JP6331712B2 - マルチキャリア/スーパーチャネル伝送における偏光依存損失の軽減 - Google Patents

マルチキャリア/スーパーチャネル伝送における偏光依存損失の軽減 Download PDF

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Description

本開示は、光通信ネットワークに関し、より詳細には、二重偏波光システムにおける信号の劣化を軽減するシステム及びその方法に関する。
遠隔通信システム、ケーブルテレビシステム、及びデータ通信ネットワークでは、光ネットワークを使用して、遠隔地点の間で大量の情報を迅速に伝達する。光ネットワークにおいて、情報は、光信号の形で光ファイバによって伝達される。また、光ネットワークは、増幅器、分散補償器、マルチプレクサ/デマルチプレクサ、フィルタ、波長選択スイッチ、カプラ等のようなネットワーク内部の様々の動作を実行する様々のネットワークサブシステムを含んでもよい。
しかしながら、これらのネットワークサブシステムのそれぞれは、ネットワークを介して伝わる光信号に偏光依存性の影響を発生させる可能性がある。これらの影響によって、光信号の種々の偏波成分は、偏光依存損失(Polarization Dependent Loss、PDL)、及び偏波成分間のクロストークに起因する非線形効果による信号の劣化を受けることになる可能性がある。例えば、一方の偏波成分が他方の偏波成分と比較して受信器において光信号対雑音比(optical signal-to-noise ratio、OSNR)の劣化を示すことにより、PDLは、偏波状態(States of Polarization、SOP)の間のOSNRの不均衡の原因になる可能性がある。また、伝送される符号によって、PDLに起因する偏波成分間のクロストークは、非線形位相雑音として現れる強度変化をもたらす可能性がある。
一態様では、光ネットワークの偏光依存損失の影響を軽減する開示方法は、マルチキャリア光信号に関連付けられる複数の副搬送波を識別することと、複数の副搬送波に対応する複数の偏波状態をそれぞれ決定することとを含む。開示方法は、マルチキャリア光信号の伝送の前に、複数の偏波状態にそれぞれ対応するように複数の副搬送波の実際の偏波状態を修正することを含んでもよい。複数の偏波状態は、二重偏波成分を有してもよい。
光ネットワークの偏光依存損失の影響を軽減する更なる開示の態様は、偏波制御システムと共に、プロセッサと、プロセッサが実行可能な命令を格納するコンピュータが読み取り可能な非一時的記録媒体とを含む。
図1は、光ネットワークの実施形態の選択された要素のブロック図である。 図2Aは、光ネットワークの偏波制御の実施形態の選択された要素のブロック図である。 図2Bは、光ネットワークの偏波制御の実施形態の選択された要素のブロック図である。 図3Aは、光ネットワークの偏波制御の実施形態の選択された要素のブロック図である。 図3Bは、光ネットワークの偏波制御の実施形態の選択された要素のブロック図である。 図3Cは、光ネットワークの偏波制御の実施形態の選択された要素のブロック図である。 図3Dは、光ネットワークの偏波制御の実施形態の選択された要素のブロック図である。 図4は、光ネットワークの偏波制御を実行する方法の選択された要素のフローチャートである。 図5は、光ネットワークの偏波制御を実行する方法の選択された要素のフローチャートである。 図6は、光ネットワークの偏波制御を実行する方法の選択された要素のフローチャートである。 図7は、光ネットワークの偏波制御を実行する方法の選択された要素のフローチャートである。
特定の実施形態及びその利点については、同一の符号を使用して同一の及び対応する部分を示す図1〜7を参照することにより、十分に理解することができよう。
以下の説明では、詳細は、開示対象の詳解を容易にするための一例として説明される。しかしながら、開示された実施形態は一例であり、可能な実施形態を完全に示すものではないことは、当業者にとって明らかである。
本開示において、ハイフン形式の参照番号はある要素の特定の例を示し、ハイフン形式でない参照番号はある要素を総称的、集合的に示す。したがって、ウィジェット12−1は、ウィジェットのクラスの一例を示し、集合的にウィジェット12と示してもよく、何れか1つを総称的にウィジェット12と示してもよい。
ここで図面を参照すると、図1は、光伝送ネットワーク101の一例の実施形態を示す図である。光伝送ネットワーク101は、光ネットワークの構成素子に通信される1つ又は2つ以上の光信号を運ぶように形成される1つ又は2つ以上の光ファイバ106を含んでもよい。互いにファイバ106で接続される光ネットワーク101のネットワークサブシステムは、1つ又は2つ以上の送信器102と、1つ又は2つ以上のマルチプレクサ(MUX)104と、1つ又は2つ以上の増幅器108と、1つ又は2つ以上の光分岐挿入装置(optical add/drop multiplexer、OADM)110と、1つ又は2つ以上の受信器112とを有してもよい。
光ネットワーク101は、ターミナルノードを有するポイントツーポイント光ネットワーク、リング光ネットワーク、メッシュ光ネットワーク、又は他の適切な光ネットワーク、若しくは光ネットワークの組み合わせを有してもよい。光ファイバ106は、長い距離を低損失で信号を通信可能なガラスの細いスランドを有する。光ファイバ106は、適当な型のファイバを有してもよい。
光ネットワーク101は、光ファイバによって光信号を伝送するように形成される機器を含んでもよい。情報は、波長で符号化して光の1つ又は2つ以上の波長の変調によって光ネットワーク101を介して送受信されてもよい。光通信では、光の波長は、チャネルとも称してもよい。チャネルのそれぞれは、ある量の情報を光ネットワーク101によって運ぶように形成される。
光ネットワーク101の情報伝達能力を向上させるために、複数のチャネルで伝送される複数の信号は、単一の光信号に結合してもよく、組み合わされた単一の光信号は、本開示では「マルチキャリア」光信号と称される。単一の光信号の複数チャネルで情報を通信する処理は、光学では波長分割多重通信(Wavelength Division Multiplexing、WDM)と称される。高密度波長分割多重方式(Dense Wavelength Division Multiplexing、WDM)は、通常は40以上のより多く(より高密度)の数の波長のファイバへの多重化を称する。WDM、DWDM又は他の多重波長伝送技術を光ネットワークに採用して光ファイバ当たりの総バンド幅を増加させる。WDM又はDWDMを利用しない場合、光ネットワークのバンド幅は、ただ1つの波長のビットレートに限定される可能性がある。より多くのバンド幅を利用することにより、光ネットワークは、より多くの量の情報を伝送することが可能になる。直交波周波数分割多重(Orthogonal Frequency Division Multiplexing、OFDM)は、他のマルチキャリア技術である。光ネットワーク101は、WDM、DWDM又は他のいくつかの適当なマルチキャリア多重化技術を使用して種々のチャネルを伝送し、マルチキャリア信号を増幅するように形成されてもよい。
近年、DWDMの進歩によって、いくつかの光搬送波を結合して所望の容量の合成光信号を作ることが可能になった。マルチキャリア光信号のこの一例は、スーパーチャネルであり、スーパーチャネルは、密接にまとめられたスペクトルバンドに複数の副搬送波を含むことができ、100Gb/s又はそれ以上の伝送速度を超えることができる。スーパーチャネルの典型的な特徴は、副搬送波が同一の送り出しから同一の送り先まで進むことであり、スーパーチャネルの副搬送波が伝送の間にOADMを使用して追加又は除去できないことである。様々な方法を採用してスーパーチャネルを形成することができる。高いスペクトル効率を有するスーパーチャネルを形成する特定の実施形態は、ガードインターバル無し光直交周波数分割多重(No-Guard Interval Orthogonal Frequency Division Multiplexing、NGI−OFDM)スーパーチャネル、ナイキスト波長分割多重(Nyquist Wavelength Division Multiplexing、WDM)スーパーチャネル、デジタル信号処理(Digital Signal Processing、DSP)ベースOFDMスーパーチャネル、及びWDMスーパーチャネルを含む。
NGI−OFDMにおいて、副搬送波変調器のそれぞれは、非ゼロ復帰(non-return to zero、NRZ)パスル形式等を使用して時間領域にパルス整形を適用する定型の単一の副搬送波変調器にしてもよい。NIGI−OFDMスーパーチャネルのボーレートがチャネル間の間隔に対応するとき、チャネル間のクロストークを取り除くことができる。NIGI−OFDMスーパーチャネルでは、ガードインターバルを使用しないので、ガードインターバル及び/又はサイクリックプレフィックスのオーバーヘッドを避けることができる。
ナイキスト−WDMスーパーチャネルでは、副搬送波変調器のそれぞれは、シンク形状パスル等を使用して、時間領域でのパスル整形及びデジタル―アナログ変換(Digital-to-Analog Conversion、DAC)のためにDSPを採用してもよい。ナイキスト副搬送波のそれぞれが方形のスペクトラム形状を有するので、チャネル間のクロストークは取り除くことができる。
DSPベースOFDMスーパーチャネルでは、変調器のそれぞれは、OFDM及びDACのためにDSPを採用して、シンク形状のスペクトラムを有するOFDMにおいて副搬送波を生成してもよい。OFDMバンドを結合して、ナイキストWDMと同様に、方形のスペクトラム形状を使用するスーパーチャネルを形成してもよい。OFDM条件がバンド間で満たされる(すなわち、OFDMバンドの間隔がボーレートを超える)とき、又はガードバンドがOFDMバンド間で使用されるとき、隣接するOFDMバンドのエッジ副搬送波間のクロストークは、無視できるほどのレベルに減少させることができる。DSPベースOFDMスーパーチャネルの副搬送波の数はとても多い(すなわち、64、128、256等)ので、副搬送波それぞれのシンボルレートは、全体の伝送速度よりも実質的に低くなる可能性がある。
WDMスーパーチャネルは、NGI−OFDMと同様に変調し伝送してもよいが、チャネル間のクロストークを避けるためにボーレートより大きなチャネル間隔を使用する。WDMスーパーチャネルの副搬送波は、光ファイバ又はアレイ導波路回折格子 (Arrayed Waveguide Grating、AWG)デマルチプレクサを使用して分離してもよい。これにより、WDMスーパーチャネルは、他の形式のスーパーチャネルと比較的低いスペクトラム効率を有し、全体の伝送速度が例えば100Gb/s程度に抑制される可能性がある。
光ネットワーク101は、特定の波長すなわち特定のチャネルで光ネットワークを介して光信号を伝送するように形成される1つ又は2つ以上の光送信器(Tx)102を含んでもよい。送信器102は、電気信号を光信号に変換し光信号を伝送するように形成されるシステム、装置又は機器を有してもよい。例えば、送信器102のそれぞれは、レーザと、変調器とを有し、電気信号を受信して電気信号に含まれる情報を、特定の波長でレーザによって形成される光のビームに変調し、ネットワークによって信号を運ぶビームを伝送してもよい。
マルチプレクサ104は、送信器102に接続されてもよく、送信器102が伝送した信号を個別の波長で単一のWDM信号又はDWDM信号に結合するように形成してもよい。
増幅器108は、ネットワーク101内部のマルチチャネル信号を増幅してもよい。増幅器108は、ある長さのファイバ102の前又は後に位置してもよい。増幅器108は、信号を増幅するように形成されたシステム、装置又は機器を有してもよい。また、OADM110は、ファイバ106を介してネットワーク101に接続してもよい。OADM110は、ファイバ106に信号を加える及び/又はファイバ106から信号を取り出すように形成されるシステム、装置又は機器を含んでもよい分岐モジュールを有してもよい。OADM110を通過した後に、信号はファイバ106に沿って直接送り先に運ばれてもよく、送り先に到達する前に1つ又は2つ以上の更なるOADM110を通過してもよい。
また、ネットワーク101は、1つ又は2つ以上のネットワーク101の送り先に1つ又は2つ以上のデマルチプレクサ105を含んでもよい。デマルチプレクサ105は、単一のWDM信号を個別のチャネルに分配することによってデマルチプレクサとして機能してもよいシステム、装置又は機器を有してもよい。例えば、ネットワーク101は、40チャネルDWDM信号を伝送し、運搬してもよい。デマルチプレクサ105は、単一の40チャネルDWDM信号を、40の異なるチャネルに従って個別の40の信号に分割してもよい。
現在の多くの光ネットワークは、国際電気通信連合(International Telecommunications Union、ITU)標準波長グリッドに従って、固定グリッド間隔としても知られ、OADM1010及びデマルチプレクサ105の標準的な実装と互換性がある50ギガヘルツ(GHz)のチャネル間隔を有する毎秒10ギガビット(gigabit-per-second、Gbps)又は40Gbpsの信号速度で動作する。しかしながら、データレートが100Gbps又はそれ以上に増加すると、より高いデータレートの信号のより広いスペクトラムの要求は、チャネル間隔を増加することを必要とする。一般的には、異なるレートの信号を支える従来の固定グリッドネットワークシステムでは、全体のネットワークシステムは、最も高い速度の信号に適合可能な粗のチャネル間隔(100GHz、200GHz等)によって動作しなければならない。これは、より低速の信号及び全体的により低いスペクトラムを利用するときには、過剰なチャネルスペクトラムになる可能性がある。
このように、ある実施形態では、ネットワーク101は、チャネルごとに特定の周波数スロットを規定可能な柔軟なグリッドの光ネットワークと互換性がある構成素子を採用してもよい。例えば、WDM伝送の波長チャネルのそれぞれは、少なくとも1つの周波数スロットを使用して配置してもよい。例えば、1つの周波数スロットは、シンボルレートが低い波長チャネルに割り当ててもよく、複数の周波数スロットは、シンボルレートが高い波長チャネルに割り当ててもよい。このように、ネットワーク101のある実施形態では、OADM110は、波長選択スイッチ(Wavelength Selective Switch、WSS)等を使用して光学ドメインで追加又は除去されることになるデータチャネルを運ぶWDM信号の個別の波長又は複数の波長を追加又は除去することができる再構成可能なOADM(Reconfigurable OADM、ROADM)に相当してもよい。
また、ネットワーク101は、デマルチプレクサ105に接続される受信器112を含んでもよい。受信器112のそれぞれは、特定の波長すなわち特定のチャネルで伝送された信号を受信し、受信した信号が含む情報のために信号を処理するように形成してもよい。それに応じて、ネットワーク101は、ネットワークのチャネル毎に少なくとも1つの受信器112を含んでもよい。
ネットワーク101のような光ネットワークは、光ファイバを通る光信号の情報を伝達する変調方式を更に採用してもよい。このような変調方式は、位相偏移変調(Phase-Shift Keying、PSK)、周波数偏移変調(Frequency-Shift Keying、FSK)、振幅偏移変調(Amplitude-Shift Keying、PSK)及び直角位相振幅変調(Quadrature Amplitude Modulation、QAM)を含んでもよい。
本開示の範囲を逸脱することなくネットワーク101は、修正、追加又は省略してもよい。例えば、ネットワーク101は、図1に記載されるよりも多くの素子を含んでもよく、図1に記載されるよりも少ない素子を含んでもよい。また、ネットワーク101は、分散補償モジュールのような明示的に示されていない付加的な素子を含んでもよい。また、上述のように、図1ではポイントツーポイントネットワークとして示されるが、ネットワーク101は、リングネットワーク又はメッシュネットワークのような光信号を伝送する適切なネットワークを有してもよい。
ネットワーク101の動作では、X軸及びY軸に直交偏波成分を有して、二重偏波されてもよい。ネットワーク101の種々の実施形態では、ネットワーク101の素子のある構成素子は、伝送される光信号の光信号対雑音比(Optical Signal-to-Noise ratio、OSNR)の劣化、及び2つの直交偏波成分の間のクロストークに起因する非線形位相雑音をもたらす偏光依存損失(Polarization Dependent Loss、PDL)が表れる可能性がある。PDL(本開示では個別に「PDLトリビュトリー」とも称される)の一因になる可能性があるネットワーク101の構成素子は、マルチプレクサ104、増幅器108、OADM110と共に分散補償器、波長選択スイッチ、カプラ等の不図示の他の構成素子(国際電気通信連合ITU−T G.680を参照のこと)を含む。偏光依存損失は、光信号を伝送するために使用される異なる型の変調方式に対して観測される可能性がある。
PDLの影響は、二重偏波光信号のSOP(State of Polarizatio)とPDLトリビュトリーの主軸との間のアラインメントに依存する可能性があることが報告されている(O. Vassilieva et al., “Statistical Analysis of the Interplay between Nonlinear and PDL Effects in Coherent Polarization Multiplexed Systems “, ECOC’2012, paper We3C4を参照のこと)。例えば、二重偏波マルチキャリア光信号内部の全ての副搬送波が同一のSOPを有するとき、そのSOPは、伝送経路のPDLトリビュトリーの主軸のそれぞれのに対して最も不利なアラインメントになり、全ての副搬送波は、PDLから最も悪い影響を受けることになる。二重偏波マルチキャリア光信号内部の副搬送波のそれぞれが異なるSOPを有するとき、1つの副搬送波がPDLから最も悪い影響を受けるものの、他の副搬送波は、最も悪いアラインメントよりも良いアラインメントで伝送することができ、全体では改善することができる。本開示でより詳細に説明されるように、PDLの影響は、スーパーチャネル又はOFDM光信号の異なる現在値によって副搬送波のそれぞれのSOPを設定することによって軽減することができる。この方法によるPDLの軽減は、統計分析及び副搬送波の前方誤り訂正(Forward Error Correction、FEC)の制限の改良によって観測することができる。
具体的には、ネットワーク101は、マルチキャリア光信号を伝送するときに副搬送波の当初のSOPを制御してPLDを軽減してもよい。本開示の方法及びシステムは、PDLを軽減する他の技術と比較した特定の利点に関連付けられてもよい。例えば、本開示の方法及びシステムは、高価及び/又は複雑になる可能性がある偏光変換器を使用することなしに実装してもよい。また、本開示の方法及びシステムは、受信器から送信器にフィードバックすることなしに実装して、ネットワーク通信を簡明にしてもよい。
ここで図2Aを参照すると、PDLを軽減する偏波制御を採用してもよいネットワーク200の実施形態の選択された素子のブロック図が示される。図2Aに示すように、ネットワーク200の少なくともある部分は、ネットワーク101(図1を参照のこと)に示す素子に対応してもよい。ネットワーク200において、様々な光伝送素子が光伝送ネットワーク(Optical Transmission Network、OTN)202として示される。OTN202は、マルチキャリア光信号を伝送するための光デジタルネットワーク及び/又はデジタルネットワークの構成素子のような、ネットワーク101(図1を参照のこと)に対して上述した様々な構成素子を含んでもよい。図2Aでは、副搬送波のそれぞれのためのある個別の構成素子を使用して、電気ドメインでスーパーチャネルの個別の副搬送波の偏波制御を実施するネットワーク200が示される。図2Aに示すネットワーク200は、任意の波長λ1、λ及びλ3で3つの副搬送波を伝送するが、不図示の他の実施形態では、異なる数の副搬送波を使用してもよいことが理解されるであろう。ネットワーク200では、ペイロードデータは、DATA#1、DATA#2及びDATA#3の符号が付された3つの副搬送波を使用してOTNを伝送する。ある実施形態では、副搬送波は、二重偏光四位相偏移変調方式(Dual-Polarization Quadrature Phase-Shift Keying、DP−QPSK)を使用して変調される。ネットワーク200の少なくともある部分は、マルチキャリア光信号に含まれる個別の副搬送波の偏波状態を設定する偏波制御システムに相当してもよい。
図2Aにおいて、マルチキャリアソース204は、複数の副搬送波のための信号のソースに相当してもよく、個別のレーザを使用し、又は位相ロック方法を使用して副搬送波を生成してもよい。図2Aに示すように、マルチキャリアソース204は、波長が任意の値がλ1、λ及びλ3であり、分離され且つデマルチプレクサ206から出力される3つのモノクロ波長を生成してもよい。3つのモノクロ波長は、送信器210に含まれる変調器の軸等の所与の軸にそれぞれが調整されてもよいSOP220を有する。送信器210において、副搬送波のそれぞれは、電気/デジタルドメインで動作してもよいデジタル信号処理/デジタルアナログコンバータ(Digital Signal Processor/Digital-to-Analog Converters、DSP/DAC)203から提供される、対応するペイロードデータ及び偏波データによって別個に変調してもよい。図2Aに示されるように、FECエンコーダ/データインターリーバ240は、ペイロードデータのストリームを受信して、副搬送波データのストリームDATA#1、DATA#2及びDATA#3を生成してもよい。副搬送波データのストリームDATA#1、DATA#2及びDATA#3は、個別のDSP/DAC203に供給され、DSP/DAC203は、それぞれの副搬送波の個別のSOPパラメータ(SOP#1、SOP#2及びSOP#3として示される)を受信して、送信器210での変調のための信号を生成する。ある実施形態では、送信器210は、二重偏波IQ変調器を含み、副搬送波のそれぞれを偏波パラメータで特定される所望のSOP222にそれぞれ回転できるようにしてもよい。例えば、二重偏波IQ変調器は、2つの直交偏波成分のための2つの並列光IQ変調器と、偏波コンバイナとを含んでもよい。
上述のように、送信器210から出力されるような光信号は、任意の変調関数で示される二重偏波を示してもよい。
Figure 0006331712
Figure 0006331712
ここで、Ex及びEyのそれぞれはx方向及びy方向の電界強度であり、XI及びYIは偏光波それぞれの同相(実)データ又は成分であり、XQ及びYQは偏光波それぞれの直交(虚)データ又は成分である。また、偏光回転関数は以下のように規定される。
Figure 0006331712
ここで、E'x及びE'yは回転後の電界強度であり、θ及びΨはSOPの任意の回転を示すことができる2つの角度であり、R(θ,Ψ)は以下のように規定される偏光回転行列である。
Figure 0006331712
このように、SOP222は、それぞれ二重偏波した副搬送波を実現できる(θ,Ψ)の特定の値の対応する任意のSOPで示すことができる。ある実施形態では、(θ,Ψ)の値は、SOPパラメータとして使用してもよい。E'xの実部及び虚部はそれぞれ、二重偏波信号の再規定されたSOPのX偏波成分の同相データ及び直交データに対応してもよい。E'yの実部及び虚部はそれぞれ、二重偏波信号の再規定されたSOPのY偏波成分の同相データ及び直交データに対応してもよい。
図2Aにおいて、マルチプレクサ208におけるマルチキャリア光信号(すなわちスーパーチャネル)への光学的な結合の後、副搬送波のそれぞれは、結合したSOP223として示される任意のSOP222を維持する。なお、偏光を維持するファイバ、デマルチプレクサ及び/又はマルチプレクサをネットワーク200の伝送端に使用して、SOP222及び又はSOP223を維持してもよい。次いで、マルチキャリア光信号は、OTN202によって伝送される。OTN202による伝送の間、副搬送波のSOPは、小さな複屈折を光ファイバで生じさせることによりSOPの回転をもたらすマイクロベンド及び/又はストレスのような様々な伝送の影響により不規則に変化する可能性がある。ある実施形態では、副搬送波の相対的なSOPは、OTN202の伝送の後にある範囲にとどまる可能性がある。
図2Aにおいて、ネットワーク200の受信端に到着すると、マルチキャリア光信号は、上述の伝送の影響のためにSOP223から変化している可能性があるSOP224を示す。例えば、ネットワーク200において、SOP224はSOP223から共通の回転を示す可能性がある一方、副搬送波の相対的な回転は維持される。マルチキャリア光信号は、デマルチプレクサ209において副搬送波成分に光学的に分離されてもよい。ここで副搬送波はSOP225を有する。次いで、副搬送波のそれぞれは、個別の受信器212に供給される。受信器212は、不図示のローカル発振器、偏波ダイバーシティ90度光ハイブリッドを有し、光―電気変換、復調及びデジタルドメイン処理を実行してもよい。一実施形態では、受信器212は、入射する二重偏波光信号のSOPに関係なく、位相及び偏波の回復のためのDSPを使用して2つの直交偏波成分を逆多重化できる偏波ダイバーシティコヒーレント受信器にしてもよい(Li, G., “Recent Advances in Coherent Optical Communication”, Advances in Optics and Photonics vol 1, pg 279-307 (2009)を参照のこと)。様々な実施形態では、図2Aの素子209は、光カプラ/スプリッタに相当し、受信したスーパーチャネル信号は受信器212に通信され、副搬送波信号は不図示のローカル発振器の波長に同調させることにより選択し、他の副搬送波のチャネルは電気的なフィルタにより拒否されるようにしてもよい。ネットワーク200に示すように、マルチキャリアソース(ローカル発振器)207は、受信器212による個別の副搬送波ミキシングのために基準波長(λ1、λ及びλ3)を提供してもよい。受信器212のそれぞれは、個別の副搬送波データのストリーム(DATA#1、DATA#2及びDATA#3)に対応する電気信号出力を生成してもよい。副搬送波データのストリームは、FECデコーダ/データデインターリーバ211に受信されてもよく、次いで、FECデコーダ/データデインターリーバ211はネットワークペイデータを出力してもよい。
図2Aに示すネットワーク200の動作において、SOP220は副搬送波の入力偏波状態を集合的に示してもよい。ある実施形態では、SOP220は、送信器210に関連付けられる軸のような所与の軸に調整されてもよい。偏波制御の本開示の方法を適用した後、副搬送波のそれぞれは、マルチプレクサ208での結合の前に所望のSOP222に修正してもよい。ネットワーク200において、SOP223は、他のSOPの方向と比較してOSNRの低下を抑制する光伝送ネットワーク202での回転に適切な結合マルチキャリア光信号の最適な偏波状態を示してもよい。上述のように、OTN202での回転の後、SOP224を有するマルチキャリア光信号は、OTN202の受信端に到達する。素子209において副搬送波に分割された後、受信器212は、任意のSOP225を有する副搬送波を受信してもよい。
ここで図2Bを参照すると、偏光依存損失を制御する偏波制御を採用してもよいネットワーク201の実施形態の選択された素子のブロック図が示される。図2Bに示すように、ネットワーク201の少なくともある部分は、ネットワーク101(図1を参照のこと)に示す素子に対応してもよい。ネットワーク201において、様々な光伝送素子が光伝送ネットワーク(Optical Transmission Network、OTN)202として示される。OTN202は、マルチキャリア光信号を伝送するための光ネットワーク及び/又はデジタルネットワークの構成素子のような、ネットワーク101(図1を参照のこと)に対して上述した様々な構成素子を含んでもよい。図2Bでは、副搬送波のそれぞれのある個別の構成素子を使用して光ドメインでスーパーチャネルの個別の副搬送波の偏波制御を実施するネットワーク201が示される。図2Bに示すネットワーク201は、任意の波長λ1、λ及びλ3で3つの副搬送波を伝送するが、不図示の他の実施形態では、異なる数の副搬送波を使用してもよいことが理解されるであろう。ネットワーク201では、ペイロードデータは、DATA#1、DATA#2及びDATA#3の符号が付された3つの副搬送波を使用してOTNを伝送する。ある実施形態では、副搬送波は、二重偏光四位相偏移変調方式(DP−QPSK)を使用して変調される。ネットワーク201の少なくともある部分は、マルチキャリア光信号に含まれる個別の副搬送波の偏波状態を設定する偏波制御システムに相当してもよい。
図2Bにおいて、マルチキャリアソース204は、図2Aに示すように、複数の副搬送波のための信号のソースに相当してもよい。図2Bに示すように、マルチキャリアソース204は、波長が任意の値がλ1、λ及びλ3であり、分離され且つデマルチプレクサ206から出力される3つのモノクロ波長を生成してもよい。3つのモノクロ波長は、送信器230に含まれる変調器の軸等の所与の軸にそれぞれが調整されてもよいSOP220を有する。送信器230において、副搬送波のそれぞれは、電気/デジタルドメインで動作してもよいデジタル信号処理/デジタルアナログコンバータ(DSP/DAC)205から提供される、対応するペイロードデータ及び偏波データによって別個に変調してもよい。図2Bに示されるように、FECエンコーダ/データインターリーバ240は、ペイロードデータのストリームを受信して、副搬送波データのストリームDATA#1、DATA#2及びDATA#3を生成してもよい。副搬送波データのストリームDATA#1、DATA#2及びDATA#3は、副搬送波それぞれ毎に個別のDSP/DAC205に供給され、DSP/DAC205は、送信器230での変調のための信号を生成し、送信器230は、二重偏波直交SOP221を生成する。ある実施形態では、送信器230は、上述のように二重偏波IQ変調器を含んでもよい。次いで、副搬送波のそれぞれのSOPは、SOP#1、SOP#2及びSOP#3として示され(θ,Ψ)の特定の値の対応する偏波パラメータに従って個別に回転されてもよい。偏波パラメータは、変更コントローラ232に個別に受信され、任意のSOPをもたらす。
図2Bにおいて、マルチプレクサにおいてマルチキャリア光信号(すなわち、スーパーチャネル)に光学的に結合された後、副搬送波のそれぞれは、結合したSOP223として示されるように任意のSOP222を維持する。次いで、マルチキャリア光信号は、OTN202によって伝送される。OTN202による伝送の間、副搬送波のSOPは、小さな複屈折を光ファイバで生じさせることによりSOPの回転をもたらすマイクロベンド及び/又はストレスのような様々な伝送の影響により不規則に変化する可能性がある。ある実施形態では、副搬送波の相対的なSOPは、OTN202の伝送の後にある範囲にとどまる可能性がある。
図2Bにおいて、ネットワーク201の受信端に到着すると、マルチキャリア光信号は、上述の伝送の影響のためにSOP223から変化している可能性があるSOP224を示す。例えば、ネットワーク201において、SOP224はSOP223から共通の回転を示す可能性がある一方、副搬送波の相対的な回転は維持される。マルチキャリア光信号は、デマルチプレクサ209において副搬送波成分に光学的に分離されてもよい。ここで副搬送波はSOP225を有する。次いで、副搬送波のそれぞれは、個別の受信器234に供給される。受信器234は、不図示のローカル発振器、偏波ダイバーシティ90度光ハイブリッドを有し、光―電気変換、復調及び/又はデジタルドメイン処理を実行してもよい。ネットワーク200に示すように(図2Aを参照)、ネットワーク201の受信器234は、入射する二重偏波光信号のSOPに関係なく、位相及び偏波の回復のためのDSPを使用して2つの直交偏波成分を逆多重化できる偏波ダイバーシティコヒーレント受信器にしてもよい。ネットワーク201に示すように、マルチキャリアソース(ローカル発振器)207は、受信器234による個別の副搬送波のミキシングのために基準波長(λ1、λ及びλ3)を提供してもよい。受信器234のそれぞれは、個別の副搬送波データのストリーム(DATA#1、DATA#2及びDATA#3)に対応する電気信号出力を生成してもよい。副搬送波データのストリームは、FECデコーダ/データデインターリーバ211に受信されてもよく、次いで、FECデコーダ/データデインターリーバ211はネットワークペイデータを出力してもよい。様々な実施形態では、図2Bの素子209は、光カプラ/スプリッタに相当し、受信したスーパーチャネル信号は受信器234に通信され、受信器234に含まれる副搬送波信号は不図示のローカル発振器の波長に同調させることにより選択し、他の副搬送波のチャネルは電気的なフィルタにより拒否されるようにしてもよい。
図2Bに示すネットワーク201の動作において、SOP220は副搬送波の入力偏波状態を集合的に示してもよい。ある実施形態では、SOP220は、送信器230に関連付けられる軸のような所与の軸に調整されてもよい。偏波制御の本開示の方法を適用した後、副搬送波のそれぞれは、マルチプレクサ208での結合の前に所望のSOP222に修正してもよい。ネットワーク201において、SOP223は、他のSOPの方向と比較してOSNRの低下を抑制する光伝送ネットワーク202での回転に適切な結合マルチキャリア光信号の最適な偏波状態を示してもよい。OTN202での回転の後、SOP224を有するマルチキャリア光信号は、OTN202の受信端に到達する。素子209において副搬送波に分割された後、受信器212は、任意のSOP225を有する副搬送波を受信してもよい。
ここで図3Aを参照すると、偏波制御を採用して偏光依存損失を軽減する光ネットワーク300の実施形態の選択された要素のブロック図が示される。図3Aに示されるように、ネットワーク300の少なくともある部分は、ネットワーク101(図1を参照のこと)に示す素子に対応してもよい。ネットワーク300において、様々な光伝送素子が光伝送ネットワーク(Optical Transmission Network、OTN)202として示される。OTN202は、マルチキャリア光信号を伝送するための光ネットワーク及び/又はデジタルネットワークの構成素子のような、ネットワーク101(図1を参照のこと)に対して上述した様々な構成素子を含んでもよい。図3Aでは、デジタルドメインにおいて個別のOFDM副搬送波の偏波制御を実装するネットワーク300が示される。上述のように、ネットワーク300は、DSPベースOFDMの偏波制御に使用されてもよい。図3Aに示すように、ネットワーク300は、OFDM信号を伝送する。OFDMバンド内部の副搬送波の数は、異なる実施形態では変化させてもよいことが理解されるであろう。ある実施形態において、副搬送波は、二重偏光四位相偏移変調方式(DP−QPSK)を使用して変調される。ネットワーク300の少なくともある部分は、マルチキャリア光信号に含まれる個別の副搬送波の偏波状態を設定する偏波制御システムに相当してもよい。
図3Aにおいて、単一キャリアソース302は、モノクロのキャリア信号のソースを示してもよい。図3Aに示すように、単一キャリアソースは、上述のように所与の軸が割り当てられるSOP220を有して出力されるモノクロ波長を生成してもよい。発振器304において、OFDM信号は、電気/デジタルドメインで動作してもよいOFDMデジタル信号処理/デジタルアナログコンバータ(OFDM Digital Signal Processor/Digital-to-Analog Converter、OFDM DSP/DAC)310から提供される、対応するペイロードデータ及び偏波データによって別個に変調してもよい。図3Aに示すように、OFDM DSP/DAC310は、ペイロードデータと、副搬送波のそれぞれ毎のSOP入力とを受信してもよく、次いで、送信器304での変調のための出力信号を生成してもよい(図3Bも参照)。ネットワーク300において、OFDM DSP/DAC310は、不図示の副搬送波マッピングデータに基づくOFDMの副搬送波へのチャネル毎のインターリーブ/マッピングと共に、FFCエンコーダを含んでもよい。OFDM DSP/DAC310は、副搬送波マッピングデータを使用して、(θ,Ψ)の特定の値に対応する偏波パラメータに従って副搬送波のぞれぞれの個別に偏波可能な二重偏波光IQ変調のためにI及びQを送信器304において生成してもよい。
図3Aにおいて、変調及び偏波によりマルチキャリア信号を生成した後、副搬送波は、第1のOFDM副搬送波に対応する副搬送波のSOPとして示さるものからSOP223−NまでのN個のOFDM副搬送波として示される所望のSOP223を維持する。次いで、マルチキャリア光OFDM信号は、OTN202によって伝送され、ネットワーク300の受信端に到達したとき、SOP224を示してもよい。SOP224は、第1のOFDM副搬送波に対応する副搬送波のSOPとして示さるSOP224−1からSOP224−NまでのN個のOFDM副搬送波として示される。ネットワーク300の受信端において、偏波ダイバーシティコヒーレントOFDM受信器314は、光信号と、出力ペイロードデータとを復号化してもよい。
図3Aに示すネットワーク300の動作において、SOP220は、単一のキャリアに割り当てられた入力SOPを示してもよい。本開示による偏波制御方法を適用した後、副搬送波のそれぞれは、OFDM DSP/DAC310を使用して所望のSOP223に修正されてよい。ネットワーク300において、SOP223は、OSNRの低下を抑制する光伝送ネットワーク202での回転に適切な結合マルチキャリア光信号の最適な偏波状態を示してもよい。OTN202での回転の後、マルチキャリア光信号は、SOP224で受信されてもよい。偏波ダイバーシティコヒーレントOFDM受信器314において、光信号の電界の実部及び虚部は直接測定されてもよい。例えば、コヒーレントOFDM受信器314は、ローカル発振器を採用して、入力される光信号と干渉して信号の実部と虚部とを分離してもよい。また、偏波ダイバーシティコヒーレントOFDM受信器314は、DSPを採用して、信頼性がある方法で位相及び偏波の双方を正確に回復して偏波デマルチプレクス及びチャネルデマルチプレクスを実行してもよい(図3B及び3Cも参照)。
ここで図3Bを参照すると、ネットワーク300に示す同等の要素に対応してもよいOFDM DSP/DAC310(図3Aを参照)の実施形態の選択された要素のブロック図である。なお、図3Bにおいて、太線で示される接続線は並列データである。
図3Bにおいて、ペイロードデータは、OTN202による伝送のためのX偏波ペイロードデータ322−1及びY偏波ペイロードデータ324−1としてFECエンコーダ/インターリーバ341によって受信されてもよい。図3Bに示すように、入力されたペイロードデータは、均一にインターリーブされ、X偏波ペイロードデータ322−1及びY偏波ペイロードデータ324−1をもたらすものと考えられる。他の実施形態では、FECエンコーダ/インターリーバ341の少なくともある部分は、2つの個別の入力ペイロードのストリームがX偏波ペイロードデータ322−1及びY偏波ペイロードデータ324−1として直接受信されるとき等に省略してもよいことが理解されるであろう。要素325−1及び325−2は、X偏波ペイロードデータ322−1及びY偏波ペイロードデータ324−1からのXデータ及びYデータそれぞれのシリアルパラレル変換を示してもよい。副搬送波マッピング326−1及び326−2は、偏波成分のそれぞれ(X及びY)においてOFDM副搬送波1〜Nの(並列の)マッピング情報を副搬送波偏波アラインメント342に提供してもよい。副搬送波偏波アラインメント342は、電気ドメインで二重偏波副搬送波信号のSOPを制御してもよい(図3Cも参照)。次いで、M点の離散逆フーリエ変換(inverse discrete Fourier transform、IDFT)328−1及び328−2は、X偏波データ及びY偏波データ毎に実行されてもよい。ここで、Mは2の倍数である。サイクリックプレフィックスは、追加サイクリックプレフィックス330−1及び330−2それぞれで追加されてもよい。要素332−1及び332−2において、パラレルシリアル変換が実行されてもよい。そして、デジタル―アナログ変換(DAC)を実行して光IQ変調器に入力される信号を生成してもよい。DAC334−1及び334−2のそれぞれはXI変調入力信号及びXQ変調入力信号を生成してもよく、DAC334−3及び334−4のそれぞれはYI変調入力信号及びYQ変調入力信号を生成してもよい。
ここで図3Cを参照すると、副搬送波偏波処理380の実施形態の選択された要素が示される。図3Cに示す要素は、図3Bに示す同様な要素に対応してもよい。図3Cにおいて第1の副搬送波及び第2の副搬送波の信号経路が明確に記載して示されるが、N個の副搬送波に応じて処理してもよいことが理解されるであろう。
図3Cにおいて、副搬送波偏波アラインメント342は、N個の二重偏波成分副搬送波によって並列処理が可能な複数入力・複数出力構造として示される。具体的には、個々の副搬送波のX偏波成分は副搬送波マッピング326−1から受信してもよく、個々の副搬送波のY偏波成分は副搬送波マッピング326−2から受信してもよい。次いで、副搬送波偏波アラインメント342−1は、副搬送波#1のためにX偏波成分及びY偏波成分と共にSOPデータを受信してもよく、副搬送波偏波アラインメント342−2は、副搬送波#2のためにX偏波成分及びY偏波成分と共にSOPデータを受信してもよく、副搬送波#Nまで同様である。SOPデータは、本開示で示しようにθ及びΨの値を有してもよい。次いで、X偏波成分及びY偏波成分は、更なる処理のためにM点IDFT328によって受信されてもよい(図3Bも参照)。具体的には、M点IDFT328−1は副搬送波#1のX偏波成分及びY偏波成分を受信してもよく、M点IDFT328−2は副搬送波#2のX偏波成分及びY偏波成分を受信してもよく、M点IDFT328−Nまで同様である。
ここで図3Dを参照すると、偏波ダイバーシティコヒーレント受信器314の実施形態の選択された要素が示される。偏波ダイバーシティコヒーレント受信器314は、ネットワーク300に示す同様な要素に対応してもよい(図3Aを参照)。図3Dにおいて、偏波ダイバーシティコヒーレント受信器314の信号処理要素がより詳細に具体的に説明される。
図3Dにおいて、光OFDM信号は、中間X偏波成分及び中間Y偏波成分を生成するために、ローカル発振器350を使用して偏波ダイバーシティコヒーレント検出352によてOTNから受信されてもよい。次いで、要素354−1及び354−2において、シリアルパラレル変換は、中間X偏波成分及び中間Y偏波成分のそれぞれに実行されてもよい。サイクリックプレフィックスは、除去サイクリックプレフィックス356−1及び356−2のそれぞれにおいて除去されてもよい。DSPを使用するOFDMデマルチプレクスは、M点離散フーリエ変換(DFT)358−1及び358−2のそれぞれにおいて実行されてもよい。次いで、偏波デマルチプレクス360において、偏波成分は、リアラインメントされて、当初のX偏波信号及びY偏波信号の偏波がデパルチプレクスされてもよい。ある実施形態では、CMA(Constant Modulus Algorithm)を使用して偏波回転行列の逆行列を見つけて、ファイバによる伝送により生じた回転偏波を反転して送信器における当初の偏波を回復する。具体的には、偏波デマルチプレクサ360−1は、第1のOFDM副搬送波のX偏波成分及びY偏波成分を受信し、当初のX偏波成分及びY偏波成分を出力してもよい。同様に、第2のOFDM副搬送波のX偏波成分及びY偏波成分を回復してもよく、偏波デマルチプレクサ360−Nまで同様である。図3Dにおいて第1の副搬送波及び第2の副搬送波の信号経路が明確に記載して示されるが、N個の副搬送波に応じて処理してもよいことが理解されるであろう。次いで、均等化及び搬送波位相リカバリ(Carrier Phase Recovery、CPR)が個々のX偏波副搬送波及びY偏波副搬送波について実行されて、送信器の当初に位相に対するローカル発振器の位相雑音及び搬送波位相雑音を補償する。具体的には、均等化/CPR362−1は第1の副搬送波のX偏波成分を処理してもよく、均等化/CPR362−2は第2の副搬送波のX偏波成分を処理してもよく、均等化/CPR362−Nは第Nの副搬送波のX偏波成分を処理してもよい。同様に、均等化/CPR364−1は第1の副搬送波のY偏波成分を処理してもよく、均等化/CPR364−2は第2の副搬送波のY偏波成分を処理してもよく、均等化/CPR364−Nは第Nの副搬送波のY偏波成分を処理してもよい。次いで、要素368において、偏波デマルチプレクサ360から受信した偏波成分にパラレルシリアル変換が実行されてもよい。具体的には、要素368−1はX偏波成分のパラレルシリアル変換を実行してもよく、要素368−2はY偏波成分のパラレルシリアル変換を実行してもよい。要素368からの出力は、N個の副搬送波のX偏波成分及びY偏波成分の当初のペイロードデータに対応してもよい。具体的には、X偏波ペイロードデータ322−2は要素368−1から受信されてもよく、Y偏波ペイロードデータ324−2は要素368−2から受信されてもよい。そして、FFCデコーダ/デインターリーバ340において、X偏波データ及びY偏波データはデインターリーブされて当初のペイロードデータを生成してもよい(図3Bも参照)。図3Bを参照して説明したように、不図示のある実施形態では、FFCデコーダ/デインターリーバ340の少なくともある部分は、所望のとき省略してもよい。
ここで、図4を参照すると、送信器における副搬送波の偏波制御方法400の実施形態の選択された要素のブロックがフローチャート形式で示される。方法400は、シミュレーションモデルを使用して実行されて、ネットワーク200、201及び/又は300(図2A、2B及び3)による伝送の所望の副搬送波のSOPを達成してもよい。例えば、シミュレーションモデルは、シミュレーションされたOTNによる副搬送波信号のPDLトリビュトリを計算及び/又は推定してもよい。なお、方法400に記載されるある動作は、随意的にしてもよく、他の実施形態では再配置してもよい。
図4において、方法400は、マルチキャリア光信号に関連付けられる複数の副搬送波を識別すること(動作402)によって開始してもよい。複数の副搬送波にそれぞれ対応する複数の偏波状態は、決定されてもよい(動作404)。複数の偏波状態の一致させるために、マルチキャリア光信号の伝送の前に、複数の副搬送波の実際の偏波状態は修正されてもよい(動作406)。
ここで図5を参照すると、送信器における副搬送波の偏波制御方法500の実施形態の選択された要素のブロックがフローチャート形式で示される。なお、方法500のある動作は、随意的であってもよく、他の実施形態では再配置してもよい。特定の実施形態では、方法500は、方法400(図4を参照)の複数の偏波状態を決定する動作404の実装を示してもよい。なお、方法500の少なくともある部分は、デジタルドメインで実行されてもよい。
以下に示すように、方法500は、動作404(図4を参照)の第1偏波アラインメント方法に対応してもよい。ここでは、副搬送波がマルチキャリア光信号に追加されるときに、個々の副搬送波信号の和によってPDLによりもたらされるピークツーピーク電力変動のために、副搬送波の多くの可能な偏波状態を反復的に決定し評価してもよい。PDLによりもたらされるピークツーピーク電力変動は、シミュレーションされた不図示のPDL要素を含むシミュレーションモデルを使用して方法500において決定されてもよい。シミュレーションされたPDL要素は、通常の光ネットワークの特性PDLを示す。PDLによりもたらされるピークツーピーク電力(強度)変動の最小の和をもたらす偏波状態は、副搬送波のために選択されてもよい。次いで、第1の偏波アラインメント方法は、反復的に繰り返されて、一連の副搬送波はマルチキャリア光信号に追加されてもよい。なお、第1の偏波アラインメント方法は、副搬送波の数が比較的少ないときにより適切である可能性がある。
方法500は、開始して(動作501)、方法500により処理される次の副搬送波が残っているか否かを決定する(動作502)。動作502の結果がNOであるとき、方法500は終了する(動作504)。動作502の結果がYESのとき、方法500は、マルチキャリア光信号に追加するために次の副搬送波を選択すること(動作506)によって進んでもよい。なお、方法500の他の動作は、動作506で選択された単一の副搬送波で実行される副搬送波特定動作520に含まれて示される。方法500は、特定の偏波状態を示すθ及びΨのための全ての値(式3を参照)の決定がなされたことによって進んでもよい。動作508の結果がYESのとき、方法500は、シミュレーションされたPDL要素の主軸の全ての方向の副搬送波のそれぞれのPDLによりもたらされるピークツーピーク電力変動の最小の和をもたらす偏波状態として次の副搬送波の所望の偏波状態を決定する(動作510)。方法500の動作516において、PDLによりもたらされるピークツーピーク電力変動は決定されてもよい。方法500で使用されるように、次の偏波状態は、動作516の反復で選択された偏波状態を参照する。動作510の後、方法は、動作502に戻ってもよい。動作508の結果がNOのとき、方法500は、θ及びΨの値によって規定される次の偏波状態を選択する(動作512)。なお、動作508に記載され且つ動作512において選択されるθ及びΨの「全ての」値の範囲は、特定の分解能又は他の限定によって制限されてもよく、処理方法500の目的のために限定された組のθ及びΨの値の対を参照してもよい。次の偏波状態は、次の副搬送波に割り当ててもよい(動作514)。次いで、次の副搬送波を含む、選択された副搬送波の和によって次のPDLによりもたらされるピークツーピーク電力変動は、決定されてもよい(動作516)。方法500で使用されるように、次のPDLによりもたらされるピークツーピーク電力変動は、動作516の反復により決定されるPDLによりもたらされるピークツーピーク電力変動を参照してもよい。動作516の後、方法500は、動作508に戻る。
ここで図6を参照すると、送信器における副搬送波の偏波制御方法600の実施形態の選択された要素のブロックがフローチャート形式で示される。なお、方法600のある動作は、随意的であってもよく、他の実施形態では再配置してもよい。特定の実施形態では、方法600は、方法400(図4を参照)の複数の偏波状態を決定する動作404の実装を示してもよい。なお、方法600の少なくともある部分は、デジタルドメインで実行されてもよい。
以下に示すように、方法600は、動作404(図4を参照)の第2偏波アラインメント方法に対応してもよい。ここでは、副搬送波がマルチキャリア光信号に追加されるときに、個々の副搬送波信号の和によってPDLによりもたらされるピークツーピーク電力変動のために、副搬送波の多くの可能な偏波状態を反復的に決定し評価してもよい。PDLによりもたらされるピークツーピーク電力変動は、シミュレーションされた不図示のPDL要素を含むシミュレーションモデルを使用して方法600において決定されてもよい。シミュレーションされたPDL要素は、通常の光ネットワークの特性PDLを示す。すなわち、第2の偏波アラインメント方法は、可能な組の偏波状態を反復して、副搬送波それぞれの偏波状態がそれぞれの反復で評価されてもよい。この点で、方法600により示されるように第2の偏波アラインメント方法は、複数の所与の副搬送波に特有の動作を示してもよい。第2の偏波アラインメント方法は、一連の組の偏波状態のそれぞれで反復的に繰り返されて、シミュレーションされたPDL要素の主軸の全ての方向のマルチキャリア光信号の副搬送波チャネルのそれぞれのPDLによりもたらされるピークツーピーク電力変動の最小の和をもたらす一組の偏波状態を選択してもよい。
方法600は、開始して(動作601)、次の組の偏波状態が残っているか否かを決定する(動作602)。動作602の結果がNOであるとき、方法600は、シミュレーションされたPDL要素の主軸の全ての方向の副搬送波のそれぞれのPDLによりもたらされるピークツーピーク電力変動の和の最小値をもたらす次の組の偏波状態を割り当てる(動作604)。動作604で参照されるPDLによりもたらされるピークツーピーク電力変動は動作612で決定してもよい。方法600で使用されるように、次の組の偏波状態は、動作608の反復で選択された偏波状態を参照する。動作604の後、方法600は終了してもよい(動作606)。動作602の結果がYESのとき、方法600は、マルチキャリア光信号の複数の副搬送波の次の組の偏波状態を選択すること(動作608)によって続けられてもよい。次の組の偏波状態は、複数の副搬送波に割り当てられてもよい(動作610)。次いで、マルチキャリア光信号の次のPDLによりもたらされるピークツーピーク電力変動は、複数の副搬送波の和によって決定されてもよい(動作612)。方法600で使用されるように、次のPDLによりもたらされるピークツーピーク電力変動は、動作612の反復によって決定されるPDLによりもたらされるピークツーピーク電力変動を参照してもよい。動作612の後、方法600は動作602に戻ってもよい。
なお、不図示の第3の偏波アラインメント方法は、方法500及び600の少なくともある部分の様々な組み合わせによって実現してもよい(図5及び6を参照)。例えば、第3の偏波アラインメント方法において、複数の搬送波の内の選択された群の偏波状態の組は、PDLによりもたらされるピークツーピーク電力変動のために、反復的に決定して評価してもよい。副搬送波の群の処理は、第2の偏波アラインメント方法及び/又は第1の偏波アラインメント方法(すなわち、群が単一の副搬送波を含むとき)に対して記載される複数の副搬送波の処理と同様にしてもよい。ある実施形態では、選択された群のそれぞれは、第3の偏波アラインメント方法の同一の偏波状態に割り当てされてもよい。
ここで図7を参照すると、送信器における副搬送波の偏波制御方法700の実施形態の選択された要素のブロックがフローチャート形式で示される。なお、方法700のある動作は、随意的であってもよく、他の実施形態では再配置してもよい。特定の実施形態では、方法700は、方法400(図4を参照)の複数の偏波状態を決定する動作404の実装を示してもよい。なお、方法700の少なくともある部分は、デジタルドメインで実行されてもよい。
以下に示すように、方法700は、ランダムな偏波状態が複数の搬送波のそれぞれに割り当てられる動作404(図4を参照)の第4の偏波アラインメント方法に対応してもよい。なお、第4の偏波アラインメント方法は、多数の副搬送波があるときにより適切である可能性がある。様々な実施形態では、第1、第2、第3及び/又は第4の偏波アラインメント方法の少なくとも一部の組み合わせを使用してもよい。例えば、副搬送波の選択された群の一組のランダムな偏波状態は、一連の群の副搬送波に割り当てて且つ反復してもよい。
方法700は、開始して(動作701)、マルチキャリア光信号に含まれる複数の副搬送波のぞれぞれにθ及びΨの値(式3を参照)によって規定される偏波状態をランダムに割り当てて(動作702)、その後、方法700は終了してもよい。
上述のように、複数の副搬送波を有するマルチキャリア光信号を光ネットワークで伝送するときの偏光依存損失(PDL)を軽減する方法及びシステムは、伝送の前に副搬送波のそれぞれに偏波状態を割り当てて修正することを含んでもよい。副搬送波のそれぞれの割り当てられた偏波状態は、デジタルドメイン及び/又は光ドメインで副搬送波のために修正されてもよい。個々の副搬送波の割り当て、副搬送波の組の割り当て、任意の副搬送波の群の割り当て、ランダムな割り当て及び/又はそれらの組み合わせを含む様々な特定の割り当て方法を使用してもよい。割り当てた偏波状態は、副搬送波の和によってPDLによりもたらされるピークツーピーク電力変動に基づいて選択されてもよい。
先に開示された対象は、例示的なものであり限定的なものではないと考えられ、特許請求の範囲は、本開示の精神及び範囲に含まれる全ての修正、強化、及び他の実施形態を包含することを意図したものである。したがって、本開示の範囲は、法が許す最大の範囲で特許請求の範囲に記載される発明及びその均等物の許容可能な最も広い解釈により決定されることになり、上述の詳細な記載によって限定又は制限されるべきではない。

Claims (15)

  1. マルチキャリア光信号に関連付けられる複数の副搬送波を識別し、
    前記複数の副搬送波にそれぞれ対応する複数の偏波状態を決定し、
    前記マルチキャリア光信号の伝送の前に、前記決定した複数の偏波状態にそれぞれ対応するように前記複数の搬送波の実際の偏波状態を修正する、ことを含み、
    前記複数の偏波状態は、二重偏波成分を有し、
    前記複数の偏波状態を決定することは、
    前記複数の副搬送波の未選択の副搬送波から次の副搬送波を選択し、
    前記次の副搬送波の選択された偏波状態のそれぞれについて、
    前記次の副搬送波の次の偏波状態を選択し、
    前記次の偏波状態を前記次の副搬送波に割り当てて、
    前記次の副搬送波を含む、選択された副搬送波の和によってPDLによりもたらされるピークツーピーク電力変動を決定すること、
    を反復的に繰り返し、
    前記次のPDLによりもたらされるピークツーピーク電力変動の最小値をもたらす前記次の偏波状態として、前記次の副搬送波の所望の偏波状態を選択する、
    ことを更に含む、
    光ネットワークの偏光依存損失の影響を抑制する方法。
  2. マルチキャリア光信号に関連付けられる複数の副搬送波を識別し、
    前記複数の副搬送波にそれぞれ対応する複数の偏波状態を決定し、
    前記マルチキャリア光信号の伝送の前に、前記決定した複数の偏波状態にそれぞれ対応するように前記複数の搬送波の実際の偏波状態を修正する、ことを含み、
    前記複数の偏波状態は、二重偏波成分を有し、
    前記複数の偏波状態を決定することは、
    前記複数の副搬送波のそれぞれの副搬送波について、
    前記複数の副搬送波の未選択の副搬送波から次の副搬送波を選択し、
    前記次の副搬送波の選択された偏波状態のそれぞれについて、
    前記次の副搬送波の次の偏波状態を選択し、
    前記次の偏波状態を前記次の副搬送波に割り当てて、
    前記次の副搬送波を含む、選択された副搬送波の和によってPDLによりもたらされるピークツーピーク電力変動を決定すること、
    を反復的に繰り返し、
    前記次のPDLによりもたらされるピークツーピーク電力変動の最小値をもたらす前記次の偏波状態として、前記次の副搬送波の所望の偏波状態を選択すること、
    を反復的に繰り返す、
    ことを更に含む、
    光ネットワークの偏光依存損失の影響を抑制する方法。
  3. マルチキャリア光信号に関連付けられる複数の副搬送波を識別し、
    前記複数の副搬送波にそれぞれ対応する複数の偏波状態を決定し、
    前記マルチキャリア光信号の伝送の前に、前記決定した複数の偏波状態にそれぞれ対応するように前記複数の搬送波の実際の偏波状態を修正する、ことを含み、
    前記複数の偏波状態は、二重偏波成分を有し、
    前記複数の偏波状態を決定することは、
    一組の偏波状態が前記複数の副搬送波のそれぞれの副搬送波の偏波状態を特定する、前記複数の副搬送波の偏波状態の選択された組のそれぞれについて、
    次の組の偏波状態を選択し、
    前記次の組の偏波状態を前記複数の副搬送波に割り当てて、
    前記複数の副搬送波の和によって前記次の組の偏波状態のPDLによりもたらされるピークツーピーク電力変動を決定すること、
    を反復的に繰り返し、
    前記PDLによりもたらされるピークツーピーク電力変動の最小値をもたらす前記次の組の偏波状態として、所望の組の偏波状態を選択する、
    ことを更に含む、
    光ネットワークの偏光依存損失の影響を抑制する方法。
  4. マルチキャリア光信号に関連付けられる複数の副搬送波を識別し、
    前記複数の副搬送波にそれぞれ対応する複数の偏波状態を決定し、
    前記マルチキャリア光信号の伝送の前に、前記決定した複数の偏波状態にそれぞれ対応するように前記複数の搬送波の実際の偏波状態を修正する、ことを含み、
    前記複数の偏波状態は、二重偏波成分を有し、
    前記複数の偏波状態を決定することは、前記複数の副搬送波から選択された一群の副搬送波の一群の偏波状態を決定することを含み、
    前記複数の偏波状態を決定することは、
    一組の偏波状態が前記一群の副搬送波のそれぞれの副搬送波の偏波状態を特定する、前記一群の副搬送波の偏波状態の選択された組のそれぞれについて、
    次の組の偏波状態を選択し、
    前記次の組の偏波状態を前記一群の副搬送波に割り当てて、
    前記一群の副搬送波の和によって前記次の組の偏波状態のPDLによりもたらされるピークツーピーク電力変動を決定すること、
    を反復的に繰り返し、
    前記PDLによりもたらされるピークツーピーク電力変動の最小値をもたらす前記次の組の偏波状態として、前記一群の偏波状態を選択する、
    ことを更に含む、
    光ネットワークの偏光依存損失の影響を抑制する方法。
  5. 前記マルチキャリア光信号は、スーパーチャネルと、デジタル信号処理ベース直交波周波数分割多重信号とから選択され、
    前記複数の副搬送波は、周波数ドメインで密接にまとめられている、請求項1乃至請求項4のいずれか1項に記載の方法。
  6. 一時的でないコンピュータ読み取り可能な記憶媒体にアクセスするように形成されたプロセッサであって、前記記憶媒体は、プロセッサ実行可能な命令を格納し、プロセッサによって実行されるとき、前記命令は、前記プロセッサが、
    マルチキャリア光信号に関連付けられる複数の副搬送波を識別し、
    前記複数の副搬送波にそれぞれ対応する複数の偏波状態を決定し、
    前記マルチキャリア光信号の伝送の前に、前記決定した複数の偏波状態にそれぞれ対応するように前記複数の搬送波の実際の偏波状態を修正する、ことを実行するようにし、
    前記複数の偏波状態は、二重偏波成分を有し、
    前記複数の偏波状態を決定する前記命令は、
    前記複数の副搬送波の未選択の副搬送波から次の副搬送波を選択し、
    前記次の副搬送波の選択された偏波状態のそれぞれについて、
    前記次の副搬送波の次の偏波状態を選択し、
    前記次の偏波状態を前記次の副搬送波に割り当てて、
    前記次の副搬送波を含む、選択された副搬送波の和によってPDLによりもたらされるピークツーピーク電力変動を決定すること、
    を反復的に繰り返し、
    前記次のPDLによりもたらされるピークツーピーク電力変動の最小値をもたらす前記次の偏波状態として、前記次の副搬送波の所望の偏波状態を選択する、
    ことを更に含む、
    光ネットワークの偏光依存損失の影響を抑制するシステム。
  7. 一時的でないコンピュータ読み取り可能な記憶媒体にアクセスするように形成されたプロセッサであって、前記記憶媒体は、プロセッサ実行可能な命令を格納し、プロセッサによって実行されるとき、前記命令は、前記プロセッサが、
    マルチキャリア光信号に関連付けられる複数の副搬送波を識別し、
    前記複数の副搬送波にそれぞれ対応する複数の偏波状態を決定し、
    前記マルチキャリア光信号の伝送の前に、前記決定した複数の偏波状態にそれぞれ対応するように前記複数の搬送波の実際の偏波状態を修正する、ことを実行するようにし、
    前記複数の偏波状態は、二重偏波成分を有し、
    前記複数の偏波状態を決定する前記命令は、
    前記複数の副搬送波のそれぞれの副搬送波について、
    前記複数の副搬送波の未選択の副搬送波から次の副搬送波を選択し、
    前記次の副搬送波の選択された偏波状態のそれぞれについて、
    前記次の副搬送波の次の偏波状態を選択し、
    前記次の偏波状態を前記次の副搬送波に割り当てて、
    前記次の副搬送波を含む、選択された副搬送波の和によってPDLによりもたらされるピークツーピーク電力変動を決定すること、
    を反復的に繰り返し、
    前記次のPDLによりもたらされるピークツーピーク電力変動の最小値をもたらす前記次の偏波状態として、前記次の副搬送波の所望の偏波状態を選択すること、
    を反復的に繰り返す、
    ことを更に含む、
    光ネットワークの偏光依存損失の影響を抑制するシステム。
  8. 一時的でないコンピュータ読み取り可能な記憶媒体にアクセスするように形成されたプロセッサであって、前記記憶媒体は、プロセッサ実行可能な命令を格納し、プロセッサによって実行されるとき、前記命令は、前記プロセッサが、
    マルチキャリア光信号に関連付けられる複数の副搬送波を識別し、
    前記複数の副搬送波にそれぞれ対応する複数の偏波状態を決定し、
    前記マルチキャリア光信号の伝送の前に、前記決定した複数の偏波状態にそれぞれ対応するように前記複数の搬送波の実際の偏波状態を修正する、ことを実行するようにし、
    前記複数の偏波状態は、二重偏波成分を有し、
    前記複数の偏波状態を決定する前記命令は、
    一組の偏波状態が前記複数の副搬送波のそれぞれの副搬送波の偏波状態を特定する、前記複数の副搬送波の偏波状態の選択された組のそれぞれについて、
    次の組の偏波状態を選択し、
    前記次の組の偏波状態を前記複数の副搬送波に割り当てて、
    前記複数の副搬送波の和によって前記次の組の偏波状態のPDLによりもたらされるピークツーピーク電力変動を決定すること、
    を反復的に繰り返し、
    前記PDLによりもたらされるピークツーピーク電力変動の最小値をもたらす前記次の組の偏波状態として、所望の組の偏波状態を選択する、
    ことを更に含む、
    光ネットワークの偏光依存損失の影響を抑制するシステム。
  9. 一時的でないコンピュータ読み取り可能な記憶媒体にアクセスするように形成されたプロセッサであって、前記記憶媒体は、プロセッサ実行可能な命令を格納し、プロセッサによって実行されるとき、前記命令は、前記プロセッサが、
    マルチキャリア光信号に関連付けられる複数の副搬送波を識別し、
    前記複数の副搬送波にそれぞれ対応する複数の偏波状態を決定し、
    前記マルチキャリア光信号の伝送の前に、前記決定した複数の偏波状態にそれぞれ対応するように前記複数の搬送波の実際の偏波状態を修正する、ことを実行するようにし、
    前記複数の偏波状態は、二重偏波成分を有し、
    前記複数の偏波状態を決定する命令は、前記複数の副搬送波から選択された一群の副搬送波の一群の偏波状態を決定することを含み、
    前記複数の偏波状態を決定する前記命令は、
    一組の偏波状態が前記一群の副搬送波のそれぞれの副搬送波の偏波状態を特定する、前記一群の副搬送波の偏波状態の選択された組のそれぞれについて、
    次の組の偏波状態を選択し、
    前記次の組の偏波状態を前記一群の副搬送波に割り当てて、
    前記一群の副搬送波の和によって前記次の組の偏波状態のPDLによりもたらされるピークツーピーク電力変動を決定すること、
    を反復的に繰り返し、
    前記PDLによりもたらされるピークツーピーク電力変動の最小値をもたらす前記次の組の偏波状態として、前記一群の偏波状態を選択する、
    ことを更に含む、
    光ネットワークの偏光依存損失の影響を抑制するシステム。
  10. 前記マルチキャリア光信号は、スーパーチャネルと、デジタル信号処理ベース直交波周波数分割多重信号とから選択され、
    前記複数の副搬送波は、周波数ドメインで密接にまとめられている、請求項6乃至請求項9のいずれか1項に記載のシステム。
  11. マルチキャリア光信号に関連付けられる複数の副搬送波を識別し、
    前記複数の副搬送波にそれぞれ対応する複数の偏波状態を決定し、
    前記マルチキャリア光信号の伝送の前に、前記決定した複数の偏波状態にそれぞれ対応するように前記複数の搬送波の実際の偏波状態を修正する、ように形成され、
    前記複数の偏波状態は、二重偏波成分を有し、
    前記複数の偏波状態を決定することは、
    前記複数の副搬送波の未選択の副搬送波から次の副搬送波を選択し、
    前記次の副搬送波の選択された偏波状態のそれぞれについて、
    前記次の副搬送波の次の偏波状態を選択し、
    前記次の偏波状態を前記次の副搬送波に割り当てて、
    前記次の副搬送波を含む、選択された副搬送波の和によってPDLによりもたらされるピークツーピーク電力変動を決定すること、
    を反復的に繰り返し、
    前記次のPDLによりもたらされるピークツーピーク電力変動の最小値をもたらす前記次の偏波状態として、前記次の副搬送波の所望の偏波状態を選択する、
    ことを更に含む、
    光ネットワークの偏光依存損失の影響を抑制する偏波制御システム。
  12. マルチキャリア光信号に関連付けられる複数の副搬送波を識別し、
    前記複数の副搬送波にそれぞれ対応する複数の偏波状態を決定し、
    前記マルチキャリア光信号の伝送の前に、前記決定した複数の偏波状態にそれぞれ対応するように前記複数の搬送波の実際の偏波状態を修正する、ように形成され、
    前記複数の偏波状態は、二重偏波成分を有し、
    前記複数の偏波状態を決定することは、
    前記複数の副搬送波のそれぞれの副搬送波について、
    前記複数の副搬送波の未選択の副搬送波から次の副搬送波を選択し、
    前記次の副搬送波の選択された偏波状態のそれぞれについて、
    前記次の副搬送波の次の偏波状態を選択し、
    前記次の偏波状態を前記次の副搬送波に割り当てて、
    前記次の副搬送波を含む、選択された副搬送波の和によってPDLによりもたらされるピークツーピーク電力変動を決定すること、
    を反復的に繰り返し、
    前記次のPDLによりもたらされるピークツーピーク電力変動の最小値をもたらす前記次の偏波状態として、前記次の副搬送波の所望の偏波状態を選択すること、
    を反復的に繰り返す、
    ことを更に含む、
    光ネットワークの偏光依存損失の影響を抑制する偏波制御システム。
  13. マルチキャリア光信号に関連付けられる複数の副搬送波を識別し、
    前記複数の副搬送波にそれぞれ対応する複数の偏波状態を決定し、
    前記マルチキャリア光信号の伝送の前に、前記決定した複数の偏波状態にそれぞれ対応するように前記複数の搬送波の実際の偏波状態を修正する、ように形成され、
    前記複数の偏波状態は、二重偏波成分を有し、
    前記複数の偏波状態を決定することは、
    一組の偏波状態が前記複数の副搬送波のそれぞれの副搬送波の偏波状態を特定する、前記複数の副搬送波の偏波状態の選択された組のそれぞれについて、
    次の組の偏波状態を選択し、
    前記次の組の偏波状態を前記複数の副搬送波に割り当てて、
    前記複数の副搬送波の和によって前記次の組の偏波状態のPDLによりもたらされるピークツーピーク電力変動を決定すること、
    を反復的に繰り返し、
    前記PDLによりもたらされるピークツーピーク電力変動の最小値をもたらす前記次の組の偏波状態として、所望の組の偏波状態を選択する、
    ことを更に含む、
    光ネットワークの偏光依存損失の影響を抑制する偏波制御システム。
  14. マルチキャリア光信号に関連付けられる複数の副搬送波を識別し、
    前記複数の副搬送波にそれぞれ対応する複数の偏波状態を決定し、
    前記マルチキャリア光信号の伝送の前に、前記決定した複数の偏波状態にそれぞれ対応するように前記複数の搬送波の実際の偏波状態を修正する、ように形成され、
    前記複数の偏波状態は、二重偏波成分を有し、
    前記複数の偏波状態を決定することは、前記複数の副搬送波から選択された一群の副搬送波の一群の偏波状態を決定することを含み、
    前記複数の偏波状態を決定することは、
    一組の偏波状態が前記一群の副搬送波のそれぞれの副搬送波の偏波状態を特定する、前記一群の副搬送波の偏波状態の選択された組のそれぞれについて、
    次の組の偏波状態を選択し、
    前記次の組の偏波状態を前記一群の副搬送波に割り当てて、
    前記一群の副搬送波の和によって前記次の組の偏波状態のPDLによりもたらされるピークツーピーク電力変動を決定すること、
    を反復的に繰り返し、
    前記PDLによりもたらされるピークツーピーク電力変動の最小値をもたらす前記次の組の偏波状態として、前記一群の偏波状態を選択する、
    ことを更に含む、
    光ネットワークの偏光依存損失の影響を抑制する偏波制御システム。
  15. 前記マルチキャリア光信号は、スーパーチャネルと、デジタル信号処理ベース直交波周波数分割多重信号とから選択され、
    前記複数の副搬送波は、周波数ドメインで密接にまとめられている、請求項11乃至請求項14のいずれか1項に記載の偏波制御システム。
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