量を利用するために活用されてもよい。 As a result, light MIMO may be utilized in order to utilize the inherently high transmission capacity of the multimode fiber. しかしながら、光MIMOを実装するためのハードウェアは、まだ十分に開発されていない。 However, hardware for implementing an optical MIMO is not yet fully developed.

米国特許第7,268,852号明細書 US Pat. No. 7,268,852 米国特許第6,940,577号明細書 US Pat. No. 6,940,577 米国特許第6,797,983号明細書 US Pat. No. 6,797,983 米国特許第7,416,818号明細書 US Pat. No. 7,416,818 米国特許第7,323,275号明細書 US Pat. No. 7,323,275 米国特許第6,909,528号明細書 US Pat. No. 6,909,528 米国特許出願公開第2007/0297806号明細書 U.S. Patent Application Publication No. 2007/0297806 Pat

本明細書で開示されるのは、光横モード多重化(TMM)信号のための光受信機のさまざまな実施形態である。 Disclosed herein are various embodiments of an optical receiver for an optical transverse mode multiplexer (TMM) signal. 本発明の代表的な光受信機は、複数の横モードを支援するマルチモードファイバーを通じてTMM信号を受信する。 Typical optical receiver of the present invention receives a TMM signal through a multimode fiber to support multiple transverse modes. 光受信機は、TMM信号を処理してそれのモード組成を決定するように構成されるデジタルシグナルプロセッサに動作可能に結合される複数の光検出器を有する。 Optical receiver includes a plurality of light detectors operatively coupled to the digital signal processor configured to determine its modal composition processes the TMM signals. 決定されたモード組成に基づいて、光受信機は、TMM信号の別々に変調された成分の各々を復調して、遠隔送信機でTMM信号に符号化されたデータを回復する。 Based on the determined mode composition, the optical receiver demodulates each separately modulated component of the TMM signal to recover the data encoded in the TMM signals at the remote transmitter.

一実施形態によれば、提供されるのは、次のものを有する光受信機である:(A)N個の別々に変調された成分を有する光TMM信号をサンプリングして信号間隔当たりK個の光サンプルを作成するように構成され、NおよびKが、1よりも大きい正の整数であり、K≧Nである、タップモジュール、(B)光LO信号を発生させるように構成される局部発振器(LO)源、および(C)各々がタップモジュールおよびLO源に光学的に結合される、K個のコヒーレント検出器。 According to one embodiment, provided is an optical receiver having the following ones: (A) K pieces per signal by sampling the optical TMM signal interval having N separately modulated component configured to create a light sample, N and K is a positive integer greater than 1, a K ≧ N, the tap module, locally configured to generate a (B) an optical LO signal oscillator (LO) source, and (C) each of which is optically coupled to the tap module and LO source, K pieces of the coherent detector. K個のコヒーレント検出器の各々は、(i)それぞれの光サンプルおよびLO信号を混合して1つまたは複数の光干渉信号を生成し、かつ(ii)前記1つまたは複数の光干渉信号を光サンプルの同相成分および直角位相成分を示す1つまたは複数の電気信号に変換するように構成される。 Each of the K coherent detectors, a (i) by mixing the respective light samples and LO signals to generate one or more optical interference signal, and (ii) the one or more optical interference signal configured to convert one or more electrical signals indicating the phase component and quadrature component of the optical sample. 光受信機はさらに、K個のコヒーレント検出器に動作可能に結合され、コヒーレント検出器によって作成された電気信号を処理してTMM信号のN個の別々に変調された成分の各々によって運ばれるデータを回復するように構成されるデジタルシグナルプロセッサ(DSP)を有する。 Optical receiver further data is operatively coupled to the K coherent detectors, carried by each of the N separate modulated component of the TMM signal processing electrical signals produced by the coherent detector having a digital signal processor (DSP) configured to recover. 光受信機は、複数の横モードを支援するマルチモードファイバーを介してTMM信号を受信する。 Optical receiver receives the TMM signal via the multimode fiber to support multiple transverse modes. マルチモードファイバーの遠隔終端では、TMM信号の別々に変調された各成分は、マルチモードファイバーのそれぞれの単一横モードに対応する。 The remote end of the multimode fiber, each component is separately modulated in TMM signals, corresponding to each single transverse mode of the multimode fiber.

別の実施形態によれば、提供されるのは、N個の別々に変調された成分を有する光TMM信号をサンプリングして信号間隔当たりK個の光サンプルを作成するように構成され、NおよびKが、1よりも大きい正の整数であり、K≧Nである、タップモジュールを有する光受信機である。 According to another embodiment, provided is configured to create N number of separately modulated the K optical samples per signal interval by sampling the optical TMM signal having components, N and K is a positive integer greater than 1, a K ≧ N, an optical receiver having a tap module. タップモジュールは、複数の横モードを支援するマルチモードファイバーを介してTMM信号を受信する。 Tap module receives the TMM signal via the multimode fiber to support multiple transverse modes. 光受信機はさらに、(i)光LO信号を発生させるように構成される局部発振器(LO)源および(ii)各々がタップモジュールおよびLO源に光学的に結合される、K個のコヒーレント検出器を有する。 Optical receiver further, (i) a local oscillator configured to generate an optical LO signal (LO) source and (ii) each of which is optically coupled to the tap module and LO source, K-number of coherent detection with the vessel. K個のコヒーレント検出器の各々は、次のように構成される:(a)LO信号を位相フィルター処理してマルチモードファイバーのそれぞれの選択された横モードの位相/場強度(PFS)パターンに対応するPFSパターンを有するそれぞれの位相フィルター処理されたビームを作成し、(b)それぞれの光サンプルおよび位相フィルター処理されたビームを混合して1つまたは複数の光干渉信号を生成し、かつ(iii)前記1つまたは複数の光干渉信号を光サンプルの同相成分および直角位相成分を示す1つまたは複数の電気信号に変換する。 Each of the K coherent detector is configured as follows: (a) LO signals to the respective phase / field strength (PFS) pattern of a selected transverse mode of the multimode fiber by the phase filter create a respective phase the filtered beam with a corresponding PFS pattern, to generate one or more optical interference signal by mixing (b) the respective optical sample and the phase the filtered beam, and ( iii) converting one or more electrical signals indicative of said one or more in-phase and quadrature components of the optical sample optical interference signal. 光受信機はさらに、K個のコヒーレント検出器に動作可能に結合され、コヒーレント検出器によって作成された電気信号を処理してTMM信号のN個の別々に変調された成分の各々によって運ばれるデータを回復するように構成されるデジタルシグナルプロセッサ(DSP)を有する。 Optical receiver further data is operatively coupled to the K coherent detectors, carried by each of the N separate modulated component of the TMM signal processing electrical signals produced by the coherent detector having a digital signal processor (DSP) configured to recover.

なお別の実施形態によれば、提供されるのは、次のように構成される複数のビームスプリッターを有する光受信機である:(i)光TMM信号に対応する光ビームを第1の複数のサブビームに分割し、ここでTMM信号は、複数の別々に変調された成分を有し、複数の横モードを支援するマルチモードファイバーを介して受信され、(ii)局部発振器(LO)信号に対応する光ビームを第2の複数のサブビームに分割し、かつ(iii)第1および第2の複数のサブビームを混合して2つ以上の混合光ビームを生成する。 According to yet another embodiment, provided is an optical receiver having a plurality of beam splitter configured as follows: (i) a light beam corresponding to the light TMM signals the first plurality 's divided into sub-beams, wherein TMM signal having a plurality of separately modulated components are received via the multimode fiber to support multiple transverse modes, the (ii) local oscillator (LO) signal dividing the corresponding light beam to a second plurality of sub-beams, and and (iii) mixing the first and second plurality of sub-beams to produce two or more of the mixed light beam. 光受信機はさらに:(a)2つ以上の混合光ビームの第1のものに対応する第1の干渉パターンを検出するように構成される第1のアレイ状検出器、(b)2つ以上の混合光ビームの第2のものに対応する第2の干渉パターンを検出するように構成される第2のアレイ状検出器、および(c)第1および第2のアレイ状検出器に動作可能に結合され、第1および第2の干渉パターンを処理してTMM信号のモード組成を決定し、前記モード組成に基づいて、TMM信号の別々に変調された成分によって運ばれるデータを回復するように構成されるデジタルシグナルプロセッサ(DSP)、を有する。 Optical receiver further: (a) two or more of the mixed light beam first first array detector configured to detect a first interference pattern corresponds to that of the two (b) second second array detector configured to detect an interference pattern, and (c) operating the first and second array detector corresponding to a second one of the mixed light beam of higher capable coupled processes the first and second interference patterns to determine the modal composition of the TMM signal, based on said mode composition, so as to recover the data carried by the separately modulated component of the TMM signal having a digital signal processor (DSP), configured.

なお別の実施形態によれば、提供されるのは、N個の別々に変調された成分を有する光横モード多重化(TMM)信号をサンプリングして信号間隔当たりK個の光サンプルを作成するように構成され、NおよびKが、1よりも大きい正の整数であり、K≧Nである、タップモジュールを有する光受信機である。 According to yet another embodiment, provided it is to create N number of separately modulated light transverse mode multiplexer having a component (TMM) signal by sampling of K per signal interval Light Sample configured to, N and K is a positive integer greater than 1, a K ≧ N, an optical receiver having a tap module. 光受信機はさらに、(i)光LO信号を発生させるように構成される局部発振器(LO)源および(ii)各々がタップモジュールおよびLO源に光学的に結合される、K個のコヒーレント検出器を有する。 Optical receiver further, (i) a local oscillator configured to generate an optical LO signal (LO) source and (ii) each of which is optically coupled to the tap module and LO source, K-number of coherent detection with the vessel. K個のコヒーレント検出器の各々は、(a)それぞれの光サンプルおよびLO信号を混合して1つまたは複数の光干渉信号を生成し、かつ(b)前記1つまたは複数の光干渉信号を光サンプルの同相成分および直角位相成分を示す1つまたは複数の電気信号に変換するように構成される。 Each of the K coherent detectors, the (a) by mixing the respective light samples and LO signals to generate one or more optical interference signal, and (b) said one or more optical interference signal configured to convert one or more electrical signals indicating the phase component and quadrature component of the optical sample. 光受信機はさらに、K個のコヒーレント検出器に動作可能に結合され、コヒーレント検出器によって作成された電気信号を処理してTMM信号のN個の別々に変調された成分の各々によって運ばれるデータを回復するように構成されるデジタルシグナルプロセッサ(DSP)を有する。 Optical receiver further data is operatively coupled to the K coherent detectors, carried by each of the N separate modulated component of the TMM signal processing electrical signals produced by the coherent detector having a digital signal processor (DSP) configured to recover. 光受信機は、複数の横モードを支援するマルチモードファイバーを介してTMM信号を受信する。 Optical receiver receives the TMM signal via the multimode fiber to support multiple transverse modes. タップモジュールは:(A)各々が光パワーをマルチモードファイバーから単一モードファイバーに取り出してTMM信号の対応する光サンプルを作成する、K個のマルチモードファイバー(MMF)カプラー、および(B)各々が2つの隣接MMFカプラー間に配置される、K−1個のモードスクランブラー、を有する。 Tap module: (A) each of which creates a corresponding optical samples of TMM signal is taken out in a single-mode fiber optical power from the multi-mode fiber, K pieces of multimode fiber (MMF) couplers, and (B), respectively There has placed between two adjacent MMF coupler, K-1 pieces of mode scrambler, the.

特許または出願ファイルは、カラーで作成された少なくとも1つの図面を含有する。 The patent or application file contains at least one drawing executed in color. カラー図面(複数可)を備えるこの特許または特許出願公開のコピーは、依頼および必要な料金の納付に応じて米国特許商標庁によって提供されることになる。 Color figures this patent or patent application publication copy with a (s) will be provided by the U.S. Patent and Trademark Office in accordance with the payment requests and the necessary fee.

本発明のさまざまな実施形態の他の態様、特徴、および利益は、例として次の詳細な記述および付随する図面からより完全に明らかとなる。 Other aspects of the various embodiments of the present invention, features, and advantages will become more fully apparent from the following detailed description and accompanying drawings as an example.

本発明のさまざまな実施形態が実施されてもよい、光通信システムのブロック図を示す図である。 Various embodiments may be implemented in the present invention, showing a block diagram of an optical communication system. 本発明の一実施形態による図1のシステムで使用されてもよい光ファイバーの横断面図を示す図である。 Been used in Figure 1 of a system according to an embodiment of the present invention is a diagram showing a cross-sectional view of even better optical fiber. 本発明の一実施形態による図1のシステムで使用されてもよい光ファイバーの横断面図を示す図である。 Been used in Figure 1 of a system according to an embodiment of the present invention is a diagram showing a cross-sectional view of even better optical fiber. 本発明の一実施形態による図1のシステムで使用されてもよい光ファイバーの横断面図を示す図である。 Been used in Figure 1 of a system according to an embodiment of the present invention is a diagram showing a cross-sectional view of even better optical fiber. 本発明の一実施形態による図1のシステムで使用されてもよい光ファイバーの横断面図を示す図である。 Been used in Figure 1 of a system according to an embodiment of the present invention is a diagram showing a cross-sectional view of even better optical fiber. 本発明の一実施形態による図1のシステムで使用されてもよい光ファイバーの横断面図を示す図である。 Been used in Figure 1 of a system according to an embodiment of the present invention is a diagram showing a cross-sectional view of even better optical fiber. 本発明の一実施形態による図1のシステムで使用されてもよい光ファイバーの横断面図を示す図である。 Been used in Figure 1 of a system according to an embodiment of the present invention is a diagram showing a cross-sectional view of even better optical fiber. 本発明の一実施形態による図1のシステムで使用されてもよい光ファイバーの横断面図を示す図である。 Been used in Figure 1 of a system according to an embodiment of the present invention is a diagram showing a cross-sectional view of even better optical fiber. 本発明の一実施形態による図1のシステムで使用されてもよい光ファイバーの横断面図を示す図である。 Been used in Figure 1 of a system according to an embodiment of the present invention is a diagram showing a cross-sectional view of even better optical fiber. 本発明の一実施形態による図1で示されるシステムのノードで使用されてもよい光送信機を例示する図である。 Is used in the node of the system shown in Figure 1 according to one embodiment of the present invention is also a diagram illustrating a good light transmitter. 本発明の一実施形態による図1で示されるシステムのノードで使用されてもよい光送信機を例示する図である。 Is used in the node of the system shown in Figure 1 according to one embodiment of the present invention is also a diagram illustrating a good light transmitter. 本発明の一実施形態による図3の送信機で使用されてもよい光モード結合(OMC)モジュールを例示する図である。 Is a diagram exemplifying a good optical mode coupling (OMC) module be used with the transmitter of FIG. 3 according to an embodiment of the present invention. 本発明の一実施形態による図3の送信機で使用されてもよい光モード結合(OMC)モジュールを例示する図である。 Is a diagram exemplifying a good optical mode coupling (OMC) module be used with the transmitter of FIG. 3 according to an embodiment of the present invention. 本発明の別の実施形態による図3の送信機で使用されてもよいOMCモジュールのブロック図を示す図である。 It shows a block diagram of a good OMC module be used with the transmitter of FIG. 3 according to another embodiment of the present invention. 本発明のなお別の実施形態による図3の送信機で使用されてもよいOMCモジュールのブロック図を示す図である。 Is used in the transmitter of FIG. 3 according to yet another embodiment of the present invention is a diagram showing a block diagram of which may OMC module. 本発明の別の実施形態による図1で示されるシステムのノードで使用されてもよい光送信機のブロック図を示す図である。 It shows a block diagram of a good optical transmitter be used in a node of a system according to another embodiment shown in Figure 1 of the present invention. 本発明のなお別の実施形態による図1で示されるシステムのノードで使用されてもよい光送信機のブロック図を示す図である。 Is a diagram illustrating yet another embodiment according to the good optical transmitter be used at a node of the system shown in Figure 1 of the block diagram of the present invention. 本発明の一実施形態による図1で示されるシステムのノードで使用されてもよい光受信機のブロック図を示す図である。 It shows a block diagram of a good optical receiver be used in a node of the system shown in Figure 1 according to one embodiment of the present invention. 本発明の一実施形態による図9で示される光受信機で使用されてもよいタップモジュールを示す図である。 It shows a good tap module be used in the optical receiver shown in FIG. 9, according to an embodiment of the present invention. 本発明の一実施形態による図9で示される光受信機で使用されてもよいコヒーレント検出器を示す図である。 It shows a good coherent detector be used in the optical receiver shown in FIG. 9, according to an embodiment of the present invention. 本発明の別の実施形態による図9で示される光受信機で使用されてもよいタップモジュールを示す図である。 It shows a good tap module be used in the optical receiver shown in FIG. 9 in accordance with another embodiment of the present invention. 本発明の別の実施形態による図1で示されるシステムのノードで使用されてもよい光受信機のブロック図を示す図である。 It shows a block diagram of a good optical receiver be used in a node of a system according to another embodiment shown in Figure 1 of the present invention.

光通信システム 図1は、本発明のさまざまな実施形態が実施されてもよい、光通信システム100のブロック図を示す。 Optical communication system Figure 1, various embodiments may be implemented in the present invention, illustrates a block diagram of an optical communication system 100. システム100は、光通信リンク120のネットワークを介して相互接続される複数の通信ノード110を有する。 System 100 includes a plurality of communication nodes 110 that are interconnected via a network of optical communications link 120. システム100はさらに、光アド/ドロップマルチプレクサー(ADM)130、光増幅器140、および光クロスコネクト150を有し、すべてがノード110間にさまざまに挿入される。 System 100 further optical add / drop multiplexer (ADM) 130, has an optical amplifier 140 and optical cross-connect 150, and all are variously inserted between node 110.

各ノード110は、横モード多重化(TMM)の使用を通じて達成される光多重入出力(MIMO)能力を有する。 Each node 110 has an optical multiple input multiple output (MIMO) capability is achieved through the use of transverse mode multiplexing (TMM). ノード110は一般に、システム100のさまざまなノード間の双方向通信を可能にするために光送信機および光受信機(どちらも図1では明確に示されない)を含む。 Node 110 typically includes an optical transmitter and an optical receiver (neither shown clearly in Figure 1) to enable two-way communication between the various nodes of the system 100. TMM多重化に加えて、個々のノード110はまた、波長分割多重化(WDM)および/もしくは偏光多重化(PM)、または両方を使用することもある。 In addition to TMM multiplexing, each node 110 also is possible to use wavelength division multiplexing (WDM) and / or polarization multiplexing (PM), or both. 個々のノード110で使用されてもよい光送信機および受信機の代表的な実施形態は、以下でこの明細書の対応する小節でより詳細に述べられる。 Exemplary embodiments also good optical transmitters and receivers are used in each node 110 are described in more detail in the corresponding measure of this specification below.

各光通信リンク120は、次の1つまたは複数を使用して実装される:(i)単一モードファイバー、(ii)マルチモードファイバー、(iii)マルチコアファイバー、および(iv)単一モードファイバーの束。 Each optical communication link 120 is implemented using one or more of the following: (i) single-mode fiber, (ii) multi-mode fiber, (iii) multi-core fiber, and (iv) single-mode fiber bunch of. 一実施形態では、リンク120で使用されるマルチモードファイバーは、2から約100の横モードを支援する。 In one embodiment, the multi-mode fiber used in the link 120, to support from 2 to about 100 transverse modes. 代替実施形態では、マルチモードファイバーは、100個よりも多い横モードを支援する。 In an alternative embodiment, the multi-mode fiber will support many transverse modes than 100. 一実施形態では、リンク120で使用されるマルチコアファイバーの各コアは、単一横モードを支援する。 In one embodiment, each core of the multi-core fiber used in the link 120, to support a single transverse mode. 代替実施形態では、マルチコアファイバーのいくつかのまたはすべてのコアは、多重横モード、ならびに全体として受け取られるマルチコアファイバーのスーパーモードを支援する。 In an alternative embodiment, some or all of the cores of the multi-core fiber, to help super mode multicore fiber received multiple transverse mode, as well as a whole.

本明細書で使用されるように、術語「横モード」は、伝搬方向に垂直な(すなわち横方向の)平面内で、伝搬距離に実質的に依存しない電場または磁場分布(これから後は光場分布と呼ばれる)を有する誘導電磁波のことである。 As used herein, the term "transverse mode", perpendicular to the propagation direction (i.e. in the lateral direction) in a plane, electric or magnetic field distribution is substantially independent of the propagation distance (after from now optical field is that of inducing an electromagnetic wave having referred to) and distribution. より具体的には、もしファイバーでの光パワーの損失または利得が取り除かれるならば、そのときファイバーに沿って2つの異なる場所で測定されるモードの光場分布は、それらの2つの場所間でモードによって得られる全位相変化を反映する因子だけ異なることになるだけである。 More specifically, if the loss or gain of the optical power in the fiber is removed, the optical field distribution of the time mode is measured at two different locations along the fiber, between those two locations by a factor which reflects the total phase change obtained by the mode only it will be different. 各横モードは、ファイバーの固有モードであり、異なる横モードは、互いに直交する。 Each transverse mode is a specific mode of the fiber, different transverse modes, orthogonal to each other. 一般に、光ファイバーは、その光場分布および伝搬定数が導波構造、材料特性、および光周波数(波長)によって明白に決定される、固定数の横モードを支援することができる。 In general, an optical fiber may be the optical field distribution and propagation constant waveguide structure, material properties, and are determined unambiguously by the optical frequency (wavelength), for supporting the transverse mode of a fixed number. 横モードの概念は、マルチコアファイバーを含む、さまざまな種類のファイバーに適用できることに留意されたい。 The concept of the transverse modes, including a multi-core fiber, it is noted that can be applied to various types of fibers. 例えば、マルチコアファイバーでの個々のコアの横モードはまた、全体として捉えるそのマルチコアファイバーの横モードでもある。 For example, the transverse mode of the individual cores of the multicore fiber is also the lateral mode of the multi-core fiber taken as a whole.

一実施形態では、光アド/ドロップマルチプレクサー130は、再構成可能なアド/ドロップマルチプレクサーである。 In one embodiment, the optical add / drop multiplexer 130 is reconfigurable add / drop multiplexer. リンク120は典型的には、比較的高度なモード間混合で特徴付けられるので、ノード110は一般に、TMM信号を適切に処理し、その信号によって運ばれるデータを回復するために同じ光周波数(波長)を有するすべての横モードを受信する必要がある。 The link 120 is typically because it is characterized by a relatively between advanced mode mixing, the node 110 in general, and proper handling of TMM signals, the same optical frequency (wavelength in order to recover the data carried by the signal ) it is necessary to receive all transverse modes having. その結果、マルチプレクサー130は、(i)入ってくるリンク120から同じ光周波数を有するすべての横モードをドロップしかつ/または(ii)出ていくリンク120に同じ光周波数を有するすべてのポピュレートされた横モードを加えるように設計される。 As a result, the multiplexer 130 is all populated with the same optical frequency in (i) incoming drop all transverse modes having the same optical frequency from the link 120 and / or (ii) the outgoing link 120 It is designed to apply a transverse mode. 言い換えれば、マルチプレクサー130は、従来のWDMアド/ドロップ機能性を実装するが、しかし全体として各特定の波長のTMM多重化信号に作用する。 In other words, the multiplexer 130 is to implement a conventional WDM add / drop functionality, but acts on the TMM multiplexed signals of each specific wavelength as a whole.

目的とする機能を支援するために、マルチプレクサー130は、すべての横モードについて実質的に同一の伝送特性を有する狭帯域のインターリーバー型光フィルターを用いる。 To assist the function of interest, multiplexer 130, for all the transverse modes substantially using narrowband interleaver optical filter having the same transmission characteristics. 加えて、マルチプレクサー130は、比較的低レベルのWDMクロストーク(すなわち、WDM多重化信号の異なる光周波数間のクロストーク)を有する。 In addition, multiplexer 130 has a relatively low level of the WDM cross-talk (i.e., cross-talk between different light frequencies of WDM multiplexed signal). 後者の特性は、例えば次のことによって達成されてもよい:(i)モード結合モジュールより前に単一モード領域で必要な光フィルター処理を行うこと(例えば図8を参照)、(ii)正弦型波形整形を使用すること、および/または(iii)直交周波数分割多重化(OFDM)を使用すること。 The latter property, for example, may be achieved by the following fact: (i) (see e.g., FIG. 8) to perform optical filtering necessary in a single mode region before the mode coupling module, (ii) the sine the use of type waveform shaping, and / or (iii) the use of orthogonal frequency division multiplexing (OFDM).

もしシステム100が、リンク120でマルチコアファイバーを用いるならば、そのときマルチプレクサー130は、選択された組のコア(それは、マルチコアファイバーのすべてのコアまたはそれの任意のサブセットとすることができる)を単一実体として扱うように設計されてもよく、それによって同時に波長チャネルを全体の組に加えかつ/または波長チャネルを全体の組からドロップする。 If system 100, if used multicore fiber link 120, then the multiplexer 130 (it may be all of the core or any subset of that of the multi-core fiber) selected set of core It may be designed to handle a single entity, thereby dropping wavelength channels and / or the wavelength channels in addition to the entire set from the entire set simultaneously. もしリンク120が、異なるコア間で比較的低レベルのクロストークを有するならば、そのときマルチプレクサー130は、コア間クロストークをノイズ/障害として扱いながら、通信信号をそれぞれの個々のコアに加えかつ/または通信信号をそれぞれの個々のコアからドロップするように設計されてもよい。 If the link 120, if it has a relatively low level cross-talk between different cores, then the multiplexer 130, while handles crosstalk between cores as noise / disorder, added communication signals to each of the individual cores and / or communication signals may be designed to be dropped from each of the individual cores.

さまざまな実施形態では、光増幅器140は、集中増幅器または分布増幅器とすることができる。 In various embodiments, the optical amplifier 140 may be a centralized amplifier or distribution amplifier. 一般に、システム100は、2つの通信ノード110間の全リンクにわたってモード混合マトリクスのユニタリー性を保つように設計されてもよい。 In general, the system 100 may be designed to keep the unitary of mode mixing matrix over all of the links between the two communication nodes 110. その結果、光増幅器140は、リンク120のすべての横モードについて実質的に同じ利得を示すように設計される。 As a result, the optical amplifier 140 is designed to exhibit substantially the same gain for all of the transverse modes of the link 120.

一実施形態では、光増幅器140は、(i)複数のアクティブ区分および(ii)アクティブ区分間に挿入された複数のモードスクランブラーを有する比較的長い(例えば、約100mよりも長い)ファイバー増幅器である。 In one embodiment, the optical amplifier 140 is a relatively long (e.g., greater than about 100m) fiber amplifier having a plurality of modes scrambler inserted between (i) a plurality of active segment and (ii) an active segment is there. 各アクティブ区分は、適度な利得(例えば、約1dBから約5dBの間)を提供する。 Each active section may provide an appropriate gain (e.g., between about 1dB to about 5 dB). モードスクランブラー(モード混合器としても知られている)は、異なる横モード間の比較的大きなモード結合を引き起こす光学デバイスである。 Mode scrambler (also known as a mode mixer) is an optical device that causes relatively large mode coupling between different transverse modes. 理想的には、モードスクランブラーは、出力で統計的に均一なモード混合を生成し、そのモード混合は、入力でモードスクランブラーによって受信されるモード分布に実質的に依存しない。 Ideally, mode scrambler generates statistically homogeneous mode mixing at the output of mode mixing is substantially independent of the mode distribution received by the mode scrambler input. 各アクティブ区分での適度な利得および比較的頻繁なモードスクランブリングの組合せは、増幅器140に印加されるすべての横モードが実質的に同じ量の増幅を受けることを確実にすることが当業者には理解されよう。 The combination of moderate gain and relatively frequent mode scrambling in each active segment, is to ensure that all the transverse modes to be applied to the amplifier 140 is subjected to amplification of substantially the same amount to those skilled in the art it will be appreciated.

一実施形態では、光クロスコネクト150は、異なるノード110間での光信号の所望のルーティングを可能にするように再構成可能である。 In one embodiment, the optical cross-connect 150 is reconfigurable to allow for the desired routing of light signals between different nodes 110. すでに上で述べられたように、TMM多重化信号の個々の、別々に変調された成分を適切に復号するためには、ノード110は一般に、全TMM多重化信号を受信する必要がある。 As already mentioned above, the individual TMM multiplexed signal in order to decode the separately modulated component appropriate, node 110 typically needs to receive the whole TMM multiplexed signal. それに応じて、クロスコネクト150は、それのWDMルーティング機能を果たしながら、全体として各波長に対応するTMM多重化信号に作用するように設計される。 In response, cross-connect 150, while fulfilling its WDM routing functionality, it is designed to act on the TMM multiplexed signals corresponding to each wavelength as a whole. クロスコネクト150は一般に、マルチプレクサー130と同じ構成要素の多くを実装されてもよいことが当業者には理解されよう。 Cross-connect 150 is generally that may be implemented many of the same components as the multiplexer 130 will be understood by those skilled in the art.

説明に役立つように、システム100は、4つのノード110、1つの光アド/ドロップマルチプレクサー130、1つの光増幅器140、および1つの光クロスコネクト150を有するように図1で示される。 As illustrative, system 100 is shown in Figure 1 as having four nodes 110, one of the optical add / drop multiplexers 130, one single optical amplifier 140 and one optical cross-connect 150,. 他の実施形態では、システム100は、異なる数のノード110、光アド/ドロップマルチプレクサー130、光増幅器140、および/または光クロスコネクト150を有してもよいことが当業者には理解されよう。 In other embodiments, the system 100, a different number of nodes 110, optical add / drop multiplexer 130, an optical amplifier 140, and / or that may have an optical cross-connect 150 will be understood by those skilled in the art . これらの要素は一般に、図1で示されるそれとは異なる方法で配置され、相互接続されてもよいことが当業者にはさらに理解されよう。 These elements are typically arranged in a different manner than that shown in Figure 1, that may be interconnected will be further understood by those skilled in the art.

光ファイバー 図2A−Hは、本発明のさまざまな実施形態によるシステム100で使用されてもよい光ファイバーの横断面図を示す(一定の縮尺でなく)。 Optical fibers Figure 2A-H is (not to scale) showing the cross-sectional view of a good optical fiber be used in the system 100 according to various embodiments of the present invention. より具体的には、図2A−Hで示されるさまざまなファイバーは、ノード110、光通信リンク120、光アド/ドロップマルチプレクサー130、光増幅器140、および/または光クロスコネクト150で使用されてもよい。 More specifically, various fiber shown in Figure 2A-H, the node 110, the optical communication link 120, optical add / drop multiplexer 130, an optical amplifier 140, and / or be used in optical cross connect 150 good.

図2Aは、単一モードファイバー210の横断面図を示す。 Figure 2A shows a cross-sectional view of a single-mode fiber 210. ファイバー210は、クラッド212およびコア216を有する。 Fiber 210 has a cladding 212 and core 216. コア216は、比較的小さな直径を有し、それは、ファイバー210がシステム100で用いられる波長の範囲からの各波長について単一横モードを支援する結果をもたらす。 The core 216 has a relatively small diameter, it results in fiber 210 for each wavelength from the range of wavelengths used in the system 100 for supporting a single transverse mode.

図2Bは、マルチモードファイバー220の横断面図を示す。 Figure 2B shows a cross-sectional view of a multi-mode fiber 220. ファイバー220は、クラッド222およびコア226を有する。 Fiber 220 has a cladding 222 and core 226. ファイバー220は、コア226がコア216よりも大きい直径を有する点でファイバー210とは異なる。 Fiber 220 differs from the fiber 210 in that the core 226 has a larger diameter than the core 216. さまざまな実施形態では、コア226の直径は、ファイバー220が2から約百個の間の範囲から選択される所望の数の横モードを支援することを可能にするように選択される。 In various embodiments, the diameter of the core 226 is selected to allow to support the desired number transverse modes of the fiber 220 is selected from a range of between 2 to about hundred.

図2Cは、マルチモードファイバー230の横断面図を示す。 Figure 2C shows a cross-sectional view of a multi-mode fiber 230. ファイバー230は、クラッド232およびコア236を有する。 Fiber 230 has a cladding 232 and core 236. コア236は、コア226よりもさらに大きい直径を有し、それは、ファイバー230が約百個よりも多くの横モードを支援することを可能にする。 The core 236 has a larger diameter than the core 226, which allows the fibers 230 to help many transverse modes than about hundred.

図2Dは、マルチコアファイバー240の横断面図を示す。 Figure 2D shows a cross-sectional view of the multi-core fiber 240. ファイバー240は、第1の(外側の)クラッド242および第2の(内側の)クラッド244を有する。 Fiber 240 has a first (outer) cladding 242 and a second (inner) cladding 244. ファイバー240はさらに、内側クラッド244内に封入される複数のコア246を有する。 Fiber 240 further comprises a plurality of cores 246 that are enclosed within the inner cladding 244. 各コア246の直径は、コアが単一横モードかまたは多重横モードを支援する結果をもたらすように選択されてもよい。 The diameter of each core 246 may be selected to result in core supporting a single transverse mode or a multiple transverse mode.

一実施形態では、ファイバー240は、光増幅器140での使用のために設計される。 In one embodiment, the fiber 240 is designed for use in an optical amplifier 140. より具体的には、内側クラッド244および/またはコア246は、ドープされて(例えば、エルビウムイオンを)光学アクティブ媒体を提供する。 More specifically, the inner cladding 244 and / or core 246 is doped (e.g., erbium ions) to provide an optical active medium. 増幅器140の光ポンプ(図1では明確に示されない)は、光ポンプ波を内側クラッド244に注入し、それは、外側クラッド242とのそれの屈折率差異に起因して、それらの光ポンプ波をファイバー240の長手軸に沿って誘導することができる。 Optical pumping of the amplifier 140 (not shown explicitly in Figure 1) is to inject the optical pump wave to the inner cladding 244, which, due to its refractive index difference with the outer cladding 242, their optical pump wave it can be guided along the longitudinal axis of the fiber 240. 誘導される光ポンプ波は、内側クラッド244から個々のコア246に結合し、それによってコアによって誘導される光信号の増幅のためのエネルギー源を提供する。 The induced optical pump wave is coupled from the inner cladding 244 to the individual cores 246, thereby providing an energy source for the optical signal induced by the core amplifier. 内側クラッド244は、このクラッドが光ポンプ波のためのマルチモードコアとして機能する結果をもたらす直径を有し、それは、ポンプエネルギーがコア246の間で実質的に均一に分配されることを確実にする。 Inner cladding 244 has a diameter which results in the cladding acts as a multimode core for optical pump wave, it ensures that the pump energy is distributed substantially uniformly between the core 246 to.

図2Eは、マルチコアファイバー250の横断面図を示す。 Figure 2E shows a cross-sectional view of the multi-core fiber 250. ファイバー250は、クラッド252および複数のコア256を有する。 Fiber 250 has a cladding 252 and a plurality of cores 256. コア256は、コア間に比較的大きな隔たりがあるようにクラッド252内に分配される。 The core 256 is distributed to the cladding 252 so that there is a relatively large gap between the cores. 比較的大きな隔たりに起因して、ファイバー250でのコア間クロストークの量は、比較的小さく、それは、個々のコア256が光通信信号のための別個の独立した導管として機能することを可能にする。 Due to the relatively large gap, the amount of inter-core crosstalk fiber 250 is relatively small, it may possible that the individual core 256 serves as a separate and independent conduit for optical communications signals to. さまざまな実施形態では、個々の各コア256は、単一横モードかまたは多重横モードを支援するように設計されてもよい。 In various embodiments, each individual core 256 may be designed to support single transverse mode or a multiple transverse mode.

図2Fは、マルチコアファイバー260の横断面図を示す。 Figure 2F shows a cross-sectional view of the multi-core fiber 260. ファイバー260は、クラッド262および複数のコア266を有する。 Fiber 260 has a cladding 262 and a plurality of cores 266. コア266は、コア間の隔たりが次の通りであるようにクラッド262内に分配される:(i)コア間の適度な量の線形結合を生じさせるために十分に小さくかつ(ii)コア間の比較的小さな量の非線形結合を生じさせるためになお十分に大きい。 The core 266, distance between the cores is distributed to the cladding 262 so that the following: (i) and sufficiently small to produce a moderate amount of linear coupling between cores (ii) between the core still sufficiently large to produce a relatively small amount of non-linear coupling. もしコア266の各々が、それぞれの単一横モードを支援するならば、そのときファイバー260のこれらの特性は、全体としてファイバーについて比較的少数の明確に定義され、空間的に分離された横モードを生成するために使用されてもよい。 If each of the core 266, to support the respective single transverse mode, these characteristics of the time the fiber 260 is a relatively small number of clearly defined for the fiber as a whole, spatially separated transverse mode it may be used to generate.

図2Gは、マルチコアファイバー270の横断面図を示す。 Figure 2G shows a cross-sectional view of the multi-core fiber 270. ファイバー270は、クラッド272、第1の複数のコア276、および第2の複数のコア278を有する。 Fiber 270 has a cladding 272, a first plurality of cores 276 and the second plurality of cores 278,. コア276は、コア278よりも小さい直径を有する。 The core 276 has a smaller diameter than the core 278. ファイバー270でのさまざまなコア間の隔たりは、ファイバー260(図2F)で使用される隔たりに似ている。 Separation between the various cores in the fiber 270 is similar to the distance to be used in the fiber 260 (Fig. 2F).

ファイバー270で2つの異なるコア種を有する1つの理由は、異なる伝搬定数で特徴付けられる2つの種類の横モードを生成するためである。 One reason for having two different core species fiber 270 is to generate the transverse mode of the two types, characterized by different propagation constants. 伝搬定数の不一致は、結果的に群速度差をもたらし、それは一般に、ファイバー非線形性の有害な影響を低減するために有益である。 Mismatch of the propagation constants and consequently lead to the group velocity difference, it is generally beneficial to reduce the harmful effects of fiber nonlinearities. 例えば、交差位相変調の有害な影響は、異なるWDMチャネルからの信号についてそれらのチャネルが比較的大きな群速度不一致を有するとき著しく低減される可能性がある。 For example, the deleterious effects of cross-phase modulation, could be significantly reduced when it has a signal relatively large group velocity mismatch the channels for the different WDM channels. 一実施形態では、コア276および278は、同じ種類のコア間で最大の空間的隔たりを達成するようにクラッド272全体にわたって分配される。 In one embodiment, the core 276 and 278 is distributed throughout the cladding 272 so as to achieve maximum spatial separation between the same type of the core.

図2Hは、マルチコアファイバー280の横断面図を示す。 Figure 2H shows a cross-sectional view of the multi-core fiber 280. ファイバー280は、クラッド282、第1の複数のコア286、および第2の複数のコア288を有する。 Fiber 280 has a cladding 282, a first plurality of cores 286 and the second plurality of cores 288,. コア286および288は、同じ直径を有するけれども、それらは、異なる屈折率を有する材料で作られている。 Core 286 and 288, but have the same diameter, they are made of a material having a different refractive index. 屈折率差は、コア286および288が異なる伝搬定数を有する結果をもたらし、それは、ファイバー280がファイバー270(図2G)で効果的なメカニズムに定性的に似ているメカニズムを介してファイバー非線形性の有害な影響を低減することを可能にする。 Refractive index difference resulted having a propagation constant of core 286 and 288 are different, it is, fiber 280 fiber 270 of the fiber nonlinearity through a mechanism that is qualitatively similar to the effective mechanism (Figure 2G) It makes it possible to reduce the harmful effects.

図2A−Hで示されるファイバーに加えて、他の種類のファイバーもまた可能であることが当業者には理解されよう。 In addition to the fiber shown in Figure 2A-H, that other types of fibers are also possible It will be understood by those skilled in the art. 例えば、2つ以上の異なる材料で作られている、2つ以上の異なるサイズのコアを有するマルチコアファイバーは、図2Gおよび2Hの両方で示される特徴を実装するように製作されてもよい。 For example, two or more are made of different materials, multi-core fiber with two or more different sizes of the core may be fabricated to implement the features shown in both FIGS. 2G and 2H.

本明細書で使用されるように、術語「マルチパスファイバー」は、マルチモードファイバー(例えば、ファイバー220および230、図2B−C)ならびにマルチコアファイバー(例えば、ファイバー240−280、図2D−H)の両方を包含する。 As used herein, the term "multi-pass fiber" is a multi-mode fiber (e.g., fiber 220 and 230, FIG. 2B-C) as well as the multi-core fiber (e.g., fiber 240-280, Figure 2D-H) It encompasses both.

光送信機 図3A−Bは、本発明の一実施形態によるノード110(図1)で使用されてもよい光送信機300を例示する。 Optical transmitter Figure 3A-B illustrate the node 110 optical transmitter 300 may be used (Figure 1) according to one embodiment of the present invention. より具体的には、図3Aは、送信機300のブロック図を示す。 More specifically, FIG. 3A shows a block diagram of a transmitter 300. 図3Bは、送信機300で使用される光モード結合(OMC)モジュール340の動作を図式的に例示する。 Figure 3B schematically illustrates the operation of the optical mode coupling (OMC) module 340 used in the transmitter 300.

図3Aは、出力ファイバー350を介して通信リンク120に結合されるように送信機300を例示的に示す。 Figure 3A schematically illustrating a transmitter 300 to be coupled to a communication link 120 through the output fiber 350. ファイバー350は一般に、通信リンク120の直接隣接した区分で使用されるファイバーと同じ種類である。 Fiber 350 is generally the same type of fibers used in the immediately adjacent sections of the communication link 120. すでに上で説明されたように、通信リンク120は、図2で示されるそれらなどの、任意の適切な種類のファイバーを使用して実装されてもよい。 As already described above, the communication link 120, such as those shown in Figure 2, may be implemented using any suitable type of fiber. 次に来る記述は、例となるものであり、出力ファイバー350がファイバー220(図2Bを参照)に似ている実施形態に対応する。 Comes next description is made as an example, the output fiber 350 corresponds to the embodiment is similar to the fiber 220 (see FIG. 2B). この記述に基づいて、光通信信号を他の種類のファイバーに結合するのに適している送信機300の他の実施形態を設計する方法が、当業者には理解されよう。 Based on this description, a method for designing other embodiments of that transmitter 300 suitable for coupling the optical communications signals to other types of fibers, will be understood by those skilled in the art.

送信機300は、指定波長の出力光ビームを発生させるように構成されるレーザー310を有する。 Transmitter 300 includes a configured laser 310 to generate an output light beam of a specified wavelength. ビームスプリッター320は、レーザー310によって生成されたビームをN個の方向に分割し、結果として生じるN個のビームをN本の単一モードファイバー322に結合し、ただしNが、1よりも大きい整数である。 Beam splitter 320 splits the beam generated by the laser 310 into N direction, the N beam was coupled to a single mode fiber 322 of the N resulting, where N is an integer greater than 1 it is. 各ファイバー322は、それのそれぞれのビームを対応する光変調器330に向け、そこでそのビームは、制御信号328を介して変調器に供給されるデータで変調される。 Each fiber 322 directs a respective beam of its corresponding optical modulator 330, where the beam is modulated by the data supplied to the modulator via the control signal 328. 異なる変調器330または適切な変調器配置は、制御信号328から導出された異なる独立したまたは相関したデータの流れを使用してそれらのそれぞれの光ビームを変調することができることに留意されたい。 Different modulator 330 or the appropriate modulator arrangement should be noted that it is possible to modulate their respective light beam using a flow of different independent or correlated data derived from the control signal 328. 代表的な構成では、各変調器330は、送信機300から遠隔受信機への伝送を目的とする対応する独立したデータの流れに基づいてそれの光ビームを変調する。 In a typical configuration, each modulator 330 modulates its light beam based on the flow of the corresponding independent data for the purpose of transmission to a remote receiver from the transmitter 300. 変調器330によって作成された変調光信号は最終的に、OMCモジュール340によってファイバー350に印加されるTMM信号の別々に変調された成分としての役割を果たす。 Modulated optical signal produced by the modulator 330 will eventually serve as separately modulated component of the TMM signals applied to the fiber 350 by OMC module 340.

代替実施形態では、レーザー310は、変調器330に直接結合されるまたはファイバーを通じてではなく、自由空間を通じて変調器に結合されてもよい。 In an alternative embodiment, the laser 310, rather than through direct coupled by or fiber to the modulator 330 may be coupled to the modulator through free space.

OMCモジュール340の1つの機能は、N本の単一モードファイバー332を介して受信されたN個の変調光信号をファイバー350に適切に結合することである。 One function of OMC module 340 is to properly combine the N modulated optical signals received through the single mode fiber 332 of the N to the fiber 350. より具体的には、OMCモジュール340によって受信された各変調光信号は、実質的にファイバー350の選択された単一横モードに結合され、異なる変調光信号は、異なる横モードに結合される。 More specifically, the modulated optical signal received by OMC module 340 is coupled to a single transverse mode selected substantially fiber 350, different modulated optical signal is coupled to a different transverse modes. 本明細書で使用されるように、語句「信号を実質的に単一横モードに結合すること」は、2つの可能だが、しかし相互排他的でない意味を有することができる。 As used herein, the phrase "substantially binding to single transverse mode signal", but two possible, but can have a meaning not mutually exclusive. 第1の意味によれば、この語句は、信号の全エネルギーの少なくとも約50%(およびおそらくは約80%または90%よりも多く)が1つの選択された横モードに結合することを意味する。 According to the first meaning of the phrase means that at least about 50% of the total energy of the signal (greater than, and possibly about 80% or 90%) is bound to one selected transverse mode. 第2の意味によれば、この語句は、マルチモードファイバーに結合される信号の全エネルギーの一部分について、その部分の少なくとも約50%(およびおそらくは約80%または90%よりも多く)が1つの選択された横モードに入り、一方その部分の残りが他の横モードに入ることを意味する。 According to the second meaning of the phrase, for a fraction of the total energy of the signal coupled to the multi-mode fiber, (more than, and possibly about 80% or 90%) at least about 50% of the portion of one enter the selected transverse mode, while the remainder of the part is meant to enter the other transverse modes. 個々の光信号が、実質的にマルチモードファイバー(例えば、ファイバー350)の単一横モードにそのファイバーの近接終端で結合され(例えば、OMCモジュール340によって)、それによってマルチモードファイバーに送り出されるTMM信号の光成分に変換されるとき、TMM信号のその光成分は、「マルチモードファイバーの近接終端でのマルチモードファイバーの単一横モードに対応する」と言われる。 TMM individual optical signals is substantially multimode fiber (e.g., fiber 350) is coupled in a close end of the fiber in a single transverse mode (e.g., by OMC module 340), which is thereby fed to the multi-mode fiber when converted into light components of the signal, the light component of the TMM signal is said to be "corresponding to a single transverse mode of the multimode fiber in a close-end of the multimode fiber".

送信機300の一実施形態では、数Nは、ファイバー350によって支援される横モードの総数と同じであるように選択される。 In one embodiment of the transmitter 300, the number N is chosen to be the same as the total number of transverse modes that are supported by the fiber 350. 言い換えれば、送信機300のこの実施形態は、マルチモードファイバー350の横モードの各々およびすべてにそれぞれの別々に変調された光信号をポピュレートさせる能力があるOMCモジュール340を用いる。 In other words, this embodiment of a transmitter 300, used OMC module 340 to each and every transverse mode of the multimode fiber 350 has its own ability to populate the separately modulated optical signal.

図3Bは、OMCモジュール340によって行われる光ビーム成形を図式的に示す。 Figure 3B schematically shows a light beam shaping performed by the OMC module 340. より具体的には、図3Bの異なるパネルは、ファイバー350の終端348でOMCモジュール340によって作成されてもよいさまざまな位相/場強度(PFS)パターンを示し、異なるパネルは、OMCモジュールの異なる光チャネルに対応する。 More specifically, different panels of Figure 3B, shows a good variety of phase / field strength (PFS) patterns created by the OMC module 340 at the end 348 of the fiber 350, different panels, light of different OMC module corresponding to the channel. 各PFSパターンは、次の色彩体系を使用して図3Bで表される:(i)色の飽和度は、光場強度を表し、(ii)色それ自体は、光場の位相を表す。 Each PFS pattern, using the following color scheme represented by Fig 3B: (i) color saturation represents the optical field strength, (ii) the color itself, represents the optical field phase. 例えば、明るい赤色は、暗い赤色よりも低い光場強度に対応する。 For example, a bright red corresponds to low optical field intensity than darker red. 青から赤への虹のような色の変化は、−πから+πへの位相の連続的な変化を表す。 Color change, such as the rainbow from blue to red, representing a continuous change of the phase to from -π + π.

OMCモジュール340の各光チャネルについて、ファイバー350の終端348でそのチャネルによって作成されるPFSパターンは、そのチャネルに割り当てられる横モードのPFSパターンに実質的に一致する。 For each optical channel OMC module 340, PFS pattern created by the channel at the end 348 of the fiber 350 is substantially matched to PFS pattern of transverse modes that are assigned to that channel. 上で示されたモード結合損失が、これらのPFSパターン間の不一致によって引き起こされることもあることが当業者には理解されよう。 Mode coupling loss indicated above may be also be caused by a mismatch between these PFS pattern will be understood by those skilled in the art. モード結合損失に対応する光エネルギーは、ファイバー350の他の横モードに寄生的に結合されかつ/またはファイバーによって完全に排斥されることもある。 Optical energy corresponding to the mode coupling loss, also be completely expelled by parasitically coupled and / or fibers other transverse mode of the fiber 350.

本明細書で使用されるように、術語「実質的に一致する」は、光チャネルによって生成されるPFSパターンと対応する横モードのPFSパターンとの間の差が、比較的小さく、2つの可能だが、しかし相互排他的でない基準の少なくとも1つを満たすことを意味する。 As used herein, the term "match substantially", the difference between the transverse modes of the PFS pattern corresponding to the PFS pattern produced by the light channel, a relatively small, two possible But, but it means that satisfies at least one criterion is not mutually exclusive. 第1の基準によれば、その差は、光チャネルによって生成されるPFSパターンの全エネルギーの少なくとも約50%(およびおそらくは約80%または90%よりも多く)が対応する横モードに結合するほど小さい。 According to a first reference, the difference is, the more the total energy of at least about 50% of the PFS pattern generated by the optical channel (and more possibly than about 80%, or 90%) is coupled to a corresponding transverse mode small. 第2の基準によれば、その差は、マルチモードファイバーに結合される光チャネルによって生成されるPFSパターンの全エネルギーの一部分について、その部分の少なくとも約50%(およびおそらくは約80%または90%よりも多く)が対応する横モードに入り、一方その部分の残りが他の横モードに入るほど小さい。 According to the second reference, the difference is, the portion of the total energy of the PFS pattern generated by the optical channels are coupled to a multimode fiber, at least about 50% of the part (and possibly 80% or 90% more than) enters the corresponding transverse mode, whereas small enough remainder of the part enters the other transverse modes.

図3Bの異なるPFSパターンに対応する異なる横モードは、次の表記法を使用してラベルを付けられる。 Different transverse modes corresponding to different PFS patterns Figure 3B is labeled using the following notation. 文字「LP」は、「直線偏光した」を表す。 Letter "LP" represents the "linearly polarized." ラベルで「LP」に続く数字は、指定された順序で、2つの量子化パラメーターの値を与える。 Numbers following "LP" in label in the specified order, give the values ​​of the two quantization parameters. 各横モードについて、第1の量子化パラメーターは、ファイバー軸周りの1方位角回転当たり2πの大きさの位相増分の数を与え、第2の量子化パラメーターは、ファイバー半径にわたるπの大きさの位相増分の数を与える。 For each transverse mode, the first quantization parameters gives the number of the magnitude of the phase increments of 1 azimuthal rotation per 2π around the fiber axis, the second quantization parameter, the π over the fiber radius size of It gives the number of phase increments. 例えば、LP01と表される横モードは、(i)方位角位相増分を有さず、(ii)1つの半径方向位相増分を有する。 For example, the transverse mode, denoted LP01 has no (i) azimuth phase increment, having (ii) 1 one radial phase increments. 同様に、LP32と表される横モードは、(i)3つの方位角位相増分および(ii)2つの半径方向位相増分を有する。 Similarly, transverse mode, denoted LP32 has (i) 3 single azimuth phase increment and (ii) 2 one radial phase increments.

もしOMCモジュール340が8つの光チャネルを有するならば、そのとき次の代表的なモード割り当てが、使用されてもよい:(Ch.1)−LP01、(Ch.2)−LP11、(Ch.3)−LP21、(Ch.4)−LP02、(Ch.5)−LP31、(Ch.6)−LP12、(Ch.7)−LP41、および(Ch.8)−LP22。 If if OMC module 340 has eight optical channels, then the following representative mode assignment may be used: (Ch.1) -LP01, (Ch.2) -LP11, (Ch. 3) -LP21, (Ch.4) -LP02, (Ch.5) -LP31, (Ch.6) -LP12, (Ch.7) -LP41, and (Ch.8) -LP22. 他のモード割り当てが、本発明の範囲および原理から逸脱することなく同様に使用されてもよく、そのモード割り当てによればOMCモジュール340の各光チャネルは、ファイバー350の割り当てられた横モードのPFSパターンに実質的に一致するPFSパターンを作成するように構成されることが当業者には理解されよう。 Other modes assignment may be used as well without departing from the scope and principles of the present invention, each optical channel OMC module 340 according to the mode assignment, the transverse modes assigned fiber 350 PFS be configured to create a substantially matching PFS pattern in the pattern it will be appreciated by those skilled in the art.

図3Bは、1つの可能な横モード基底系に対応し、各々が複数の相互に直交する横モードを備える他の基底系が、OMCモジュール340を実装するために同様に使用されてもよいことが当業者には理解されよう。 Figure 3B corresponds to one possible transverse modes basis sets, other basis set comprising a transverse mode, each perpendicular to a plurality of mutually, it may be used as well to implement the OMC module 340 There will be understood by those skilled in the art.

図4A−Bは、本発明の一実施形態によるOMCモジュール340(図3)として使用されてもよいOMCモジュール400を例示する。 Figure 4A-B illustrate a good OMC module 400 be used as the OMC module 340 according to an embodiment of the present invention (FIG. 3). より具体的には、図4Aは、OMCモジュール400のブロック図を示す。 More specifically, FIG. 4A shows a block diagram of OMC module 400. 図4Bは、OMCモジュール400で使用されてもよい位相マスク420を示す。 Figure 4B shows good phase mask 420 be used in OMC module 400.

OMCモジュール400は、2つの光チャネルを有し、そのため、2本の入力ファイバー332に結合されるように示される(図3Aもまた参照)。 OMC module 400 has two optical channels, therefore, (see also FIG. 3A) which is shown coupled to two input fibers 332. OMCモジュール400は、3つ以上の光チャネルを有するように直接的に変更されてもよいことが当業者には理解されよう。 OMC module 400 that may be directly modified to have three or more optical channels will be understood by those skilled in the art. より具体的には、新しい光チャネルは、OMCモジュール400でチャネル2を形成するために使用されるそれに似た光学素子の組を追加することによって作成されてもよい。 More specifically, the new optical channel may be created by adding a set of optical elements similar to that used to form the channel 2 in OMC module 400.

OMCモジュール400は、2つのレンズ410を有し、その各々は、ファイバー332のそれぞれの1本によってOMCモジュールに印加されるそれぞれの発散光ビームを平行にする。 OMC module 400 has two lenses 410, each of which is parallel to each of the divergent light beam applied to the OMC module by a respective one of the fiber 332. 結果として生じる平行ビームの各々は、位相マスク420のそれぞれの1つを通り抜けて、対応する位相フィルター処理されたビーム422を生成する。 Each parallel beam resulting, passes through the respective one of the phase mask 420, to produce a corresponding phase the filtered beam 422. 複数のミラー430は次いで、2つの位相フィルター処理されたビーム422を空間的に重ね合わせ、結果として生じる「重ね合わされた」ビーム432をファイバー350の方へ向ける。 A plurality of mirrors 430 then directs the two phases filtered beam 422 were spatially overlapped, the result "superimposed" occurs as a beam 432 towards fiber 350. ミラー430 は、半透明ミラーであり、一方ミラー430 −430 は、通常の不透明ミラーである。 Mirror 430 4 is a semi-transparent mirror, whereas the mirror 430 1 -430 3 is usually opaque mirror. 2つのレンズ442および446ならびに開口444は、ビーム432を圧縮し(すなわち、そのサイズを低減し)、空間的にフィルター処理して出力ビーム452を作成するために使用され、その出力ビームは、ファイバー350の終端348に当たり、図3Bで示されるPFSパターンの目的とする重ね合わせを生成する。 The two lenses 442 and 446 and the opening 444, to compress the beam 432 (i.e., to reduce its size), is used to create an output beam 452 and spatially filtering, the output beam, fiber per the end 348 of the 350, to generate a superposition of interest of PFS pattern shown in Figure 3B.

OMCモジュール400の2つの光チャネルに割り当てられる横モードに応じて、位相マスク420 および420 は、例えば図4Bで示される位相マスクの取り合わせから適切に選択される。 Depending on the transverse mode assigned to the two optical channels of OMC module 400, 2 phase mask 420 1 and 420 are suitably selected from the assortment of the phase mask illustrated in FIG. 4B, for example. 例えば、もしOMCモジュール400の特定の光チャネルが、ファイバー350のLP11モードを割り当てられるならば、そのとき図4BでLP11のラベルを付けられた位相マスクが、その光チャネルでの位相マスク420として使用される。 For example, if a particular optical channel of OMC module 400, if assigned the LP11 mode of the fiber 350, then the phase mask that has been labeled in LP11 in FIG. 4B, using a phase mask 420 in the optical channel It is. 同様に、もしOMCモジュール400の特定の光チャネルが、ファイバー350のLP21モードを割り当てられるならば、そのとき図4BでLP21のラベルを付けられた位相マスクが、その光チャネルでの位相マスク420として使用されるなどである。 Similarly, if a particular optical channel of OMC module 400, if assigned the LP21 mode of the fiber 350, then the phase mask that has been labeled in LP21 in FIG. 4B, as the phase mask 420 in the optical channel and the like are used. 位相マスク420によって課せられる位相フィルター処理および開口444によって課せられる空間フィルター処理の複合効果は、光チャネルが、ファイバー350の終端348で図3Bで示されるPFSパターンの目的とする1つを生成し、それによって光チャネルからの光信号をファイバーの対応する横モードに効果的に結合することである。 The combined effect of the spatial filtering imposed by phase filtering and aperture 444 imposed by the phase mask 420, optical channels, to generate one of interest of the PFS pattern shown in Figure 3B at the end 348 of the fiber 350, whereby it is effectively binding to the transverse mode corresponding optical signal of the fiber from the optical channel.

図4Bで示される位相マスクのいくつかは、二値位相マスク(すなわち、2つの可能な位相シフト、例えば0かまたはπの1つだけを局所的に課すことができる位相マスク)であることに留意されたい。 Some of the phase mask illustrated in Figure 4B, the binary phase mask to be (i.e., two possible phase shifts, e.g., 0 or phase mask may be locally impose only one [pi) It should be noted. 特に、LP01、LP02、およびLP03モードに対応する位相マスクは、二値位相マスクである。 In particular, LP01, LP02, and phase mask corresponding to LP03 mode is a binary phase mask. 図4Bで示される残りの位相マスクは、位相マスクの異なる部分が連続的な位相シフト範囲から選択される位相シフトを課すことができるので、「アナログ」位相マスクである。 The remaining phase mask illustrated in FIG. 4B, it is possible to impose a phase shift different parts of the phase mask is selected from a continuous phase-shift range is "analog" phase mask. アナログ位相マスクは、次の色彩体系を使用して図4Bで示される:(i)異なる色は、連続的な2π間隔で異なる位相シフトを表し、(ii)同じ色の異なるバンドは、2πの整数倍だけ互いに異なる位相シフトを表すこともある。 Analog phase mask, by using the following color scheme shown in Figure 4B: (i) different colors represent different phase shifts in a continuous 2π interval, (ii) different bands of the same color, the 2π sometimes it represents an integer number different phase shifts.

一実施形態では、OMCモジュール400は、2つの別個の位相マスク420 および420 の代わりに単一の比較的大きな連続的な位相マスクを用いてもよい。 In one embodiment, OMC module 400 may use two separate single, relatively large continuous phase mask in place of the phase mask 420 1 and 420 2. この比較的大きな連続的な位相マスクは、これから後は「多重区分位相マスク」と呼ばれ、それの異なる区分(部分)では、図4Bから2つ以上の位相マスクを含有してもよい。 This relatively large continuous phase mask after now called "multiple classification phase mask", the different classification it (partial), may contain two or more phase masks from Figure 4B. 多重区分位相マスクのこれらの区分は、1つの区分が位相マスク420 としての役割を果たし、別の区分が位相マスク420 としての役割を果たすように配置される。 These sections of multi-segment phase mask, one section plays a role as a phase mask 420 1, another segment is arranged to serve as the phase mask 420 2.

図5は、本発明の別の実施形態によるOMCモジュール340(図3)として使用されてもよいOMCモジュール500のブロック図を示す。 Figure 5 shows a block diagram of another embodiment according to the OMC module 340 (FIG. 3) Good OMC module 500 be used as the present invention. OMCモジュール500は一般に、OMCモジュール400(図4)に類似しており、レンズ410、442、および446、ミラー430、ならびに開口444などの同じ要素の多くを使用する。 OMC module 500 is generally similar to the OMC module 400 (FIG. 4), a lens 410,442, and 446, a mirror 430, and uses many of the same elements, such as opening 444. これらの要素の記述は、ここでは繰り返されない。 Description of these elements is not repeated here. 代わりに、次に来るOMCモジュール500の記述は、OMCモジュール400と500との間の差に焦点を合わせる。 Instead, the description of the OMC module 500 comes next focuses on the difference between the OMC module 400 and 500.

OMCモジュール400と500との間の1つの差は、後者が位相マスク420の代わりに空間光変調器(SLM)520を用いることである。 One difference between the OMC module 400 and 500, the latter is to use a spatial light modulator (SLM) 520 in place of the phase mask 420. 一実施形態では、SLM520は、液晶オンシリコン型(LCOS)SLMである。 In one embodiment, SLM520 is a liquid crystal on silicon type (LCOS) SLM. SLM520として使用されてもよい代表的なLCOS SLMは、例えばM. Typical LCOS SLM that may be used as SLM520, for example M. G. G. Robinson、J. Robinson, J. Chen、G. Chen, G. D. D. Sharp、Wiley、Chichester(England)、2005年、第11章、257−275頁による「Polarization Engineering for LCD Projection」で述べられ、それの教示は、参照によりそれの全体が本明細書に組み込まれる。 Sharp, Wiley, Chichester (England), 2005 years, Chapter 11, described in "Polarization Engineering for LCD Projection" by pages 257-275, it teachings, overall it is incorporated by reference herein. SLM520としての使用に適している可能性があるLCOS SLMはまた、例えば米国特許第7,268,852号、第6,940,577号、および第6,797,983号で開示され、それはすべて、参照によりそれらの全体が本明細書に組み込まれる。 LCOS SLM may be suitable for use as SLM520 may also, for example, U.S. Pat. No. 7,268,852, is disclosed in Patent No. 6,940,577, and No. 6,797,983, it all by reference in their entirety are incorporated herein. SLM520として使用されてもよい適切なLCOS SLMは、JVC Corporationによって製造され、JVCプロジェクターモデルDLA−HD2Kの一部として市販されている。 Good suitable LCOS SLM be used as SLM520 is manufactured by JVC Corporation, which are commercially available as part of the JVC Projector Model DLA-HD2K.

SLM520は、OMCモジュール500のそれぞれチャネル1およびチャネル2について必要な位相フィルター処理を行うように構成される2つのエリア524 および524 を有する。 SLM520 have respective channels 1 and two areas 524 1 and 524 2 is configured to perform phase filter required for channel 2 of OMC module 500. より具体的には、エリア524 は、位相マスク420 (図4Aを参照)のそれに似た位相フィルター処理をもたらす空間変調パターンを表示するように構成される。 More specifically, area 524 1 is configured to display the spatial modulation pattern that provides a phase filter processing similar to that of the phase mask 420 1 (see FIG. 4A). 同様に、エリア524 は、位相マスク420 (また図4Aを参照)のそれに似た位相フィルター処理をもたらす空間変調パターンを表示するように構成される。 Similarly, the area 524 2 is configured to display the spatial modulation pattern that provides a phase filter processing similar to that of the phase mask 420 2 (also see FIG. 4A).

SLM520は、再構成可能なデバイスであるので、それは、それのさまざまなエリア、例えばエリア524 および524 で表示されるパターンを動的に変えるまたは調節するために使用されてもよい。 SLM520 is because it is reconfigurable device, it various areas of it, may be used to dynamically alter or modulate the pattern displayed by the example area 524 1 and 524 2. この特徴は、例えばマルチモードファイバー350の関連する特性の対応する変化を引き起こすこともある変化する動作条件の下で、OMCモジュール500の異なる光チャネルについて横モード割り当ての比較的容易な変更を可能にし、かつ/またはOMCモジュールの異なる光チャネルについて最適光結合を維持するのに有用である可能性がある。 This feature, for example, under the corresponding may also cause changes in varying operating conditions of the relevant characteristics of the multimode fiber 350, and allows relatively easy change of the transverse modes allocated for different optical channels of OMC module 500 and / or it may be useful in maintaining optimal optical coupling for different optical channels of OMC module.

OMCモジュール500は、2つの偏光ビームスプリッター528を使用して、レンズ410によって作成された平行ビームをSLM520の方へかつSLMによって作成された位相フィルター処理されたビームをミラー430の方へ適切に向ける。 OMC module 500, using two polarization beam splitter 528, properly orient the phase the filtered beam created by and SLM towards SLM520 parallel beam that is created towards the mirror 430 by the lens 410 . 一実施形態では、4分の1波長板(図5では明確に示されない)が、偏光ビームスプリッター528とSLM500との間に挿入されてもよく、その板を通って伝送されるビームの偏光を適切に回転させて偏光ビームスプリッターが平行ビームをSLMの方へ向け、一方位相フィルター処理されたビームをミラー430の方へ向けることを可能にする。 In one embodiment, a quarter-wave plate (not shown clearly in FIG. 5) may be inserted between the polarization beam splitter 528 and the SLM 500, the polarization of the beam that is transmitted through the plate It is properly rotated toward the polarization beam splitter parallel beam towards the SLM, whereas it possible to phase the filtered beam directed towards the mirror 430. 代替実施形態では、SLM500は、反射光の偏光を回転させて偏光ビームスプリッター528が同じビームルーティングをすることを可能にするように設計されてもよい。 In an alternative embodiment, the SLM 500 rotates the polarization of the reflected light is polarized beam splitter 528 may be designed to allow for the same beam routing.

一実施形態では、OMCモジュール500は、また偏光多重化もされるTMM信号を作成するために使用されてもよい。 In one embodiment, OMC module 500 also may be used to create a TMM signal also polarization multiplexing. 特に、もしSLM520それ自体が、実質的に偏光非感受性であるならば、そのとき同じSLMは、偏光多重化に使用される両方の偏光を処理するために使用されてもよい。 In particular, if SLM520 itself, if it is substantially polarization insensitive, then the same SLM may be used to process the polarization of both used for polarization multiplexing.

図6は、本発明のなお別の実施形態によるOMCモジュール340(図3)として使用されてもよいOMCモジュール600のブロック図を示す。 Figure 6 shows a block diagram of yet another embodiment according to the OMC module 340 (FIG. 3) Good OMC module 600 be used as the present invention. OMCモジュール600は一般に、OMCモジュール400および500(図4および5)に機能的に類似している。 OMC module 600 is generally functionally analogous to the OMC module 400 and 500 (FIGS. 4 and 5). しかしながら、OMCモジュール600は、それが体積ホログラム620を用いるという点でOMCモジュール400および500とは異なり、その体積ホログラムは一般に、三次元位相マスクと見なされてもよい。 However, OMC module 600, it is different from the OMC module 400 and 500 in terms of using the volume hologram 620, the volume hologram is generally may be considered a three-dimensional phase mask. 体積ホログラム620と対照的に、位相マスク420およびSLM520は一般に、薄膜または二次元位相マスクと見なされてもよいことに留意されたい。 In contrast to the volume hologram 620, the phase mask 420 and SLM520 Generally, it should be noted that it may be regarded as a thin film or a two-dimensional phase mask.

OMCモジュール600では、体積ホログラム620は、少なくとも2つの異なる機能を果たす。 In OMC module 600, a volume hologram 620 serves at least two different functions. これらの機能の第1のものは、OMCモジュール400での位相マスク420およびOMCモジュール500でのSLM520のそれに似た位相フィルター処理機能である。 The first of these features is the phase filtering function similar to that of SLM520 in the phase mask 420 and the OMC module 500 in OMC module 400. これらの機能の第2のものは、ミラー430のそれに似たビーム結合機能である。 The second of these functions, a beam combining functionality similar to that of the mirror 430. 体積ホログラム620は、対応する光ビームが体積ホログラムの異なるサブ体積部を横断するので、必要な異なる位相フィルター処理をファイバー332から受信された異なる光信号に適用する能力がある。 Volume hologram 620, because the corresponding light beam traverses the sub-volume portion having different volume hologram, is capable of applying a different phase filtering required different optical signal received from the fiber 332. またこの理由のため、体積ホログラム620は、異なる光信号について伝搬方向を異なる量だけ変える能力もある。 Also for this reason, the volume hologram 620 is also capable of changing an amount different propagation directions for different optical signal. 体積ホログラムは、当技術分野で知られており、例えば米国特許第7,416,818号、第7,323,275号、および第6,909,528号でより詳細に述べられ、それらはすべて、参照によりそれらの全体が本明細書に組み込まれる。 Volume hologram are known in the art, for example, U.S. Patent No. 7,416,818, No. 7,323,275, and discussed in more detail. No. 6,909,528, all of by reference in their entirety are incorporated herein.

OMCモジュール600は、3つの光チャネルを有するように例示的に示される。 OMC module 600, illustratively shown as to have three optical channels. OMCモジュール600は、異なる数の光チャネルを有するように直接的に変更されてもよいことが当業者には理解されよう。 OMC module 600 may be directly modified to have a different number of optical channels it will be understood by those skilled in the art.

図7は、本発明の別の実施形態によるノード110(図1)で使用されてもよい光送信機700のブロック図を示す。 Figure 7 shows a block diagram of another embodiment according to the node 110 may optical transmitter 700 is also used in (Fig. 1) of the present invention. 送信機300(図3)と同様に、送信機700は、別々に変調された光信号を出力ファイバー(すなわち、ファイバー750)のそれぞれの横モードに選択的に結合する能力を有する。 Like the transmitter 300 (FIG. 3), the transmitter 700 outputs separately modulated optical signal fiber (i.e., fiber 750) having the ability to selectively bind to the respective transverse modes. しかしながら、加えて、送信機700は、送信機の変調および偏光多重化(MPM)モジュール712での、偏光ビームスプリッター714および偏光コンバイナー734の使用によって可能になる偏光多重化(PM)能力を有する。 However, in addition, the transmitter 700 has at the transmitter modulation and polarization multiplexing (MPM) module 712, a polarization multiplexing (PM) capability made possible by the use of the polarization beam splitter 714 and the polarization combiner 734. 送信機700は、偏光当たり3つの光チャネルを有するように例示的に示される。 The transmitter 700 is exemplarily shown is to have three optical channels per polarization. 送信機700は、偏光当たり異なる数のチャネル(例えば、2または3よりも多く)を有するように直接的に変更されてもよいことが当業者には理解されよう。 Transmitter 700, a different number of channels per polarization (e.g., more than 2 or 3) directly to the person skilled in the art that may be modified to have will be understood.

送信機700は、指定波長の出力光ビームを発生させるように構成されるレーザー710を有する。 The transmitter 700 has a configured laser 710 to generate an output light beam of a specified wavelength. レーザー710は、MPMモジュール712に供給し、そこでは偏光ビームスプリッター714が、レーザーによって生成されたビームを相互に直交する偏光を有するビーム716 および716 に分割する。 Laser 710 is supplied to a MPM module 712, where the polarization beam splitter 714 splits the beam 716 1 and 716 2 having a polarization orthogonal to beam generated by a laser to each other. MPMモジュール712はさらに、2つのパワースプリッター720を有し、それの各々は、偏光ビームスプリッター714から受信されたそれぞれの偏光ビームを3方向に分割し、結果として生じる3つのビームを3本の単一モードファイバー722に結合する。 MPM module 712 further includes two power splitters 720, each which divides each polarized light beam received from the polarization beam splitter 714 in the three directions, the three beams three single resulting It is coupled to one mode fiber 722. 各ファイバー722は、それのそれぞれのビームを対応する光変調器730に向け、そこでそのビームは、制御信号728を介して変調器に供給されるデータで変調される。 Each fiber 722 directs a respective beam of its corresponding optical modulator 730, where the beam is modulated by the data supplied to the modulator via the control signal 728. 変調器730によって作成された変調光信号は、単一モードファイバー732に結合され、対応する偏光コンバイナー734に向けられる。 Modulated optical signal produced by the modulator 730 is coupled to a single mode fiber 732 is directed to a corresponding polarization combiner 734. 各偏光コンバイナー734は、2つの受信された直交偏光の信号を結合させて対応するPM信号にし、次いでそのPM信号を、それぞれの単一モードファイバー736を介して、OMCモジュール740に向ける。 Each polarization combiner 734, to combine the signals of the two received orthogonal polarizations to PM signal corresponding to, and then the PM signal, via the respective single mode fiber 736 directs OMC module 740.

代替実施形態では、送信機700は、図7で示されるファイバー結合の少なくともいくつかの代わりにまたはそれに加えて、直接光結合または自由空間を通じての光結合を使用することができる。 In an alternative embodiment, the transmitter 700 may be used in addition to or in at least some alternative fiber coupling shown in FIG. 7, the optical coupling through direct optical coupling or free space.

送信機700のOMCモジュール740は一般に、送信機300(図3)のOMCモジュール340に類似しており、3つの受信PM信号をファイバー750に適切に結合する役割を果たす。 The OMC module 740 of the transmitter 700 is generally similar to the OMC module 340 of transmitter 300 (FIG. 3), serves to appropriately combine the three received PM signal to fiber 750. より具体的には、OMCモジュール740によって受信された各PM信号は、ファイバー750の選択された横モードに結合され、異なるPM信号は、異なる横モードに結合される。 More specifically, each PM signal received by OMC module 740 is coupled to a selected transverse mode of the fiber 750, different PM signal is coupled to a different transverse modes. 個々のPM信号(それは2つの直交偏光成分を有する)について、それの偏光成分の各々は、OMCモジュール740で実質的に同じ位相フィルター処理を受ける。 Individual PM signal (which has two orthogonal polarization components) for, for each of the polarization components it receives substantially the same phase filter with OMC module 740. さまざまな実施形態では、OMCモジュール740は、OMCモジュール400、500、および600(図4−6を参照)と同様に実装されてもよい。 In various embodiments, OMC module 740, OMC modules 400, 500, and 600 may be implemented in the same manner (see Figure 4-6). しかしながら、OMCモジュール740を設計する場合には、前記OMCモジュールが実質的に偏光非感受性であることを可能にするために、特別な注意が、それの偏光取扱い特性に払われる。 However, when designing the OMC module 740, in order to allow the OMC module is substantially polarization insensitive, special attention is paid to the polarization handling properties of it.

図8は、本発明のなお別の実施形態によるノード110(図1)で使用されてもよい光送信機800のブロック図を示す。 Figure 8 shows a block diagram of which may optical transmitter 800 is used in the node according to yet another embodiment of the present invention 110 (FIG. 1). 送信機300および700(図3および7を参照)の各々と同様に、送信機800は、光通信信号を出力ファイバー(すなわち、ファイバー850)のさまざまな横モードに選択的に結合する能力を有する。 As with each of the transmitters 300 and 700 (see FIGS. 3 and 7), the transmitter 800 has the ability to selectively bind an optical communication signal output fiber (i.e., fiber 850) in various transverse modes . 送信機700と同様に、送信機800は、3つのMPMモジュール812の使用によって可能になる偏光多重化能力を有し、それの各々は、MPMモジュール712(図7を参照)に類似している。 Like the transmitter 700, the transmitter 800 has three polarization multiplexing capability made possible by the use of MPM module 812, it respectively is similar to MPM module 712 (see Figure 7) . しかしながら、加えて、送信機800は、WDM能力を有する。 However, in addition, the transmitter 800 includes a WDM capacity. それ故に、送信機800は、3つの異なる種類の多重化:横モード多重化(TMM)、偏光多重化(PM)、および波長分割多重化(WDM)を使用する。 Therefore, the transmitter 800 includes three different types of multiplexing: transverse mode multiplexing (TMM), using the polarization multiplexing (PM), and wavelength division multiplexing (WDM).

送信機800は、3つのTMMチャネル、3つのWDMチャネル、および2つのPMチャネルを有し、それは、送信機が18個の別々に変調された光通信信号に至るまで(励起横モード当たり6個に至るまで)を有するTMM信号を生成することを可能にする。 Transmitter 800 includes three TMM channels, three WDM channels, and has two PM channels, it is 6 per up (excitation transverse mode leads to transmitter 18 separately modulated optical communication signal It makes it possible to generate a TMM signal having leading up) to. 送信機800は、任意の所望の方法で異なる数の別々に変調された成分を生成し、それらをファイバー850の選択された横モードに結合することが可能であるように比較的直接的に変更されてもよいことが当業者には理解されよう。 The transmitter 800 may generate a different number of separately modulated components in any desired manner, relatively changed directly to them which is capable of binding to a selected transverse mode of the fiber 850 it may be it will be understood by those skilled in the art.

送信機800の各WDMチャネルは、指定波長を発生させ、それをそれぞれのMPMモジュール812に印加するそれぞれのレーザー810を有する。 Each WDM channel of the transmitter 800 generates a specified wavelength, having respective laser 810 which applies it to each of the MPM module 812. MPMモジュール812の3つの出力は、異なるWDMチャネルに対応する光信号間のクロストークを低減することを目的とする比較的狭い帯域通過フィルター処理を行う光フィルター(OF)818に印加される。 Three outputs MPM module 812 is applied to the optical filter (OF) 818 that performs a relatively narrow band pass filter which aims to reduce crosstalk between the optical signals corresponding to the different WDM channels. フィルター処理された信号は、マルチプレクサー826でWDM多重化され、結果として生じるWDM信号は、単一モードまたは統合ファイバー836を介して、OMCモジュール840に向けられる。 The filtered signal is WDM multiplexed in multiplexer 826, WDM signal resulting, via a single mode or integrated fiber 836 are directed to OMC module 840.

送信機800のOMCモジュール840は一般に、送信機300(図3)のOMCモジュール340に類似しており、3つの受信WDM信号をファイバー850に適切に結合する役割を果たす。 The OMC module 840 of the transmitter 800 is generally similar to the OMC module 340 of transmitter 300 (FIG. 3), serves to appropriately combine the three received WDM signal to fiber 850. より具体的には、OMCモジュール840によって受信された各WDM信号は、ファイバー850の選択された横モードに結合され、異なるWDM信号は、異なる横モードに結合される。 More specifically, each WDM signal received by OMC module 840 is coupled to a selected transverse mode of the fiber 850, different WDM signal is coupled to a different transverse modes. マルチモードファイバーの横モードに対応するPFSパターンは、波長に依存するけれども、WDMシステムで使用される典型的なスペクトル帯域は、比較的狭く、それは実際には、すべてのWDMチャネルについて同じ位相マスクの使用を可能にする。 PFS pattern corresponding to the transverse mode of the multimode fiber, but depends on the wavelength, the typical spectral band used in the WDM system is relatively narrow, it is actually the same phase mask for all of the WDM channels to enable the use. 例えば、約1550nmに中心があり、約100nmの全幅を有するスペクトル帯域は、全スペクトル帯域にわたって搬送周波数で約6%の分散を有するだけである。 For example, it centered at about 1550 nm, the spectral band having a full width of about 100nm is only have a dispersion of about 6% at a carrier frequency over the entire spectral band. この比較的小さな分散に起因して、スペクトル帯域の中間近くに位置する波長について設計された位相マスクは、その帯域でのすべての波長について十分に有効に働くことになる。 Due to this relatively small dispersion, the phase mask designed for the wavelength which is located near the middle of the spectrum band would work sufficiently effectively for all wavelengths in the band. その結果、さまざまな実施形態では、OMCモジュール840は、OMCモジュール400、500、および600(図4−6を参照)と同様に実装されてもよい。 As a result, in various embodiments, OMC module 840, OMC modules 400, 500, and 600 may be implemented in the same manner (see Figure 4-6).

光受信機 マルチパスファイバーの横モードは、それらがファイバーの長さに沿って伝搬するときモード間混合を受けることが当技術分野で知られている。 Transverse mode optical receiver multipath fibers, that they are subjected to inter-mode mixing it propagates along the length of the fibers are known in the art. 一般に、モード間混合の影響は、マルチモードファイバーでより強い。 In general, the influence of the inter-mode mixing, stronger in a multi-mode fiber. しかしながら、比較的密接した間隔のコアを有するマルチコアファイバーはまた、比較的強いモード間混合(例えば、コア間クロストーク)を示すこともある。 However, also multi-core fiber has a core of relatively closely spaced, there relatively strong inter-mode mixing (e.g., cross-talk between cores) may exhibit. 結果として、たとえ通信信号が、マルチパスファイバーの前方端部で特定の単一横モードに結合されても、他の横モードが、ファイバーの遠隔端部でその通信信号からの寄与を有することになる。 As a result, even if the communication signal is also coupled to a particular single transverse mode at the forward end of the multi-path fiber, other transverse mode, it has a contribution from the communication signal at the remote end of the fiber Become. それ故に、かなりの量の信号処理が、TMM信号の異なる別々に変調された成分によって運ばれるデータを完全に回復するために受信機で行われる必要がある。 Therefore, the signal processing of the significant amount needs to be done at the receiver in order to fully recover the data carried by the separately modulated components with different TMM signals. 一般に、TMM信号のN個の別々に変調された成分を復号するためには、受信機は、信号の少なくともN個の独立したサンプルを得る必要がある。 In general, in order to decode the N number of separately modulated component of the TMM signal, the receiver needs to obtain at least N independent samples of a signal. これらのサンプルに適用される信号処理は一般に、マルチパスファイバーでのモード間混合の影響を逆転させることを目的とするマトリクス対角化アルゴリズムに基づいている。 Signal processing applied to these samples generally based on a matrix diagonalization algorithm for the purpose of reversing the effects of inter-mode mixing in multipath fiber.

図9は、本発明の一実施形態によるノード110(図1)で使用されてもよい光受信機900のブロック図を示す。 Figure 9 shows an embodiment according to the node 110 block diagram also good light receiver 900 used in (1) of the present invention. 受信機900は、例えばリンク120から入力TMM信号902を受信するように構成されてもよい。 The receiver 900 may be configured to receive an input TMM signal 902 from, for example link 120. TMM信号902は、そのTMM信号のK個のサンプル912を作成するタップモジュール910に印加され、ただしKが、1よりも大きい正の整数である。 TMM signal 902, the TMM signals are applied to the tap module 910 to create a K samples 912, where K is a positive integer greater than 1. 各サンプル912は、LO源920によって供給される局部発振器(LO)信号922を使用して対応するコヒーレント検出器930によってコヒーレントに検出される。 Each sample 912 is detected coherently by coherent detectors 930 corresponding using a local oscillator (LO) signal 922 supplied by the LO source 920. サンプル912からコヒーレント検出器930によって生成された検出結果、例えばサンプルの同相成分Iおよび直角位相成分Qは、デジタルシグナルプロセッサ(DSP)940に印加される。 Detection results generated by the coherent detector 930 from the sample 912, for example, in-phase component I and quadrature component Q samples are applied to a digital signal processor (DSP) 940. 各信号間隔(例えば、ビット周期)にわたって、DSP940は、コヒーレント検出器930 −930 によって生成された検出結果のフルセットを適切に処理して、出力データの流れ942を生成する。 Each signal interval (for example, bit period) over, DSP940 is a full set of detection results generated by the coherent detector 930 1 -930 K and appropriately processed to produce a stream 942 of the output data. タップモジュール910が、TMM信号902の十分なサンプルを作成するならば、DSP940は、TMM信号902として受信機900によって受信されるTMM信号に遠隔送信機によって最初に符号化されたすべてのデータを回復し、流れ942を介して出力することが可能である。 If the tap module 910, to create a sufficient sample of the TMM signal 902, DSP940 is first encoded recover all the data by a remote transmitter TMM signals received by the receiver 900 as TMM signal 902 and, it is possible to output via stream 942.

DSP940の1つの機能は、リンク120に対応するモード混合マトリクスを反転させることであると当業者には理解されよう。 One function of the DSP940 will appreciate that the is a person skilled in the art to invert the mode mixing matrix corresponding to the link 120. 一般に、リンク状態は、時間とともに変化し、それによって通常ミリ秒の時間スケールでまたはより遅く、モード混合マトリクスが同様に変化する結果をもたらす。 In general, the link state is changed with time, results in thus slower than or at the time scale of normal millisecond, mode mixing matrix is ​​changed similarly. 一実施形態では、DSP940は、リンク状態変動に適応して追随するように構成される。 In one embodiment, DSP940 is configured to follow to adapt the link state change. 例えば、DSP940は、当技術分野で知られているように、リンク状態を学習し、それらに適応するためにブラインド適応アルゴリズムを用いることができる。 For example, DSP940, as is known in the art, to learn the link state, it is possible to use a blind adaptive algorithm to adapt to them. 別法としてまたは加えて、時々、DSP940に結合されたコントローラ950は、遠隔送信機が、DSPが現在のモード混合マトリクスを得るためのトレーニングシーケンスを受信機900に送ることを要求してもよい。 Alternatively, or in addition, sometimes, the controller 950 coupled to the DSP940, the remote transmitter may request to send a training sequence for the DSP get the current mode mixing matrix to a receiver 900. 遠隔送信機によってリンク120に印加される代表的なトレーニングシーケンスは、異なる横モードが知られた順序で連続して励起され、その結果1つの横モードだけが任意の所与の時間に励起されるTMM信号を有してもよい。 Typical training sequence applied to the link 120 by a remote transmitter is excited sequentially in the order in which different transverse mode is known, only the result one transverse mode is excited at any given time it may have a TMM signal. DSP940で実装される信号処理はまた、自己モードおよび交差モードファイバー非線形性によって引き起こされる位相シフトなどの、ある非線形障害を補償してもよい。 Signal processing is implemented in DSP940 also such a phase shift caused by self-mode and cross mode fiber nonlinearity may compensate for certain nonlinear failure.

図10A−Bは、本発明の一実施形態による受信機900(図9)で使用されてもよい代表的なモジュールを示す。 Figure 10A-B shows a typical module may be used in the receiver 900 according to an embodiment of the present invention (FIG. 9). より具体的には、図10Aは、タップモジュール910として使用されてもよいタップモジュール1010のブロック図を示す。 More specifically, FIG. 10A shows a block diagram of a good tap module 1010 be used as a tap module 910. 図10Bは、コヒーレント検出器930として使用されてもよいコヒーレント検出器1030のブロック図を示す。 10B shows a block diagram of a good coherent detector 1030 may be used as a coherent detector 930.

図10Aを参照すると、タップモジュール1010は、マルチモードファイバー1002を介してTMM信号902を受信する。 Referring to FIG. 10A, the tap module 1010 receives the TMM signal 902 via a multimode fiber 1002. 平行化レンズ1004は、ファイバー1002によって作成された発散光ビームを平行にし、結果として生じる平行ビームをK−1個の半透明ミラー1006 −1006 K−1および末端不透明ミラー1006 の方へ向ける。 Collimating lens 1004 collimates the diverging light beam created by the fiber 1002 directs a collimated beam resulting towards K-1 pieces of semi-transparent mirror 1006 1 -1,006 K-1 and ends opaque mirror 1006 K . 一実装形態では、異なるミラー1006は、ミラーから反射されたビーム1012 −1012 がほぼ同じ強度を有する結果をもたらす反射率を有する。 In one implementation, different mirrors 1006 having a reflectivity of the beam 1012 1 -1012 K reflected from mirrors result in having approximately the same intensity.

図10Bを参照すると、検出器1030は、単一モードファイバー1016を介してLO源920からLO信号922を受信する。 10B, the detector 1030 receives the LO signal 922 from LO source 920 through the single mode fiber 1016. 平行化レンズ1018は、ファイバー1016によって作成された発散光ビームを平行にし、結果として生じる平行ビームを位相マスク1020の方へ向ける。 Collimating lens 1018 collimates the diverging light beam created by the fiber 1016 directs a collimated beam resulting towards the phase mask 1020. 位相マスク1020は一般に、位相マスク420(図4A−Bを参照)に類似している。 The phase mask 1020 generally similar to the phase mask 420 (see FIG. 4A-B). より具体的には、位相マスク1020は、マルチモードファイバー1002(図10A)の選択された横モードに対応するPFSパターンの拡大(拡張)バージョンであるPFSパターンを有する位相フィルター処理されたビーム1022を作成する。 More specifically, the phase masks 1020, a multi-mode fiber 1002 enlargement of PFS pattern corresponding to the selected transverse mode (Fig. 10A) (extension) phase the filtered beam 1022 having a PFS pattern is version create. すでに上で示されたように、図4Bは、位相マスクの取り合わせを示し、それの各々は、位相マスク1020としての使用に適している。 As already indicated above, Figure 4B shows an assortment of phase masks, each which is suitable for use as a phase mask 1020. 受信機900での各検出器930が、検出器1030を使用して実装されるとき、受信機での検出器1030の異なる事例は一般に、異なる位相マスク1020(例えば、図4Bで示される取り合わせから選択された異なる位相マスク)を有する。 Each detector 930 in the receiver 900, when it is implemented using a detector 1030, different instances are generally of the detector 1030 at the receiver, different phase masks 1020 (e.g., from arrangements shown in Figure 4B having selected different phase masks). さまざまな実施形態では、これらの異なる位相マスク1020は、多重区分位相マスクの異なる区分としてまたはSLM520(図5)に似たSLMの異なる部分を使用して実装されてもよい。 In various embodiments, these different phase masks 1020 may be implemented using different portions of SLM similar to or SLM520 as different sections of multi-division phase mask (Figure 5).

位相フィルター処理されたビーム1022およびビーム1012(それはTMMサンプル912を運び、図9および10Aを参照)は、2×4光ハイブリッド1026に印加され、そこでそれらは、互いにぶつかって4つの干渉信号1032 −1032 を生成する。 Phase the filtered beam 1022 and beam 1012 (which carries the TMM sample 912, see Figure 9 and 10A) are 2 × 4 is applied to the optical hybrid 1026, where they are of four hit each other interfering signals 1032 1 generating a -1032 4. 干渉信号1032 −1032 の各々は、それを対応する電気信号に変換する対応する光検出器(例えば、フォトダイオード)1034に印加される。 Each of the interference signals 1032 1 -1032 4, corresponding photodetector converts it into a corresponding electrical signal (e.g., a photodiode) is applied to 1034. 光検出器1034によって生成された電気信号は、DSP940でのさらなる処理のためにデジタル化され、向けられる。 Electrical signals generated by the photodetector 1034 is digitized for further processing in the DSP940, directed. 検出器1030でハイブリッド1026として使用されてもよい2×4光ハイブリッドは、当技術分野で知られており、代表的な例は、例えば(i)米国特許出願公開第2007/0297806号および(ii)2008年12月18日に出願された米国特許出願第12/338,492号で開示され、それらの両方は、参照によりそれらの全体が本明細書に組み込まれる。 Or 2 × 4 optical hybrid that may be used as a hybrid 1026 by a detector 1030, are known in the art, typical examples are, for example (i) U.S. Patent Application Publication No. 2007/0297806 and (ii ) disclosed in December 18, 2008 U.S. Patent application Serial No. 12 / 338,492, filed, both of which in their entirety are incorporated by reference herein.

干渉信号1032 −1032 の電場E −E はそれぞれ、式(1)によって与えられる: Each electric field E 1 -E 4 interference signals 1032 1 -1032 4, given by equation (1):
ただしE およびE LOは、それぞれ光信号1012および1022の電場である。 However E S and E LO are the electric field of each optical signal 1012 and 1022. 式(1)は、ビーム1032の横断面のすべての点について成り立つことに留意されたい。 Equation (1) It should be noted that holds for all points of the cross-section of the beam 1032. これは、検出器1030が、どのくらいビーム1012および1022が時間内で互いにぶつかるかだけでなく、どのくらいそれらが空間内で互いにぶつかるかをも測定することを意味する。 This detector 1030, how much the beam 1012 and 1022 not only do hit each other in the time, how long which means that they also measured whether collide with each other in space. その上、ファイバー1016の異なる横モードの相互直交性に起因して、異なる位相マスク1020を有する検出器1030の異なる事例は、TMM信号902の異なる横モードに対応する電場を効果的に測定する。 Moreover, due to the orthogonality of the different transverse modes of the fiber 1016, different cases of the detector 1030 having a different phase masks 1020, effectively measures the electric field corresponding to the different transverse modes of TMM signal 902. もしK≧Nならば、そのときコヒーレント検出器930(または1030)は、十分なサンプリングデータを生成して、DSP940が通信リンク120に対応するモード混合マトリクスを適切に反転させ、遠隔送信機(例えば、送信機300)から受信機900にそれを通じて伝送されるTMM信号の別々に変調された成分によって運ばれるデータを回復することを可能にすることが当業者には理解されよう。 If If K ≧ N, then the coherent detector 930 (or 1030) is to generate sufficient sampling data, appropriately reverse the mode mixing matrix DSP940 corresponding to the communications link 120, a remote transmitter (e.g. , allowing to recover the data carried by the separately modulated component of the TMM signals transmitted therethrough to the receiver 900 from the transmitter 300) will be understood by those skilled in the art.

図11は、本発明の別の実施形態によるタップモジュール910として使用されてもよいタップモジュール1110のブロック図を示す。 Figure 11 shows a block diagram of a good tap module 1110 be used as a tap module 910 according to another embodiment of the present invention. タップモジュール1110は、それを通じてTMM信号902を受信するマルチモードファイバー1102を有する。 Tap module 1110, through which a multi-mode fiber 1102 which receives the TMM signal 902. ファイバー1102の長さに沿って、タップモジュール1110は、K個のマルチモードファイバー(MMF)カプラー1106 −1106 およびK−1個のモードスクランブラー1108 −1108 を有する。 Along the length of the fiber 1102, tap module 1110, with K multimode fiber (MMF) Coupler 1106 1 -1106 K and K-1 pieces of mode scrambler 1108 2 -1 108 K. 各MMFカプラー1106は、TMM信号902の一部分を分岐し、その部分を対応する単一モードファイバー1110に結合するファイバータップである。 Each MMF coupler 1106 branches a portion of the TMM signal 902, a fiber tap coupled to a single mode fiber 1110 which corresponds to that portion. ファイバー1110 −1110 によって運ばれる信号1112 −1112 は、受信機900でそれぞれサンプル912 −912 としての役割を果たす。 Signal 1112 1 -1112 K carried by the fiber 1110 1 -1.11 thousand K serves as respective samples 912 1 -912 K at the receiver 900.

各信号1112は、対応するMMFカプラー1106の場所でマルチモードファイバー1102に存在する横モードの線形結合を示す。 Each signal 1112 indicates a linear combination of transverse modes that are present in the multi-mode fiber 1102 in place of the corresponding MMF coupler 1106. モードスクランブラー1108 −1108 は、MMFカプラー1106 −1106 間の横モードをよく混合するので、信号1112 −1112 の各々は、マルチモードファイバー1102での横モードの異なる線形結合を示す。 Mode scrambler 1108 2 -1 108 K, since mixed well transverse mode between MMF coupler 1106 1 -1106 K, each signal 1112 1 -1112 K is different linear combination of transverse modes in the multimode fiber 1102 show. もしK≧Nならば、そのときコヒーレント検出器930は、十分なサンプリングデータを生成して、DSP940が通信リンク120に対応するモード混合マトリクスを適切に反転させ、遠隔送信機(例えば、送信機300)から受信機900にそれを通じて伝送されるTMM信号の別々に変調された成分によって運ばれるデータを回復することを可能にすることが当業者には理解されよう。 If If K ≧ N, then the coherent detector 930 generates a sufficient sampling data, DSP940 appropriately reverse the mode mixing matrix corresponding to the communications link 120, a remote transmitter (e.g., transmitter 300 ) will be understood by those skilled in the art make it possible to recover the data carried by the separately modulated component of the TMM signals transmitted therethrough to the receiver 900 from.

一実施形態では、タップモジュール1110を有する受信機900は、コヒーレント検出器930として、PM信号の検出のために設計されたコヒーレント検出器を使用することができる。 In one embodiment, the receiver 900 having a tap module 1110, as a coherent detector 930, can be used coherent detector designed for the detection of the PM signal. PM信号の検出のためのコヒーレント検出器は、当技術分野で知られており、例えば上記の米国特許出願公開第2007/0297806号および米国特許出願第12/338,492号で開示される。 Coherent detector for the detection of the PM signal are known in the art, for example as disclosed in the above U.S. Patent Application Publication No. 2007/0297806 and U.S. Patent Application No. 12 / 338,492. タップモジュール1110およびPM信号の検出のための複数のコヒーレント検出器を用いる受信機900は、TMMおよびPM多重化の両方を使用して作成される光信号を適切に検出する能力があることが当業者には理解されよう。 The receiver uses a plurality of coherent detectors for the detection of the tap module 1110 and PM signal 900, that is capable of adequately detecting an optical signal that is created using both TMM and PM multiplexing those the skilled in the art will appreciate. 上述の多重化の種類の3つすべて(すなわち、TMM、PM、およびWDM)を使用して作成される光信号を適切に検出する能力があるWDM受信機は、WDM受信機の各WDMチャネルについてTMMおよびPM能力を両方とも有する1つの受信機900を配備することによって構築されてもよいことが当業者にはさらに理解されよう。 All three types of multiplexing the above (i.e., TMM, PM, and WDM) WDM receiver is capable of properly detecting a light signal that is created by using, for each WDM channel of a WDM receiver it may be constructed by deploying one receiver 900 for chromatic both TMM and PM capabilities will be further understood by those skilled in the art.

図12は、本発明の別の実施形態によるノード110(図1)で使用されてもよい光受信機1200のブロック図を示す。 Figure 12 shows a block diagram of another embodiment according to the node 110 good light receiver 1200 also be used (Figure 1) of the present invention. 受信機1200は、マルチモードファイバー1202を介してTMM信号1201を(例えば、リンク120から)受信する。 Receiver 1200, the TMM signal 1201 via a multi-mode fiber 1202 (e.g., link 120) is received. 平行化レンズ1204 は、ファイバー1202によって作成された発散光ビームを平行にし、結果として生じる平行ビーム1205をビームスプリッター1206 −1206 の方へ向ける。 Collimating lens 1204 1 collimates the diverging light beam created by the fiber 1202 directs a collimated beam 1205 resulting towards the beam splitter 1206 1 -1206 4. 一実施形態では、各ビームスプリッター1206は、半透明ミラーである。 In one embodiment, the beam splitter 1206, a semi-transparent mirror.

受信機1200はまた、それの出力を平行化レンズ1204 を通過させて平行LOビーム1221を形成するLO源1220も有する。 Receiver 1200 also has LO source 1220 to form parallel LO beam 1221 is passed through a collimating lens 1204 2 of it output. ビーム1205と同様に、LOビーム1221もまた、ビームスプリッター1206 −1206 の方へ向けられる。 Like the beam 1205, LO beam 1221 is also directed towards the beam splitter 1206 1 -1206 4. ビームスプリッター1206 と1206 との間に位置する90度位相シフター1208は、それを通じて伝送されるビームに90度位相シフトを導入する。 90 degree phase shifter located between the beam splitter 1206 1 and 1206 2 1208 introduces a 90 degree phase shift to the beam transmitted through it.

ビームスプリッター1206 −1206 は、ビーム1205および1221を複数のサブビームに適切に分割し、次いでこれらのサブビームのいくつかを再結合させて、4つのアレイ状検出器(例えば、CCD)1230 −1230 の画素化受光面にぶつかる4つの混合光ビームを生成し、そこで混合光ビームは、対応する干渉パターンを作成する。 Beam splitter 1206 1 -1206 4, the beam 1205 and 1221 appropriately divided into a plurality of sub-beams, and then allowed to recombine some of these sub-beams, four array detector (e.g., CCD) 1230 1 - It generates four mixed light beam striking the pixilated light-receiving surface 1230 4, where the mixed light beam creates a corresponding interference pattern. 各アレイ状検出器1230は、TMM信号1201の信号間隔(例えば、シンボル周期)当たり少なくとも1つの干渉パターンに対応するデータを取得し、出力することを可能にする十分に高い速度で動作する。 Each array detector 1230, signal interval of the TMM signal 1201 (e.g., a symbol period) to obtain data corresponding to the at least one interference pattern per operates at sufficiently high speed that can be outputted. 各干渉パターンは、LO源1220によって生成される参照場およびTMM信号1201の光場を互いにぶつけることによってアレイ状検出器1230の画素化受光面に生成される。 Each interference pattern is generated in the pixel of the light receiving surface of the array detector 1230 by bumping each other optical field of the reference field and TMM signal 1201 generated by the LO source 1220. アレイ状検出器1230は、アレイ状検出器のさまざまな画素でパターンの光強度を測定することによって干渉パターンを取得し、それによって混合ビームの二次元断面強度プロファイルを生成する。 Array detector 1230 obtains an interference pattern by measuring the light intensity of the pattern in different pixels of array detector, to produce a two-dimensional cross-sectional intensity profile of the thus mixed beam.

アレイ状検出器1230 −1230 によって検出された4つの干渉パターンに対応するデータは、処理のためにDSP1240に供給される。 Data corresponding to the four interference patterns detected by an array detector 1230 1 -1230 4 is supplied to the DSP1240 for processing. もしアレイ状検出器1230 −1230 が、十分に高い解像度(例えば、十分に多数の比較的小さな画素)を有するならば、そのときDSP1240は、十分なデータを受信して4つの干渉パターンからTMM信号1201のモード組成を決定する。 If array detectors 1230 1 -1.23 thousand 4 has a sufficiently high resolution (e.g., sufficiently large number of relatively small pixels), then the DSP1240 from four interference patterns received enough data determining the modal composition of the TMM signal 1201. 本明細書では、術語「モード組成」は、マルチモードファイバー1202の横モードの観点からのTMM信号1201の表現のことである。 As used herein, the term "mode composition" refers to a representation of the TMM signal 1201 from the perspective of the transverse modes of the multimode fiber 1202. 典型的には、そのような表現は、適切に重みを付けられた横モードの線形結合である。 Typically, such a representation is a suitably linear combination of transverse modes that are weighted. モード組成の知識はその結果、DSPが通信リンク120に対応するモード混合マトリクスを適切に反転させ、遠隔送信機(例えば、送信機300)から受信機1200にそれを通じて伝送されるTMM信号の別々に変調された成分によって運ばれるデータを回復することを可能にする。 Mode knowledge of composition result, DSP is allowed to appropriately invert the mode mixing matrix corresponding to the communications link 120, a remote transmitter (e.g., transmitter 300) separately of TMM signals transmitted therethrough to the receiver 1200 from It makes it possible to recover the data carried by the modulated component. DSP1240は、データの流れ1242を介して回復されたデータを出力する。 DSP1240 outputs data recovered through the data stream 1242.

アレイ状検出器1230 および1230 は、オプションであり、検出器1030で実装されたそれに似た平衡検出方式を実装するために受信機1200で使用されることが当業者には理解されよう。 Array detector 1230 2 and 1230 4 are optional, it is used in the receiver 1200 to implement the balanced detection scheme similar to that implemented by the detector 1030 will be understood by those skilled in the art. より具体的には、アレイ状検出器1230 −1230 によって検出された4つの干渉パターンは、DSP1240によって処理されてTMM信号1201の2つの断面マップを生成する。 More specifically, four interference patterns detected by an array detector 1230 1 -1230 4 generates two sectional map of TMM signal 1201 is processed by DSP1240. 第1の断面マップは、TMM信号1201の同相マップであり、第2の断面マップは、TMM信号の直角位相マップである。 The first section map is a phase map of the TMM signal 1201, the second section map is a quadrature map of TMM signal. TMM信号1201の同相および直角位相マップを有することは、DSP1240がこれらのマップを使用してTMM信号のモード組成の決定をより速く、より正確に、かつ/またはより効果的にできるので、有利なこともある。 Having an in-phase and quadrature phase map of the TMM signal 1201, DSP1240 is faster determination of modal composition of the TMM signal using these maps, more accurately, and / or because more effectively can be made, advantageous Sometimes.

さまざまな実施形態では、受信機1200は、4つ未満の別個のアレイ状検出器の使用を可能にするために追加の光学部品を含んでもよい。 In various embodiments, the receiver 1200 may include additional optical components in order to enable the use of less than four distinct array detector. 例えば、一実施形態では、受信機1200は、2つの比較的大きなアレイ状検出器を有してもよく:(i)第1の検出器は、第1の検出器の1つの部分がアレイ状検出器1230 としての役割を果たし、一方第1の検出器の別の部分がアレイ状検出器1230 としての役割を果たすように分割され、(ii)第2の検出器は同様に、第2の検出器の1つの部分がアレイ状検出器1230 としての役割を果たし、一方第2の検出器の別の部分がアレイ状検出器1230 としての役割を果たすように分割される。 For example, in one embodiment, the receiver 1200 may have two relatively large array detector: (i) a first detector, one part of the first detector array serve as detectors 1230 1, whereas another portion of the first detector is divided to serve as array detectors 1230 2, (ii) the second detector Similarly, the one part of the two detectors acts as an array detector 1230 3, whereas another portion of the second detector is divided to serve as array detectors 1230 4. 代替実施形態では、受信機1200は、4つの部分に分割される1つの非常に大きなアレイ状検出器を有してもよく、各々は、検出器1230 −1230 の対応する1つとしての役割を果たす。 In an alternative embodiment, the receiver 1200 may have one very large array detector which is divided into four parts, each of detectors 1230 1 -1230 4 of corresponding one as a play a role.

この発明は、説明に役立つ実施形態を参照して述べられたが、この記述は、制限する意味で解釈されることを意図されていない。 The present invention has been described with reference to illustrative embodiments, this description is not intended to be construed in a limiting sense. 述べられた実施形態のさまざまな変更形態、ならびに本発明が関連する当業者には明らかな本発明の他の実施形態は、次の特許請求の範囲で表されるような本発明の原理および範囲内にあると見なされる。 Various modifications of the described embodiments, as well as other embodiments of the present invention are obvious the present invention to those of skill in the art to which the principles and scope of the invention as expressed in the following claims It is considered to be within.

明確にそうでないと述べられない限り、各数値および範囲は、あたかも単語「約」または「近似的に」がその値または範囲の値の前に来るかのように近似的であると解釈されるべきである。 Unless explicitly stated otherwise, each numerical value and range is as if interpreted as the word "about" or "approximately" is approximately as if comes before the value of the value or range it should.

この発明の性質を説明するために述べられ、例示された部品の詳細、材料、および配置のさまざまな変更は、次の特許請求の範囲で表されるような本発明の範囲から逸脱することなく当業者によってなされてもよいことがさらに理解されよう。 Described in order to explain the nature of this invention, details of the illustrated components, the various changes of the material, and arrangement without departing from the scope of the invention as expressed in the following claims it may be made by those skilled in the art will be further understood.

次の方法の特許請求の範囲での要素は、もしあれば、対応するラベル付けを使って特定の順序で列挙されるけれども、特許請求の範囲での列挙がそれらの要素のいくつかまたはすべてを実施するための特定の順序を別の方法で示唆しない限り、それらの要素は、その特定の順序で実施されることに限定されることを必ずしも意図されていない。 The elements in the claims of the following methods, if any, but are recited in a particular sequence with corresponding labeling, some enumeration of those elements in the claims or all unless imply a particular sequence for implementing in a different manner, those elements are not necessarily intended to be limited to being implemented in that particular sequence.

本明細書での「一実施形態」または「1つの実施形態」への言及は、その実施形態に関連して述べられる特定の特徴、構造、または特性が、本発明の少なくとも一実施形態に含まれてもよいことを意味する。 References to "one embodiment" or "one embodiment" in this specification means that a particular feature described in connection with the embodiment, structure, or characteristic included in at least one embodiment of the present invention which means that may be. 本明細書のさまざまな場所での語句「一実施形態では」の表現は、必ずしもすべてが同じ実施形態への言及ではなく、必ずしも他の実施形態について相互排他的な別個のまたは代替実施形態でもない。 Expression phrase "in one embodiment" in various places in the specification are not necessarily references all the same embodiment, nor necessarily other embodiments mutually exclusive separate or alternative embodiments for . 同じことは、術語「実装形態」にも当てはまる。 The same applies to the term "implementation."

またこの記述の目的のためにも、術語「結合する」、「結合している」、「結合した」、「接続する」、「接続している」、または「接続した」は、エネルギーが2つ以上の要素間で移送されることを許され、1つまたは複数の追加の要素の介在が要求されないけれども、想到される、当技術分野で知られているまたは後に開発された任意の方法のことである。 Also for purposes of this description, "binds" the term "attached", "coupled", "connected", "connecting" or "connected" are energy 2 one is allowed to be transported between more elements, but the interposition of one or more additional elements is not required, it is contemplated, of any method or later developed are known in the art it is. 反対に、術語「直接結合した」、「直接接続した」、その他は、そのような追加の要素がないことを示唆する。 Conversely, the term "direct coupled", "directly connected", others suggest that the absence of such additional elements.

本発明は、他の特定の装置および/または方法で具体化されてもよい。 The present invention may be embodied in other specific devices and / or methods. 述べられた実施形態は、すべての点で説明に役立つだけであり、制限するものではないと考えられるべきである。 Described embodiments are only illustrative in all respects, it should not be considered as limiting. 特に、本発明の範囲は、本明細書の記述および図によってよりもむしろ添付の特許請求の範囲によって示される。 In particular, the scope of the invention being indicated by the appended claims rather than by the description and figures herein. 特許請求の範囲の等価の意味および範囲内に来るすべての変更は、それらの範囲内に包含されるべきである。 All changes which come within the meaning and range of equivalency of the claims are to be embraced within their scope.

記述および図面は、単に本発明の原理を例示するだけである。 Description and drawings are merely illustrative of the principles of the present invention. それ故に、当業者は、本明細書で明確に述べられないまたは示されないけれども、本発明の原理を具体化し、それの精神および範囲内に含まれるさまざまな配置を考案することが可能になると理解されよう。 Therefore, those skilled in the art, although not explicitly stated not or shown herein, embody the principles of the present invention, it understood to be possible to devise various arrangements included within its spirit and scope it will be. その上、本明細書で列挙されたすべての例は主に、本発明の原理および本発明者(複数可)によって当技術分野の推進に貢献される概念を読者が理解するのに役立つ教育上の目的のためだけであることを明確に意図されており、そのような具体的に列挙された例および条件への制限がないと解釈されるべきである。 Thereon, all examples listed herein are primarily present principles of the invention and the present inventors (s) by the educational concepts readers that are contributing to the promotion of the art useful for understanding are clearly intended to be only for the purposes of, it should be construed that there is no limitation to such specifically recited examples and conditions. さらに、本明細書で本発明の原理、態様および実施形態、ならびにそれらの具体例を列挙するすべての説明は、それらの等価物を包含することを意図されている。 Moreover, the principles of the present invention herein, aspects and embodiments, as well as all the descriptions listed as specific examples thereof, are intended to encompass equivalents thereof.

本明細書の任意のブロック図は、本発明の原理を具体化する例示的回路の概念図を表すことが当業者には理解されるはずである。 Any block diagrams herein may represent conceptual views of illustrative circuitry embodying the principles of the present invention is supposed to be understood by those skilled in the art. 同様に、任意のフローチャート、任意のフローダイヤグラム、状態遷移図、疑似コード、および同様のものは、コンピュータ可読媒体で実質的に表され、それで、そのようなコンピュータまたはプロセッサが明確に図示されるかどうかにかかわらず、コンピュータまたはプロセッサによって実行されてもよいさまざまなプロセスを表すことが理解されよう。 Similarly, any flow charts, any flow diagrams, state transition diagrams, or pseudocode, and the like are substantially represented in a computer readable medium, so that such computer or processor is explicitly shown regardless of how it will be appreciated that represent a good variety of processes that can be executed by a computer or processor.

Claims (10)

  1. N個の別々に変調された成分を有する光横モード多重化(TMM)信号をサンプリングして、信号間隔当たりK個の光サンプルを作成するように構成され、NおよびKが、1よりも大きい正の整数であり、K≧Nである、タップモジュールと、 Light transverse mode multiplexer having N separate modulated component (TMM) signal by sampling, is configured to create the K optical samples per signal interval, N and K is greater than 1 are positive integers and K ≧ N, the tap module,
    光LO信号を発生させるように構成される局部発振器(LO)源と、 A local oscillator (LO) source configured to generate light LO signal,
    K個のコヒーレント検出器であって、各々は、タップモジュールおよびLO源に光学的に結合され、 A K-number of the coherent detector, each of which is optically coupled to the tap module and LO source,
    それぞれの光サンプルおよびLO信号を混合して1つまたは複数の光干渉信号を生成し、かつ 前記1つまたは複数の光干渉信号を光サンプルの同相成分および直角位相成分を示す1つまたは複数の電気信号に変換するように構成される、K個のコヒーレント検出器と、 By mixing each of the optical sample and LO signals to generate one or more optical interference signal, and said one or more indicative of one or more in-phase and quadrature components of the optical sample optical interference signal configured to convert the electrical signals, and the K coherent detector,
    K個のコヒーレント検出器に動作可能に結合され、コヒーレント検出器によって作成された電気信号を処理してTMM信号のN個の別々に変調された成分の各々によって運ばれるデータを回復するように構成されるデジタルシグナルプロセッサ(DSP)とを備える光受信機であって、 Operatively coupled to the K coherent detector, configured to recover the data carried by each of the N separately modulated component of the TMM signal processing electrical signals produced by the coherent detector an optical receiver and a digital signal processor (DSP) that is,
    光受信機は、複数の横モードを支援するマルチモードファイバーを介してTMM信号を受信するように構成され、及び、 Optical receiver is configured to receive the TMM signal via the multimode fiber to support multiple transverse modes, and,
    コヒーレント検出器が、 Coherent detector,
    位相フィルター処理されたビームを作成するためにLO信号を位相フィルター処理するように構成された位相マスクを備え、位相マスクは、位相フィルター処理されたビームが選択された横モードの位相/場強度(PFS)パターンに対応するPFSパターンを有する結果をもたらし、 A configuration phase mask so as to phase filter the LO signal to produce a phase filtered beam, a phase mask, the transverse mode phase the filtered beam is selected phase / field intensity ( resulted with PFS pattern corresponding to the PFS) pattern,
    さらに、該コヒーレント検出器が、 Furthermore, the coherent detector,
    (i)それぞれの光サンプルに対応する光ビームと(ii)位相フィルター処理されたビームを混合して、1つまたは複数の光干渉信号を生成するように構成された光ハイブリッドと、 (I) and each of a mixture of light beam and (ii) phase the filtered beam corresponding to the light sample, one or more optical hybrid configured to generate an optical interference signal,
    1つまたは複数の光干渉信号を1つまたは複数の電気信号に変換する複数の光検出器を備える 、光受信機。 One or more of the optical interference signal comprising a plurality of photodetectors for converting the one or more electrical signals, the optical receiver.
  2. TMM信号が、光受信機によって受信されるより前にマルチモードファイバーでモード間混合を受けており、 TMM signals, have received mixed between modes in multimode fiber before being received by the optical receiver,
    DSPが、モード間混合の影響を逆転させてデータを回復するように構成される、請求項1に記載の光受信機 DSP is configured to reverse the effects of inter-mode mixing to recover the data, the optical receiver according to claim 1.
  3. DSPに動作可能に結合され、要求を遠隔送信機に送って光受信機に光トレーニング信号を送るように構成されるコントローラをさらに備え、DSPが、前記トレーニング信号に基づいてマルチモードファイバーに対応するモード混合マトリクスを導出するように構成される、請求項1に記載の光受信機 Is operatively coupled to DSP, the request is sent to the remote transmitter further comprising a controller configured to transmit light training signal to an optical receiver, DSP corresponds to the multi-mode fiber based on the training signal configured to derive the mode mixing matrix, the optical receiver according to claim 1.
  4. タップモジュールは、 Tap module,
    各々が光パワーをマルチモードファイバーから単一モードファイバーに取り出してTMM信号の対応する光サンプルを作成する、K個のマルチモードファイバー(MMF)カプラーと、 Each of which creates a corresponding optical samples of TMM signal is taken out in a single-mode fiber optical power from the multi-mode fiber, and the K multi-mode fiber (MMF) couplers,
    各々が2つの隣接MMFカプラー間に配置される、K−1個のモードスクランブラーとを備える、請求項1に記載の光受信機。 Each of which is disposed between two adjacent MMF coupler, and a K-1 pieces of mode scrambler, the optical receiver according to claim 1.
  5. N個の別々に変調された成分を有する光横モード多重化(TMM)信号をサンプリングして、信号間隔当たりK個の光サンプルを作成するように構成され、NおよびKが、1よりも大きい正の整数であり、K≧Nであり、複数の横モードを支援するマルチモードファイバーを介してTMM信号を受信するタップモジュールと、 Light transverse mode multiplexer having N separate modulated component (TMM) signal by sampling, is configured to create the K optical samples per signal interval, N and K is greater than 1 It is a positive integer, a K ≧ N, the tap module that receives TMM signal via the multimode fiber to support multiple transverse modes,
    光LO信号を発生させるように構成される局部発振器(LO)源と、 A local oscillator (LO) source configured to generate light LO signal,
    K個のコヒーレント検出器であって、各々は、タップモジュールおよびLO源に光学的に結合され、 A K-number of the coherent detector, each of which is optically coupled to the tap module and LO source,
    LO信号を位相フィルター処理して、マルチモードファイバーのそれぞれの選択された横モードの位相/場強度(PFS)パターンに対応するPFSパターンを有するそれぞれの位相フィルター処理されたビームを作成し、 The LO signal with a phase filter, to create a respective phase the filtered beam with a PFS pattern corresponding to the respective phase / field strength (PFS) pattern of a selected transverse mode of the multimode fiber,
    それぞれの光サンプルおよび位相フィルター処理されたビームを混合して1つまたは複数の光干渉信号を生成し、かつ 前記1つまたは複数の光干渉信号を光サンプルの同相成分および直角位相成分を示す1つまたは複数の電気信号に変換するように構成される、K個のコヒーレント検出器と、 By mixing the respective optical sample and the phase the filtered beam to produce one or more optical interference signal, and indicating the one or more in-phase and quadrature components of the optical sample optical interference signal 1 One or configured to convert the plurality of electrical signals, and the K coherent detector,
    K個のコヒーレント検出器に動作可能に結合され、コヒーレント検出器によって作成された電気信号を処理してTMM信号のN個の別々に変調された成分の各々によって運ばれるデータを回復するように構成されるデジタルシグナルプロセッサ(DSP)とを備える、光受信機。 Operatively coupled to the K coherent detector, configured to recover the data carried by each of the N separately modulated component of the TMM signal processing electrical signals produced by the coherent detector It is the and a digital signal processor (DSP), an optical receiver.
  6. K個のコヒーレント検出器の少なくとも1つが、 At least one of the K coherent detector,
    LO信号を位相フィルター処理してそれぞれの位相フィルター処理されたビームを作成するように構成される位相マスクと、 Each phase mask configured to create a phase the filtered beam by the phase filter the LO signal,
    位相フィルター処理されたビームおよびそれぞれの光サンプルに対応する光ビームを混合して1つまたは複数の光干渉信号を生成するように構成される光ハイブリッドと、 When configured optical hybrid to generate phase the filtered one by mixing the light beam corresponding to the beam and each optical sample or plurality of optical interference signal,
    1つまたは複数の光干渉信号を1つまたは複数の電気信号に変換する複数の光検出器とを備える、請求項に記載の光受信機 One or more of the optical interference signal and a plurality of photodetectors for converting the one or more electrical signals, the optical receiver of claim 5.
  7. 複数のビームスプリッターであって、 A plurality of beam splitters,
    (i)光横モード多重化(TMM)信号に対応する光ビームを第1の複数のサブビームに分割し、ここでTMM信号は、複数の別々に変調された成分を有し、複数の横モードを支援するマルチモードファイバーを介して受信され、 (I) a light beam corresponding to the light transverse mode multiplexer (TMM) signal is divided into a first plurality of sub-beams, wherein TMM signal has a plurality of separately modulated components, a plurality of transverse modes It received via the multimode fiber to support,
    (ii)局部発振器(LO)信号に対応する光ビームを第2の複数のサブビームに分割し、かつ (iii)第1および第2の複数のサブビームを混合して2つ以上の混合光ビームを生成するように構成される、複数のビームスプリッターと、 (Ii) dividing the light beam corresponding to the local oscillator (LO) signal to a second plurality of sub-beams, and the and (iii) mixing the first and second plurality of sub-beams a mixture of two or more light beams configured generate a plurality of beam splitter,
    2つ以上の混合光ビームの第1のものに対応する第1の2次元干渉パターンを検出するように構成され、それぞれの画素化受光面を有する第1のアレイ状検出器と、 It is configured to detect a first two-dimensional interference pattern corresponding to the first of the two or more of the mixed light beam, a first array detector with a respective pixel of the light receiving surface,
    2つ以上の混合光ビームの第2のものに対応する第2の2次元干渉パターンを検出するように構成され、それぞれの画素化受光面を有する第2のアレイ状検出器と、 It is configured to detect a second two-dimensional interference pattern corresponding to the second of the two or more of the mixed light beam, and a second array detector with a respective pixel of the light receiving surface,
    第1および第2のアレイ状検出器に動作可能に結合され、第1および第2の2次元干渉パターンを処理してTMM信号のモード組成を決定し、前記モード組成に基づいて、TMM信号の別々に変調された成分によって運ばれるデータを回復するように構成されるデジタルシグナルプロセッサ(DSP)とを備える、光受信機。 Is operatively coupled to the first and second array detector processes the first and second two-dimensional interference pattern to determine the modal composition of the TMM signal, based on said mode composition, the TMM signals separately and a digital signal processor configured to recover (DSP) the data carried by the modulated component, the light receiver.
  8. 第1および第2のアレイ状検出器の各々が、TMM信号の信号間隔当たり少なくとも1回は第1および第2の2次元干渉パターンの対応する1つを取得するように構成され、 Each of the first and second array detector, at least once per signal interval of TMM signal is configured to obtain a corresponding one of the first and second two-dimensional interference pattern,
    光受信機が、第2の複数のサブビームからの第1のサブビームが第2の複数のサブビームからの第2のサブビームに関して指定位相シフトを有する結果をもたらす位相シフターをさらに備え、ここで複数のビームスプリッターが、 Optical receiver further comprises a phase shifter has first sub-beam from the second plurality of sub-beams results in having a specified phase shift with respect to the second sub-beam from the second plurality of sub-beams, wherein a plurality of beams splitter,
    (i)第1の複数のサブビームからの第1のサブビームおよび第2の複数のサブビームからの第1のサブビームを混合して第1の混合光ビームを生成し、かつ (ii)第1の複数のサブビームからの第2のサブビームおよび第2の複数のサブビームからの第2のサブビームを混合して第2の混合光ビームを生成し、 (I) generating a first first sub-beam and a second first first mixing light beams are mixed sub-beams from a plurality of sub-beams from a plurality of sub-beams, and (ii) a first plurality of generating the second sub-beam and the second second mixed sub-beam second mixed light beams from a plurality of sub-beams from the sub-beam,
    指定位相シフトが、約90度である、請求項に記載の光受信機 Specified phase shift is about 90 degrees, the optical receiver according to claim 7.
  9. 第3の混合光ビームに対応する第3の2次元干渉パターンを検出するように構成され、それぞれの画素化受光面を有する第3のアレイ状検出器と、 Is configured to detect a third two-dimensional interference pattern corresponding to the third mixed beam, and a third array detector with a respective pixel of the light receiving surface,
    第4の混合光ビームに対応する第4の2次元干渉パターンを検出するように構成され、それぞれの画素化受光面を有する第4のアレイ状検出器とをさらに備え、 Is configured to detect a fourth two-dimensional interference pattern corresponding to the fourth mixed light beam, and a fourth array detector with a respective pixel of the light receiving surface,
    位相シフターが、第2の複数のサブビームからの第3のサブビームが第2の複数のサブビームからの第2のサブビームおよび第4のサブビームの各々に関して指定位相シフトを有する結果をもたらし、 Phase shifter, resulted that the third sub-beam from the second plurality of sub-beams having a specified phase shift for each of the second sub-beam and the fourth sub-beam from the second plurality of sub-beams,
    複数のビームスプリッターが、 Multiple beam splitter,
    (iii)第1の複数のサブビームからの第3のサブビームおよび第2の複数のサブビームからの第3のサブビームを混合して第3の混合光ビームを生成し、かつ (iv)第1の複数のサブビームからの第4のサブビームおよび第2の複数のサブビームからの第4のサブビームを混合して第4の混合光ビームを生成し、 And (iii) mixing the third sub-beam from the third sub-beam and the second plurality of sub-beams from the first plurality of sub-beams to produce a third mixed beam, and (iv) a first plurality by mixing the fourth sub-beam and the fourth sub-beam from the second plurality of sub-beams from the sub-beam to generate a fourth mixed beam,
    DSPが、第3および第4のアレイ状検出器に動作可能に結合され、第3および第4の干渉パターンを処理してTMM信号のモード組成を決定するように構成される、請求項に記載の光受信機 DSP is operably coupled configured to determine the modal composition of the TMM signal by processing the third and fourth interference pattern in the third and fourth array detector, to claim 8 the optical receiver as claimed.
  10. アレイ状検出器およびDSPが、平衡検出方式を実装し、それでは、 Array detector and the DSP, implement the balanced detection scheme, then,
    第1および第3の2次元干渉パターンが、TMM信号の同相マップを生成するように処理され、 2-dimensional interference pattern of the first and third are processed to generate an in-phase map of the TMM signal,
    および第4の2次元干渉パターンが、TMM信号の直角位相マップを生成するように処理され、 2-dimensional interference pattern of the second and fourth are processed to generate a quadrature map of TMM signal,
    前記同相および直角位相マップが、TMM信号のモード組成を決定するように処理される、請求項に記載の光受信機 The in-phase and quadrature phase map is processed to determine the modal composition of the TMM signal, an optical receiver according to claim 9.
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