JP6024169B2 - コヒーレント検出を用いるローカル光通信システム及び方法 - Google Patents

Description

この開示は概して、光通信システムにおけるコヒーレント光通信検出、例えば、コヒーレント検出を用いる高速ＩＯに関する。

サーバシステムは一般に、多数のサーバモジュール（ＳＭ）と、１つ以上のシャーシ（chassis）モニタリングモジュール（ＣＭＭ）と、バックプレーン又はミッドプレーンと、電力や入力／出力（ＩＯ又はＩ／Ｏ）接続などを提供する多数のその他のモジュール又はコンポーネントとを含んでいる。例として、典型的なバックプレーンは、複数の（例えば、様々なモジュールの）コネクタを互いに並列に接続する回路基板であり、例えば、各モジュールの各ピンが、その他のモジュールの同じ該当するピンに結合されて、通信バスを形成するようにされる。バックプレーンには、その一方側のみに、例えばＳＭ、ＣＭＭ、ラインカード、印刷回路基板及びその他の装置などのモジュールが接続されるが、ミッドプレーンは一般に、その基板の両面にモジュールが接続される。ミッドプレーンは、コンピュータ又はサーバシステム、特に、ブレードサーバを接続するコンピュータ又はサーバシステムにて広く使用されており、典型的に、ミッドプレーンの一方側にサーバブレードが存在し、ミッドプレーンの反対側にその他の周辺（例えば、電力、ネットワーク、Ｉ／Ｏなど）モジュール及びサービスモジュールが存在するようにされ得る。

１つのサーバシステム内の或る１つのモジュールと遠隔ノードとの間の通信は、光ドメイン又は電気ドメインの何れかで行われ得るのに対し、或る１つのサーバ又はサーバシステム内の２つのモジュール間の通信は典型的に、バックプレーン又はミッドプレーンを介して電気ドメインで（例えば、導電配線又はその他の電気接続を用いて）実現されている。しかし、直接検出を用いて、或るモジュールの送信器がローカル（例えば、オンボード）発振器を用いて光信号を生成し、該光信号を何らかの手法で変調してデータをエンコードし、且つ変調された光信号を光リンク上で宛先の受信モジュールの受信器へと送信するようにすることで、全光学的なサーバ通信が実現され得る。しかしながら、直接検出を用いるシステムにおいては、モジュールの受信器はローカル発振器を含んだり利用したりせず、受信した光信号の検出及び復号／復調はもっぱら、光信号の振幅（これは、エネルギーの存在又は不存在を確認するのと同じくらい単純であり得る）、又は光信号の振幅及び位相に基づく。

別の検出方式であるコヒーレント検出は、遠隔の送信元、すなわち、受信された光信号を生成して送信した送信器、の発振器と名目上同じ周波数で発振するローカル発振器（例えば、レーザ）を受信器側に必要とする。典型的に、送信側の発振器と受信側の発振器との間に、幾らかの波長許容差（及び、黙示的に周波数許容差）が存在し得る。コヒーレント検出は一層良好な感度を提供するものの、技術を実装するのに必要なコスト的なオーバーヘッドを大きな１つの理由として、コヒーレント検出はもっぱら、例えば遠隔通信（テレコミュニケーション）などの長距離通信用途で使用されている。このオーバーヘッドに大きく寄与するものの１つは、送信器側の遠隔発振器と受信器側のローカル発振器との間の僅かな周波数差を補償するのに必要な、複雑なデジタル信号処理回路である。

コヒーレント検出を用いるローカル光通信システム及び方法が提供される。

一態様によれば、ローカル光通信システムは、共通ソース光信号を生成するレーザと、複数のモジュールと、前記複数のモジュールの各々に共通ソース光信号を分配する複数の第１の光通信リンクとを含む。前記複数のモジュールの各々は、１つ以上の光インタフェースモジュールを有し、該１つ以上の光インタフェースモジュールは、前記複数のモジュールのうちのその他のモジュールの光インタフェースモジュールに、１つ以上の第２の光通信リンクを介して光学的に接続される。前記複数のモジュールのうちの第１モジュールの光インタフェースモジュールは、第１モジュールに配信された共通ソース光信号を変調して、変調された光データ信号を生成し、変調された光データ信号を、第２の光通信リンクのうちの１つを介して、前記複数のモジュールのうちの第２モジュールの光インタフェースモジュールに送信する。第２モジュールの光インタフェースモジュールは、第２モジュールに配信された共通ソース光信号を用いて、コヒーレント検出技術によって前記変調された光データ信号を復調する。

従来の同期光受信器の一例を示す図である。 コヒーレント光通信検出用に構成された光通信システムの一例を示す図である。 受信器の光−電気復調ブロックの一例を示す図である。 ローカル光通信システム内でのコヒーレント光通信方法の一例を示す図である。

特定の実施形態は、サーバシステムアーキテクチャ内でのコヒーレント光通信に関する。より具体的には、この開示は、変調及び復調の双方に共通のソース光信号を使用するサーバシステムアーキテクチャの例を提供する。該サーバシステムアーキテクチャはまた、光バックプレーン又は光ミッドプレーンを使用して、共通ソース光信号の変調によって生成された光信号を送信するとともに、一部の実施形態において、該バックプレーン又はミッドプレーンに接続されたモジュールの送信器及び受信器に共通ソース光信号を配信する。

既存の光直接検出システム技術と対照的に、光コヒーレント検出方式は、光信号の振幅だけでなく、位相及び偏光をも検出することができる。コヒーレント検出において、変調された光入力信号は、受信器側で生成されるキャリア位相基準光信号を用いて検出される。光コヒーレント検出システムの増大された検出能力及びスペクトル効率を用いることで、同じ光帯域幅内で、より多くのデータを伝送することができる。従来、（典型的に、長距離にわたって光信号を伝送することを伴う）光ネットワーク内でコヒーレント検出システムを実現することは、１）遠隔送信器と受信器との間の周波数差を僅かな許容差内で安定させる方法、２）周波数チャープ又はその他の信号阻害ノイズを最小化あるいは抑制することが可能なこと、３）信号とローカル増幅光源若しくはローカル発振器とを適切に結合する光ミキサが利用可能であること、及び４）送信器とローカル発振器との間の相対的な偏光状態を安定化させる能力を必要とする。

図１は、コヒーレント検出を長距離光通信で使用するように構成された、従来例に係る同期式の光受信器回路１００（“受信器１００”）を示している。受信器１００は９０°光ハイブリッド１０２を含んでいる。９０°光ハイブリッド１０２は、受信した変調された光入力信号ｓ（ｔ）を、典型的には周波数調整可能なレーザであるローカル発振器（ＬＯ）１０４によって生成された光基準信号ｒ（ｔ）と結合する。より具体的には、９０°光ハイブリッドは、ホモダイン検出又はヘテロダイン検出の何れかで、コヒーレント信号復調に使用される６ポートデバイスである。光ハイブリッド１０２は、複素場空間にて、入力信号ｓ（ｔ）を、基準信号ｒ（ｔ）に関連する４つの直交状態と混合し、ＬＯ１０４によって生成される基準信号ｒ（ｔ）と位相シフトされた入力信号ｓ（ｔ）との４つのコンビネーション（組み合わせ）を作り出す。図示した例において、第１の２つの光コンビネーション信号である−ｊｓ＋ｒ及びｊｓ＋ｒは、第１の平衡検波器（balanced detector；ＢＤ）１０６への入力となり、第２の２つの光コンビネーション信号であるｓ＋ｒ及び−ｓ＋ｒは、第２のＢＤ１０８への入力となる。ただし、“ｊ”は虚数単位である。これら４つのコンビネーション信号のレベルが、光コンビネーション信号を光電流に変換するフォトダイオードを含んだ、対応するＢＤ１０６及び１０８によって検出される。好適なベースバンド信号処理アルゴリズムを適用することにより、未知の信号の振幅及び位相を決定することができる。ＢＤ１０６及び１０８は、それぞれ、混合された直交信号Ｉ（ｔ）及びＱ（ｔ）を出力する。これらの信号は、入力信号ｓ（ｔ）の位相及び振幅の完全な情報を含んでいる。光入力信号ｓ（ｔ）とＬＯ１０４によって生成された光基準信号ｒ（ｔ）との間の周波数差に起因して、周波数ビート成分が存在する。そして、混合された直交信号Ｉ（ｔ）及びＱ（ｔ）は、それぞれ、トランスインピーダンス増幅器（ＴＩＡ）１１０及び１１２に入力される。ＴＩＡ１１０及び１１２は、混合された直交信号Ｉ（ｔ）及びＱ（ｔ）を増幅し且つそれぞれのアナログ電圧信号へと変換する。そして、これらそれぞれのアナログ電圧信号は、それぞれ、アナログ−デジタル変換器（ＡＤＣ）１１４及び１１６によって、それぞれのデジタル信号へと変換される。これらデジタル信号は、復調のためにデジタル信号処理（ＤＳＰ）ブロック１１８に入力され、入力信号ｓ（ｔ）によって搬送された情報が抽出される。ＤＳＰ１１８は、光信号ｓ（ｔ）を生成・送信した遠隔送信器側のＬＯ（レーザ）とＬＯ１０４によって生成された基準信号ｒ（ｔ）との間での波長（及び、黙示的に周波数）の不整合によるコンステレーション図の回転について、その検出及び補償の何れかを行い得る。他の例では、ＤＳＰ１１８は、ＬＯ１０４ひいては基準信号ｒ（ｔ）を入力信号ｓ（ｔ）に位相ロックするための補正信号を出力し得る。

図２は、コヒーレント光通信用、特に、コヒーレント検出用に構成された光通信システム２００の一実施形態例を示している。特定の実施形態において、システム２００はサーバシステム又はサーバアーキテクチャである。例えば、システム２００は、サーバラック又はサーバシャーシ（筐体）内に実装され得る。特定の実施形態において、システム２００は、例えばバックプレーン又はミッドプレーン２０２といった１つ以上の接続基板（以下、説明を単純にするため、バックプレーン２０２と称する）を有し得る。バックプレーン２０２は、当該バックプレーン２０２に接続された多数のモジュール２０４_１、２０４_２、２０４_３、・・・、２０４_ｎ（集合的にモジュール２０４と称する）間でのコヒーレント光通信を可能にする。モジュール２０４は、様々な装置又はコンポーネントの中でもとりわけ、例えば、ラインカード、印刷回路基板、サーバブレード、周辺（電力、ネットワーク、Ｉ／Ｏなど）モジュール、サーバモジュール（ＳＭ）、シャーシモニタリングモジュール（ＣＭＭ）、サービスモジュールを含み得る。各モジュール２０４は、１つ以上の光インタフェースモジュールを有し得る。特定の実施形態において、モジュール２０４_１に示すように、光インタフェースモジュールは、１つ以上の電気−光（ＥＯ）変調ブロック若しくは回路２０６を有し得る。特定の実施形態において、モジュール２０４_ｎに示すように、光インタフェースモジュールは、１つ以上の光−電気（ＯＥ）復調ブロック若しくは回路２０８を有し得る。

システム２００は更に、発振器ブロック若しくは回路２１０を含んでいる。特定の実施形態において、発振器ブロック２１０は、レーザ、より具体的には、シングルキャビティレーザを含む（以下、発振器ブロック２１０を単にレーザ２１０とも称する）。特定の実施形態において、レーザ２１０は単一のコヒーレントな連続波光信号（レーザ信号）を出力し、該光信号が該ブロック内で分割されてモジュール２０４の各々に分配される。より詳細に後述するように、この共通ソース光信号が、送信側モジュール２０４における全てのＥＯ変調と受信側モジュール２０４における全てのＯＥ復調とに使用され、それにより、受信側モジュール２０４でのコヒーレント検出が可能且つ単純化される。

図示した実施形態において、レーザ２１０によって生成される共通ソース光信号は、モジュール２０４の各々に、それぞれのモジュール２０４の端部でオンボード導波路２１４に光学的に連結された光ファイバ２１２を介して分配されている。そして、それぞれのモジュール２０４が、そのモジュール２０４のＥＯ変調ブロック２０６及びＯＥ復調ブロック２０８に共通ソース光信号を伝送する。代替的な一実施形態において、レーザ２１０によって生成される共通ソース光信号は、モジュール２０４それぞれのＥＯ変調ブロック２０６及びＯＥ復調ブロック２０８の各々に、それぞれのＥＯ変調ブロック２０６及びＯＥ復調ブロック２０８に直接的に連結された光ファイバを介して分配されてもよい。代替的な他の一実施形態において、レーザ２１０によって生成される共通ソース光信号は、モジュール２０４それぞれのＥＯ変調ブロック２０６及びＯＥ復調ブロック２０８の各々に、レーザ２１０の位置で始まってそれぞれのモジュール２０４上の導波路に光学的に接続された、バックプレーン２０２の表面又は内部の１つ以上の専用の光電力回線（例えば、導波路）を介して分配され、そして、それぞれのモジュール２０４が、そのＥＯ変調ブロック２０６及びＯＥ復調ブロック２０８に共通ソース光信号を伝送してもよい。

特定の実施形態において、送信側及び受信側のそれぞれのモジュール２０４のＥＯ変調ブロック２０６及びＯＥ復調ブロック２０８は、バックプレーン２０２の表面又は内部の対応するバックプレーン導波路２１８に光学的に接続されたオンボード導波路２１６を介して、それぞれ、変調された光信号の送信及び受信を行う。例えば、モジュール２０４_１がモジュール２０４_ｎにデータを通信する必要があるとき、モジュール２０４_１のＥＯ変調ブロック２０６は、複数の光ファイバ２１２のうちの対応する１つと該モジュール２０４_１の導波路２１４とを介して（あるいは、上述のその他の共通ソース光信号分配技術のうちの１つによって）レーザ２１０から受信した共通ソース光信号を変調して、データをエンコードする。このＥＯ変調ブロック２０６は、変調された光信号を、モジュール２０４_１上の複数のオンボード導波路２１６のうちの指定された１つと、複数のバックプレーン導波路２１８のうちの対応する１つと、そして、モジュール２０４_ｎ上の複数のオンボード導波路２１６のうちの対応する１つとを介して、モジュール２０４_ｎのＯＥ復調ブロック２０８に送信する。モジュール２０４_ｎのＯＥ復調ブロック２０８は、モジュール２０４_１から受信した変調された光信号を、複数の光ファイバ２１２のうちの対応する１つと該モジュール２０４_ｎの導波路２１４とを介して（あるいは、上述のその他の共通ソース光信号分配技術のうちの１つによって）レーザ２１０から受信した共通ソース光信号を基準信号として用いて復調し、データの復調及び復号を行う。斯くして、ＥＯ変調ブロック２０６及びＯＥ復調ブロック２０８の各々が、レーザ２１０によって生成・分配される共通ソース光信号を受信するので、複数の個別の発振器を使用することなく、コヒーレント光通信が達成される。また、ＥＯ変調ブロック２０６は、様々な好適な変調技術の中でもとりわけ、例えば位相偏移キーイング（ＰＳＫ）、差動４値ＰＳＫ（ＤＱＰＳＫ）、直交振幅変調（ＱＡＭ）など、如何なる好適な変調技術を用いるように構成されてもよい。

ＥＯ変調ブロック２０６及びＯＥ復調ブロック２０８の各々に共通光源（レーザ２１０）を使用することは、システム２００内で変調されて伝送される光信号が、受信された変調された光信号を復調するために使用される基準光信号と同じ周波数を共有し、単に、異なる光路長及びノイズのために位相オフセットを有するのみであることを保証する。特定の実施形態において、位相オフセットは、例えばＤＱＰＳＫなどの差動変調方式を用いて排除され、あるいは無意味なものにされ得る。代替的な一実施形態において、移動オフセットを排除するために光遅延ロックループ（ＯＤＬＬ）が使用され得る。さらに、共通光源の使用は、長距離コヒーレント検出システムで典型的なものである光偏光の問題を実質的に排除する。何故なら、非常に短い（例えば、１ｍ未満の）光ファイバ又は導波路上では、共通光源からの偏光シフトのみが起こるからである。

他の実施形態において、送信側モジュールと受信側モジュールとの間の１つ以上の光リンクは、１つ以上の光ファイバケーブルを有していてもよい。例えば、送信側モジュールはサーバラック内の第１のラックマウントサーバの一部であってもよく、受信側モジュールは同一のサーバラック内の第２のラックマウントサーバの一部であってもよく、そして、送信側モジュールのＥＯ変調ブロックの各々と受信側モジュールのＯＥ復調ブロックの各々とに共通光源を使用することにより、送信側モジュールと受信側モジュールとの間の光通信にコヒーレントな変調及び復調を保証することができる。

また、ここで説明した実施形態は、ＥＯ変調ブロック２０６及びＯＥ復調ブロック２０８の実装の細部を限定あるいは制限するものではない。例えば、ＯＥ復調ブロック２０８は、送信モジュール２０４からマルチビット／シンボル（multi-bit-per-symbol）変調された光信号（例えば、１６ＱＡＭ）を受信するように構成された、９０°シフタ及び標準的なＩＱ復調器を用いて実装されてもよい。他の一例として、受信された光信号の位相を復調するためにＯＤＬＬが使用されてもよい。また、様々な実施形態は、個別光部品又は集積フォトニクス（例えば、シリコンフォトニクス）の何れかとともに使用され得る。さらに、様々な実施形態は、より高いインターコネクト密度のために、複数の波長（例えば、異なる波長のそれぞれの共通ソース光信号を生成する複数のレーザ）を提供して波長分割多重（ＷＤＭ）を使用するように一般化され得る。

図３は、ＯＥ復調ブロック２０８の一例を示している。特定の実施形態において、ＯＥ復調ブロックは９０°光ハイブリッド３０２を含んでいる。９０°光ハイブリッド３０２は、受信した変調された光入力信号ｓ（ｔ）（レーザ２１０によって生成された共通ソース光信号を変調することによって生成されている）を、レーザ２１０によって生成された共通ソース光信号である光基準信号ｒ（ｔ）と結合する。一実施形態において、光ハイブリッド３０２は、複素場空間にて、入力信号ｓ（ｔ）を、基準信号ｒ（ｔ）に関連する４つの直交状態と混合し、基準信号ｒ（ｔ）と位相シフトされた入力信号ｓ（ｔ）との４つのコンビネーション（組み合わせ）を作り出す。図示した例において、第１の２つの光コンビネーション信号である−ｊｓ＋ｒ及びｊｓ＋ｒは、第１の平衡検波器（ＢＤ）３０６への入力となり、第２の２つの光コンビネーション信号であるｓ＋ｒ及び−ｓ＋ｒは、第２のＢＤ３０８への入力となる。これら４つのコンビネーション信号のレベルが、光コンビネーション信号を光電流に変換するフォトダイオードを含んだ、対応するＢＤ３０６及び３０８によって検出される。ＢＤ３０６及び３０８は、それぞれ、ベースバンドにある混合された直交信号Ｉ（ｔ）及びＱ（ｔ）を出力する。この通信は、共通光源（レーザ２１０）を用いているのでホモダインであることが保証され、また、これらの信号は、入力信号ｓ（ｔ）の位相及び振幅の完全な情報を含んでいる。そして、混合された直交信号Ｉ（ｔ）及びＱ（ｔ）は、それぞれ、トランスインピーダンス増幅器（ＴＩＡ）３１０及び３１２に入力される。ＴＩＡ３１０及び３１２は、混合された直交信号Ｉ（ｔ）及びＱ（ｔ）を増幅し且つそれぞれのアナログ電圧信号へと変換する。そして、これらそれぞれのアナログ電圧信号は、それぞれ、アナログ−デジタル変換器（ＡＤＣ）３１４及び３１６によって、それぞれのデジタル信号へと変換される。一実施形態例において、これらのデジタル信号は、復調／復号のためにデコーダブロック３１８に入力され、入力信号ｓ（ｔ）によって搬送された情報が抽出される。特定の実施形態において、ＥＯ変調ブロック２０６によって使用された変調方式に応じて、単純なデコーダ３１８を用いて電気的な出力データを取得し得る。例えば、１６ＱＡＭが用いられる場合、混合された直交信号Ｉ（ｔ）及びＱ（ｔ）は既に復号された伝送ビットを含んでいるため、ＡＤＣ３１４及び３１６は各々２ビット（３つのスライスレベル）を有し、デコーダは不要である。

図４は、ローカルな光通信システム内でのコヒーレント光通信方法の一例を示している。特定の実施形態において、レーザが共通ソース光信号を生成し得る（４０１）。特定の実施形態において、複数の第１の光通信リンクが、ローカル光システム内の複数のモジュールの各々に共通ソース光信号を分配し得る（４０２）。特定の実施形態において、複数のモジュールの各々は１つ以上の光インタフェースモジュールを有し、該１つ以上の光インタフェースモジュールは、１つ以上の第２の光通信リンクを介して、上記複数のモジュールのうちのその他のモジュールの光インタフェースモジュールに光学的に接続され得る。例えば、ローカル光通信システムは、複数のモジュール若しくはボードを有するサーバシステム、ブレードサーバシステム、又は複数のラックマウントサーバを有するサーバラックとし得る。図２のシステム例に示したように、レーザ２１０が第１の光通信リンク２１２及び２１４を介してモジュール２０４_１、２０４_２、２０４_３、・・・、２０４_ｎに共通ソース光信号を分配するようにし、且つモジュール２０４_１、２０４_２、２０４_３、・・・、２０４_ｎが第２の光通信リンク２１６及び２１８を介して互いに接続されるようにしてもよい。特定の実施形態において、複数のモジュールのうちの第１モジュールの光インタフェースモジュール（例えば、図２の２０６）が、共通ソース光信号を変調し、変調された光データ信号を生成し得る（４０３）。特定の実施形態において、複数のモジュールのうちの第１モジュールの光インタフェースモジュールは、変調された光データ信号を、第２の光通信リンクのうちの１つを介して、複数のモジュールのうちの第２モジュールの光インタフェースモジュール（例えば、図２の２０８）に送信し得る（４０４）。特定の実施形態において、複数のモジュールのうちの第２モジュールの光インタフェースモジュールは、該第２モジュールに配信された共通ソース光信号を用いて、コヒーレント検出技術によって、変調された光データ信号を復調し得る（４０５）。

まとめるに、上述の実施形態（及びその変形）は、複数の光バックプレーン又は光ミッドプレーン上でのコヒーレント通信検出を実現し、感度を向上させるとともに、複数ビット／シンボルの符号化、ひいては、より高いスループットを可能にする。上述の実施形態はまた、直接変調型光源（典型的に、縦型キャビティ面発光レーザ（ＶＣＳＥＬ））を不要にする。なお、直接変調型光源は、さもなければサーバモジュールで典型的に使用され、高速光ＩＯにおける信頼性及びスピードの大きなボトルネックを残すと考えられていたものである。

この開示は、ここで開示した実施形態に対して当業者が把握するであろう全ての変更、置換、変形、代替及び改良を包含するものである。同様に、添付の請求項は、適宜、ここで開示した実施形態に対して当業者が把握するであろう全ての変更、置換、変形、代替及び改良を包含し得る。

ここでは、“又は”は、“又は”だけでなく“及び”の意味も含み得る。すなわち、明示的に断らない限り、あるいは暗示的に示唆しない限り、“又は”は必ずしも、“及び”を排除しない。

以上の説明に関し、更に以下の付記を開示する。

（付記１）
レーザにより、共通ソース光信号を生成するステップと、
複数の第１の光通信リンクにより、ローカル光通信システム内の複数のモジュールの各々に前記共通ソース光信号を分配するステップであり、該複数のモジュールの各々は、１つ以上の光インタフェースモジュールを有し、該１つ以上の光インタフェースモジュールは、該複数のモジュールのうちのその他のモジュールの光インタフェースモジュールに、１つ以上の第２の光通信リンクを介して光学的に接続される、分配するステップと、
前記複数のモジュールのうちの第１モジュールの光インタフェースモジュールにより、該第１モジュールに配信された前記共通ソース光信号を変調して、変調された光データ信号を生成するステップと、
前記第１モジュールの前記光インタフェースモジュールにより、前記変調された光データ信号を、前記第２の光通信リンクのうちの１つを介して、前記複数のモジュールのうちの第２モジュールの光インタフェースモジュールに送信するステップと、
前記第２モジュールの前記光インタフェースモジュールにより、前記第２モジュールに配信された前記共通ソース光信号を用いて、コヒーレント検出技術によって前記変調された光データ信号を復調するステップと、
を有する方法。

（付記２）
前記第１モジュールの前記光インタフェースモジュールは、前記共通ソース光信号を前記変調された光データ信号へと変調する電気−光（ＥＯ）変調回路を有する、付記１に記載の方法。

（付記３）
前記第２モジュールの前記光インタフェースモジュールは光−電気（ＯＥ）復調回路を有し、
当該方法は、前記ＯＥ復調回路により、前記第２モジュールに配信された前記共通ソース光信号を用いて、コヒーレント検出技術によって前記変調された光データ信号を復調する、
付記１に記載の方法。

（付記４）
前記複数の第１の光通信リンクの各々は、対応する光インタフェースモジュールと前記レーザとを接続する光ファイバケーブルを有する、付記１に記載の方法。

（付記５）
前記複数の第１の光通信リンクの各々は、対応するモジュールと前記レーザとを接続する光ファイバケーブルと、前記対応するモジュール上に配設された、前記光ファイバケーブルを前記対応するモジュールの１つ以上の光インタフェースモジュールに接続する光導波路とを有する、付記１に記載の方法。

（付記６）
前記第２の光通信リンクの各々は光ファイバケーブルを有する、付記１に記載の方法。

（付記７）
前記ローカル光通信システムは更に、前記複数のモジュールを接続する接続基板を有する、付記１に記載の方法。

（付記８）
前記接続基板はバックプレーンである、付記７に記載の方法。

（付記９）
前記接続基板はミッドプレーンである、付記７に記載の方法。

（付記１０）
前記複数の第１の光通信リンクの各々は、前記レーザと前記接続基板上に配設された第１の導波路とを接続する光ファイバケーブルと、対応するモジュール上に配設された、前記第１の導波路と該対応するモジュールの１つ以上の光インタフェースモジュールとを接続する前記第２の導波路とを有する、付記７に記載の方法。

（付記１１）
前記第２の光通信リンクの各々は、第１のモジュール上に配設された、該第１のモジュールの光インタフェースモジュールに接続された第１の導波路と、前記接続基板上に配設された、前記第１の導波路と第２のモジュールとを接続する第２の導波路と、前記第２の導波路と該第２のモジュールの光インタフェースとを接続する第３の導波路とを有する、付記７に記載の方法。

（付記１２）
前記レーザはシングルキャビティレーザを有する、付記１に記載の方法。

（付記１３）
前記ＯＥ復調回路により前記変調された光データ信号を復調することは、
前記ＯＥ復調回路により、複素場空間にて、前記変調された光データ信号を光基準信号に関連する４つの直交状態と結合して、第１、第２、第３及び第４のコンビネーションを作り出すステップと、
第１の平衡検波器により、前記第１及び第２のコンビネーション信号を検出して、第１の混合された直交信号を生成するステップと、
第２の平衡検波器により、前記第３及び第４のコンビネーション信号を検出して、第２の混合された直交信号を生成するステップと、
を有する、付記３に記載の方法。

（付記１４）
第１のトランスインピーダンス増幅器（ＴＩＡ）により、前記第１の混合された直交信号を増幅し且つ変換して、第１のアナログ電圧信号を生成するステップと、
第２のＴＩＡにより、前記第２の混合された直交信号を増幅し且つ変換して、第２のアナログ電圧信号を生成するステップと、
第１のアナログ−デジタル変換器（ＡＤＣ）により、前記第１のアナログ電圧信号を変換して、第１のデジタル信号を生成するステップと、
第２のＡＤＣにより、前記第２のアナログ電圧信号を変換して、第２のデジタル信号を生成するステップと、
前記第１及び第２のデジタル信号を復号するステップと、
を更に有する付記１３に記載の方法。

（付記１５）
前記ローカル光通信システムは更に、１つ以上の更なるレーザを有し、前記更なるレーザの各々は、その他のレーザの共通ソース光信号の波長とは異なる波長を有する共通ソース光信号を生成するように構成され、
前記共通ソース光信号のうちの１つ以上の各々が、前記複数のモジュールのうちの１つ以上の各々に分配される、
付記１に記載の方法。

（付記１６）
共通ソース光信号を生成するように構成されたレーザと、
複数のモジュールであり、当該複数のモジュールの各々が１つ以上の光インタフェースモジュールを有し、該１つ以上の光インタフェースモジュールが、当該複数のモジュールのうちのその他のモジュールの光インタフェースモジュールに、１つ以上の第２の光通信リンクを介して光学的に接続される、複数のモジュールと、
前記複数のモジュールの各々に前記共通ソース光信号を分配するように構成された複数の第１の光通信リンクと、
を有し、
前記複数のモジュールのうちの第１モジュールの光インタフェースモジュールは、該第１モジュールに配信された前記共通ソース光信号を変調して、変調された光データ信号を生成するように構成され、
前記第１モジュールの前記光インタフェースモジュールは、前記変調された光データ信号を、前記第２の光通信リンクのうちの１つを介して、前記複数のモジュールのうちの第２モジュールの光インタフェースモジュールに送信するように構成され、
前記第２モジュールの前記光インタフェースモジュールは、前記第２モジュールに配信された前記共通ソース光信号を用いて、コヒーレント検出技術によって前記変調された光データ信号を復調するように構成される、
ローカル光通信システム。

（付記１７）
前記第１モジュールの前記光インタフェースモジュールは、前記共通ソース光信号を前記変調された光データ信号へと変調する電気−光（ＥＯ）変調回路を有する、付記１６に記載のシステム。

（付記１８）
前記第２モジュールの前記光インタフェースモジュールは光−電気（ＯＥ）復調回路を有し、
前記ＯＥ復調回路が、前記第２モジュールに配信された前記共通ソース光信号を用いて、コヒーレント検出技術によって前記変調された光データ信号を復調する、
付記１６に記載のシステム。

（付記１９）
前記複数の第１の光通信リンクの各々は、対応する光インタフェースモジュールと前記レーザとを接続する光ファイバケーブルを有する、付記１６に記載のシステム。

（付記２０）
前記複数の第１の光通信リンクの各々は、対応するモジュールと前記レーザとを接続する光ファイバケーブルと、前記対応するモジュール上に配設された、前記光ファイバケーブルを前記対応するモジュールの１つ以上の光インタフェースモジュールに接続する光導波路とを有する、付記１６に記載のシステム。

（付記２１）
前記第２の光通信リンクの各々は光ファイバケーブルを有する、付記１６に記載のシステム。

（付記２２）
前記複数のモジュールを接続する接続基板を更に有する付記１６に記載のシステム。

（付記２３）
前記接続基板はバックプレーンである、付記２２に記載のシステム。

（付記２４）
前記接続基板はミッドプレーンである、付記２２に記載のシステム。

（付記２５）
前記複数の第１の光通信リンクの各々は、前記レーザと前記接続基板上に配設された第１の導波路とを接続する光ファイバケーブルと、対応するモジュール上に配設された、前記第１の導波路と該対応するモジュールの１つ以上の光インタフェースモジュールとを接続する前記第２の導波路とを有する、付記２２に記載のシステム。

（付記２６）
前記第２の光通信リンクの各々は、第１のモジュール上に配設された、該第１のモジュールの光インタフェースモジュールに接続された第１の導波路と、前記接続基板上に配設された、前記第１の導波路と第２のモジュールとを接続する第２の導波路と、前記第２の導波路と該第２のモジュールの光インタフェースとを接続する第３の導波路とを有する、付記２２に記載のシステム。

（付記２７）
前記レーザはシングルキャビティレーザを有する、付記１６に記載のシステム。

（付記２８）
前記ＯＥ復調回路は、
複素場空間にて、前記変調された光データ信号を光基準信号に関連する４つの直交状態と結合して、第１、第２、第３及び第４のコンビネーションを作り出すように構成された結合ブロックと、
前記第１及び第２のコンビネーション信号を検出して、第１の混合された直交信号を生成するように構成された第１の平衡検波器と、
前記第３及び第４のコンビネーション信号を検出して、第２の混合された直交信号を生成するように構成された第２の平衡検波器と
を有する、付記１８に記載のシステム。

（付記２９）
前記ＯＥ復調回路は更に、
前記第１の混合された直交信号を増幅し且つ変換して、第１のアナログ電圧信号を生成するように構成された第１のトランスインピーダンス増幅器（ＴＩＡ）と、
前記第２の混合された直交信号を増幅し且つ変換して、第２のアナログ電圧信号を生成するように構成された第２のＴＩＡと、
前記第１のアナログ電圧信号を変換して、第１のデジタル信号を生成するように構成された第１のアナログ−デジタル変換器（ＡＤＣ）と、
前記第２のアナログ電圧信号を変換して、第２のデジタル信号を生成するように構成された第２のＡＤＣと、
前記第１及び第２のデジタル信号を復号するように構成されたデコーダと
を有する、付記２８に記載のシステム。

（付記３０）
１つ以上の更なるレーザを更に有し、
前記更なるレーザの各々は、その他のレーザの共通ソース光信号の波長とは異なる波長を有する共通ソース光信号を生成するように構成され、
前記共通ソース光信号のうちの１つ以上の各々が、前記複数のモジュールのうちの１つ以上の各々に分配される、
付記１６に記載のシステム。

（付記３１）
共通ソース光信号を生成する手段と、
ローカル光通信システム内の複数のモジュールの各々に前記共通ソース光信号を分配する手段であり、前記複数のモジュールの各々は、１つ以上の光インタフェースモジュールを有し、前記１つ以上の光インタフェースモジュールは、前記複数のモジュールのうちのその他のモジュールの光インタフェースモジュールに、１つ以上の第２の光通信リンクを介して光学的に接続される、分配する手段と、
前記第１モジュールに配信された前記共通ソース光信号を変調して、変調された光データ信号を生成する手段と、
前記変調された光データ信号を、前記第２の光通信リンクのうちの１つを介して、前記複数のモジュールのうちの第２モジュールの光インタフェースモジュールに送信する手段と、
前記第２モジュールに配信された前記共通ソース光信号を用いて、コヒーレント検出技術によって前記変調された光データ信号を復調する手段と、
を有するシステム。

２００ システム
２０２ 接続基板（バックプレーン又はミッドプレーンなど）
２０４ モジュール
２０６ 電気−光（ＥＯ）変調ブロック／回路
２０８ 光−電気（ＯＥ）復調ブロック／回路
２１０ 発振器ブロック／回路（レーザ）
２１２ 光リンク（光ファイバ）
２１４、２１６、２１８ 光リンク（導波路）
３０２ ９０°光ハイブリッド
３０６、３０８ 平衡検波器（ＢＤ）
３１０、３１２ トランスインピーダンス増幅器（ＴＩＡ）
３１４、３１６ アナログ−デジタル変換器（ＡＤＣ）
３１８ デコーダ

Claims (7)

1. 共通ソース光信号を生成するように構成されたレーザと、
   ３つ以上のモジュールであり、当該３つ以上のモジュールの各々が１つ以上の光インタフェースモジュールを有し、該１つ以上の光インタフェースモジュールが、当該３つ以上のモジュールのうちのその他のモジュールの光インタフェースモジュールに、１つ以上の第２の光通信リンクを介して光学的に接続される、３つ以上のモジュールと、
   前記３つ以上のモジュールの各々に前記共通ソース光信号を分配するように構成された複数の第１の光通信リンクと、
   を有し、
   前記３つ以上のモジュールのうちの第１モジュールの光インタフェースモジュールは、該第１モジュールに配信された前記共通ソース光信号を変調して、変調された光データ信号を生成するように構成され、
   前記第１モジュールの前記光インタフェースモジュールは、前記変調された光データ信号を、前記第２の光通信リンクのうちの１つを介して、前記３つ以上のモジュールのうちの第２モジュールの光インタフェースモジュールに送信するように構成され、
   前記第２モジュールの前記光インタフェースモジュールは、前記第２モジュールに配信された前記共通ソース光信号を用いて、コヒーレント検出技術によって前記変調された光データ信号を復調するように構成される、
   ローカル光通信システム。
2. 前記複数の第１の光通信リンクの各々は、対応するモジュールと前記レーザとを接続する光ファイバケーブルと、前記対応するモジュール上に配設された、前記光ファイバケーブルを前記対応するモジュールの１つ以上の光インタフェースモジュールに接続する光導波路とを有する、請求項１に記載のシステム。
3. 前記３つ以上のモジュールを接続する接続基板を更に有し、
   前記第２の光通信リンクの各々は、第１のモジュール上に配設された、該第１のモジュールの光インタフェースモジュールに接続された第１の導波路と、前記接続基板上に配設された、前記第１の導波路と第２のモジュールとを接続する第２の導波路と、前記第２の導波路と該第２のモジュールの光インタフェースとを接続する第３の導波路とを有する、
   請求項１又は２に記載のシステム。
4. 前記第２モジュールの前記光インタフェースモジュールは光−電気（ＯＥ）復調回路を有し、
   前記ＯＥ復調回路は、
   複素場空間にて、前記変調された光データ信号を光基準信号に関連する４つの直交状態と結合して、第１、第２、第３及び第４のコンビネーション信号を作り出すように構成された結合ブロックと、
   前記第１及び第２のコンビネーション信号を検出して、第１の混合された直交信号を生成するように構成された第１の平衡検波器と、
   前記第３及び第４のコンビネーション信号を検出して、第２の混合された直交信号を生成するように構成された第２の平衡検波器と
   を有する、請求項１乃至３の何れか一項に記載のシステム。
5. 前記ＯＥ復調回路は更に、
   前記第１の混合された直交信号を増幅し且つ変換して、第１のアナログ電圧信号を生成するように構成された第１のトランスインピーダンス増幅器（ＴＩＡ）と、
   前記第２の混合された直交信号を増幅し且つ変換して、第２のアナログ電圧信号を生成するように構成された第２のＴＩＡと、
   前記第１のアナログ電圧信号を変換して、第１のデジタル信号を生成するように構成された第１のアナログ−デジタル変換器（ＡＤＣ）と、
   前記第２のアナログ電圧信号を変換して、第２のデジタル信号を生成するように構成された第２のＡＤＣと、
   前記第１及び第２のデジタル信号を復号するように構成されたデコーダと
   を有する、請求項４に記載のシステム。
6. レーザにより、共通ソース光信号を生成するステップと、
   複数の第１の光通信リンクにより、ローカル光通信システム内の３つ以上のモジュールの各々に前記共通ソース光信号を分配するステップであり、該３つ以上のモジュールの各々は、１つ以上の光インタフェースモジュールを有し、該１つ以上の光インタフェースモジュールは、該３つ以上のモジュールのうちのその他のモジュールの光インタフェースモジュールに、１つ以上の第２の光通信リンクを介して光学的に接続される、分配するステップと、
   前記３つ以上のモジュールのうちの第１モジュールの光インタフェースモジュールにより、該第１モジュールに配信された前記共通ソース光信号を変調して、変調された光データ信号を生成するステップと、
   前記第１モジュールの前記光インタフェースモジュールにより、前記変調された光データ信号を、前記第２の光通信リンクのうちの１つを介して、前記３つ以上のモジュールのうちの第２モジュールの光インタフェースモジュールに送信するステップと、
   前記第２モジュールの前記光インタフェースモジュールにより、前記第２モジュールに配信された前記共通ソース光信号を用いて、コヒーレント検出技術によって前記変調された光データ信号を復調するステップと、
   を有する方法。
7. 共通ソース光信号を生成する手段と、
   ローカル光通信システム内の３つ以上のモジュールの各々に前記共通ソース光信号を分配する手段であり、前記３つ以上のモジュールの各々は、１つ以上の光インタフェースモジュールを有し、前記１つ以上の光インタフェースモジュールは、前記３つ以上のモジュールのうちのその他のモジュールの光インタフェースモジュールに、１つ以上の第２の光通信リンクを介して光学的に接続される、分配する手段と、
   前記３つ以上のモジュールのうちの第１モジュールに配信された前記共通ソース光信号を変調して、変調された光データ信号を生成する手段と、
   前記変調された光データ信号を、前記第２の光通信リンクのうちの１つを介して、前記３つ以上のモジュールのうちの第２モジュールの光インタフェースモジュールに送信する手段と、
   前記第２モジュールに配信された前記共通ソース光信号を用いて、コヒーレント検出技術によって前記変調された光データ信号を復調する手段と、
   を有するシステム。

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