JP6459233B2 - 二偏光光学系における偏光依存損失の非対称的補償 - Google Patents

二偏光光学系における偏光依存損失の非対称的補償 Download PDF

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Description

本開示は概括的には光通信ネットワークに、より詳細には二偏光（dual-polarization）光学系における偏光依存損失（PDL: polarization dependent loss）によって誘起される信号劣化を非対称的に補償するシステムおよび方法に関する。
遠隔通信システム、ケーブル・テレビジョン・システムおよびデータ通信ネットワークは、遠隔点の間で大量の情報を迅速に伝達するために光ネットワークを使う。光ネットワークでは、情報は光ファイバーを通じて光信号の形で伝達される。光ネットワークは、ネットワーク内でさまざまな動作を実行するよう構成された、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、波長選択性スイッチ、カプラなどといったさまざまなネットワーク要素をも含んでいてもよい。
しかしながら、これらネットワーク・サブシステムのそれぞれは、ネットワークを通じて伝わる光信号に対して偏光依存の効果を導入することもある。こうした効果により、光信号の異なる偏光成分が偏光依存損失（PDL）のため異なる信号劣化を経験することになる。たとえば、PDLは、光信号の偏光の間に光信号対雑音比（OSNR: optical signal-to-noise ratio）における不均衡を引き起こすことがあり、それによりある偏光成分は別の偏光成分に比べ受信器において劣化したOSNRを示すことがある。さらに、伝送されるシンボルに依存して、PDLに起因する偏光成分間の漏話が、非線形位相ノイズとして観察される強度変動につながることがありうる。
ある側面では、光ネットワークにおける光信号対雑音比（OSNR）を補償する開示される方法は、XおよびY偏光成分をもつ光信号を受信する段階と、光信号の偏光軸を所望される値に回転させる段階と、XおよびY偏光成分をX偏光光信号伝送経路およびY偏光光信号伝送経路に分離する段階とを含む。本方法はまた、偏光依存損失によって誘起された光信号対雑音比の劣化に基づいて、X偏光成分およびY偏光成分のうちから選択される劣化した偏光成分を決定する段階と、劣化した偏光成分の光信号対雑音比を回復する段階とをも含んでいてもよい。
光ネットワークにおける光信号対雑音比を補償するさらなる開示される側面は、本稿に記載されるように、OSNR補償器および光通信システムを含む。
本発明およびその特徴および利点のより完全な理解のため、付属の図面とともに参酌される以下の記述が参照される。
光ネットワークのある実施形態の選択された要素のブロック図である。 非対称なPDLおよび非対称なOSNR補償を示す、光システムのある実施形態の選択された要素のブロック図である。 OSNR補償器の実施形態の選択された要素のブロック図である。 OSNR補償器の実施形態の選択された要素のブロック図である。 OSNR補償器の実施形態の選択された要素のブロック図である。 OSNR補償器の実施形態の選択された要素のブロック図である。 OSNR補償器を実装する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。 OSNR補償器を実装する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。 OSNR補償器を実装する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。 OSNR補償器を実装する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。 OSNR補償器を実装する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。 OSNRモニタのある実施形態の選択された要素のブロック図である。 位相感応増幅器（PSA: phase-sensitive amplifier）のある実施形態の選択された要素のブロック図である。 位相感応増幅器（PSA）をもつ再生器のある実施形態の選択された要素のブロック図である。 OSNR補償器を使ってOSNRを補償する方法のある実施形態の選択された要素の流れ図である。
以下の記述では、開示される主題の議論を容易にするために例として詳細が記述されるが、当業者には、開示される実施形態は例示的であり、すべての可能な実施形態を網羅するものではないことは明白であろう。
本開示を通じて、ハイフン付きの参照符号はある要素の個別的なインスタンスを指し、ハイフンなしの参照符号はその要素を一般的または総称的に指す。よって、たとえばウィジェット１２−１は、まとめてウィジェット１２と称されうるウィジェット・クラスのインスタンスを指し、ウィジェット１２の任意の一つが一般的にウィジェット１２と称されてもよい。
ここで図面に目を転じると、図１は光伝送ネットワーク１０１のある例示的な実施形態を示している。光伝送ネットワーク１０１は、光ネットワーク１０１のコンポーネントによって通信される一つまたは複数の光信号を搬送するよう構成された一つまたは複数の光ファイバー１０６を含んでいてもよい。ファイバー１０６によって一緒に結合された光ネットワーク１０１のネットワーク要素は、一つまたは複数の送信器１０２、一つまたは複数のマルチプレクサ（MUS）１０４、一つまたは複数の増幅器１０８、一つまたは複数の光挿入／分岐マルチプレクサ（OADM: optical add/drop multiplexer）１１０および一つまたは複数の受信器１１２を有していてもよい。
光ネットワーク１０１は、端末ノードをもつ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または他の任意の好適な光ネットワークもしくは光ネットワークの組み合わせであってもよい。光ファイバー１０６は、非常に低損失で長距離にわって信号を通信できるガラスの薄いストランドを有していてもよい。光ファイバー１０６はいかなる好適な型のファイバーであってもよい。
光ネットワーク１０１は、ファイバー１０６を通じて光信号を伝送するよう構成された諸装置を含んでいてもよい。情報は、該情報を波長でエンコードする光の一つまたは複数の波長の変調によって、ネットワーク１０１を通じて送受信されうる。光ネットワーキングにおいては、光の波長はチャネルとも称されることがある。各チャネルは、光ネットワーク１０１を通じてある量の情報を搬送するよう構成されていてもよい。
光ネットワーク１０１の情報搬送機能を増すために、複数のチャネルで伝送される複数の信号が単一の光信号に組み合わされてもよい。単一の光信号の複数チャネルにおいて情報を通信するプロセスは、光学では、波長分割多重（WDM: wavelength division multiplexing）と称される。高密度波長分割多重（DWDM: dense wavelength division multiplexing）はより多数の（より密な）、通例40より多くの波長をファイバー中に多重化することをいう。WDM、DWDMまたは他の多波長伝送技法は、光ファイバー当たりの総合帯域幅を増すために光ネットワークにおいて用いられている。WDMやDWDMなしでは、光ネットワークにおける帯域幅は一波長だけのビットレートに限定されてしまうことがある。より多くの帯域幅では、光ネットワークは、より多量の情報を伝送することができる。光ネットワーク１０１はWDM、DWDMまたは他の何らかの好適な多チャネル多重技法を使って異種のチャネルを伝送し、多チャネル信号を増幅するよう構成されていてもよい。
光ネットワーク１０１は、特定の波長またはチャネルにおいて光ネットワーク１０１を通じて光信号を送信するよう構成された一つまたは複数の光送信器（Tx）１０２を含んでいてもよい。送信器１０２は、電気信号を光信号に変換して該光信号を送信するよう構成されたいかなるシステム、装置またはデバイスを有していてもよい。たとえば、各送信器１０２は、電気信号を受領して該電気信号に含まれる情報を特定波長でレーザーによって生成される光のビーム上に変調して、信号を搬送する該ビームをネットワークを通じて送信するレーザーおよび変調器を有していてもよい。
マルチプレクサ１０４が送信器１０２に結合されていてもよく、送信器１０２によって個々の波長において送信される信号を単一のWDMまたはDWDM信号に組み合わせるよう構成されているいかなるシステム、装置またはデバイスであってもよい。
増幅器１０８は、ネットワーク１０１内で多チャネルの信号を増幅してもよい。増幅器１０８は、ある長さのファイバー１０６の前および／または後に位置されてもよい。増幅器１０８は、信号を増幅するよう構成されたいかなるシステム、装置またはデバイスを有していてもよい。たとえば、増幅器１０８は、光信号を増幅する光リピーターを有していてもよい。この増幅は、光‐電気または電気‐光変換を用いて実行されてもよい。いくつかの実施形態では、増幅器１０８は希土類元素をドープされた光ファイバーを有していてもよい。信号が該ファイバーを通過するとき、外部エネルギーが加えられて、光ファイバーのドープされた部分の原子を励起してもよく、これが光信号の強度を増す。一例として、増幅器は、エルビウム添加光ファイバー増幅器（EDFA）を有していてもよい。
OADM １１０もファイバー１０６を介してネットワーク１０１に結合されてもよい。OADM １１０は挿入／分岐モジュールを有する。これは、ファイバー１０６に光信号を挿入するおよび／またはファイバーから光信号を分岐するよう構成されたいかなるシステム、装置またはデバイスを含んでいてもよい。OADM １１０を通過後、信号は直接、目的地までファイバー１０６に沿って進んでもよいし、あるいは信号は目的地に着く前に一つまたは複数の追加的なOADM １１０を通されてもよい。
ネットワーク１０１は、ネットワーク１０１の一つまたは複数の目的地において一つまたは複数のデマルチプレクサ１０５をも含んでいてもよい。デマルチプレクサ１０５は、単一のWDM信号をその個々のチャネルに分割することによってデマルチプレクサとして作用しうるいかなるシステム、装置またはデバイスを有していてもよい。たとえば、ネットワーク１０１は40チャネルのDWDM信号を伝送および搬送してもよい。デマルチプレクサ１０５は、その単一の40チャネルDWDM信号をそれら40個の異なるチャネルに従って40個の別個の信号に分割してもよい。
ネットワーク１０１のある種の実施形態では、OADM １１０は、挿入または分岐されるべきデータ・チャネルを搬送するWDM信号の個々のまたは複数の波長を、光学領域において、たとえば波長選択性スイッチ（WSS: wavelength selective switch）を使って挿入または分岐することができる再構成設定可能なOADM（ROADM: reconfigurable OADM）を表わしていてもよい。
ネットワーク１０１は、デマルチプレクサ１０５に結合された受信器１１２をも含んでいてもよい。各受信器１１２は、特定の波長またはチャネルにおいて伝送される信号を受信し、該信号が含んでいる情報を求めて該信号を処理するよう構成されていてもよい。よって、ネットワーク１０１は、ネットワークのすべてのチャネルについて少なくとも一つの受信器１１２を含んでいてもよい。
ネットワーク１０１のような光ネットワークはさらに、光ファイバーを通じて光信号において情報を伝達するための変調方式を用いてもよい。そのような変調方式は、位相偏移符号化（「PSK」）、周波数偏移符号化（「FSK」）、振幅偏移符号化（「ASK」）および直交振幅変調（「QAM」）を含んでいてもよい。
PSKでは、光信号によって搬送される信号は、搬送波または単にキャリアとしても知られる基準信号の位相を変調することによって伝達されうる。情報は、差動位相偏移符号化（DPSK: differential phase-shift keying）を使って信号自身の位相を変調することによって伝達されてもよい。QAMでは、光信号によって搬送される情報は、搬送波の振幅および位相の両方を変調することによって伝達されてもよい。PSKは、QAMのうち搬送波の振幅が定数として維持されるサブセットと考えられてもよい。
ネットワーク１０１のような光通信ネットワークでは、管理プレーン（management plane）、制御プレーン（control plane）およびトランスポート・プレーン（transport plane）（時に物理層とも呼ばれる）に言及することが典型的である。中央管理ホスト（図示せず）が管理プレーンに存在してもよく、制御プレーンのコンポーネントを構成設定および監督してもよい。管理プレーンは、すべてのトランスポート・プレーンおよび制御プレーンのエンティティ（たとえば、ネットワーク要素）に対する最終的な制御を含む。例として、管理プレーンは、一つまたは複数の処理資源、データ記憶コンポーネントなどを含む中央処理センター（たとえば中央管理ホスト）からなっていてもよい。管理プレーンは制御プレーンの要素と電気通信していてもよく、トランスポート・プレーンの一つまたは複数のネットワーク要素とも電気通信していてもよい。管理プレーンは、全体的なシステムのための管理機能を実行してもよく、ネットワーク要素、制御プレーンおよびトランスポート・プレーンの間の調整を提供してもよい。例として、管理プレーンは、一つまたは複数のネットワーク要素を該要素の視点から扱う要素管理システム（EMS: element management system）、多くのデバイスをネットワークの視点から扱うネットワーク管理システム（NMS: network management system）および／またはネットワーク全般の動作を扱う動作支援システム（OSS: operational support system）を含んでいてもよい。
本開示の範囲から外れることなく、ネットワーク１０１に修正、追加または省略がなされてもよい。たとえば、ネットワーク１０１は描かれているより多くのまたは少ない要素を含んでいてもよい。さらに、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図示しない追加的な要素を含んでいてもよい。また、上述したように、ポイントツーポイント・ネットワークとして描かれているものの、ネットワーク１０１は光信号を伝送するためのリングまたはメッシュ・ネットワークのようないかなる好適なネットワークを有していてもよい。
上記で論じたように、光ネットワークを通じて伝送されうる情報の量は、情報を符号化され、一つの信号中に多重化される光チャネルの数とともに変わりうる。よって、WDMを用いる光信号は、一つだけのチャネルを通じて情報を搬送する光信号より多くの情報を搬送しうる。DWDMを用いる光信号は一層多くの情報を搬送しうる。搬送されるチャネル数のほか、どのくらいの情報が光ネットワーク上で伝送できるかに影響するもう一つの因子は、伝送のビットレートでありうる。ビットレートが大きいほど多くの情報が伝送されうる。
偏光分割多重（PDM: polarization division multiplexing）技術は、情報伝送のためにより大きいビットレートを達成することを可能にしうる。PDM伝送は、情報を、チャネルに関連付けられた光信号のさまざまな偏光成分上に変調することを含む。光信号の偏光は、光信号の振動の方向を指しうる。「偏光」の用語は一般に、空間内のある一点において電場ベクトルの先端がたどる経路を指しうる。該電場ベクトルは光信号の伝搬方向と垂直である。用語「線形偏光」は一般に、単一の方向の電場ベクトルの配向を指しうる。一般に、任意の線形偏光の波は、互いに同相または位相外れのXおよびYと記される二つの独立な直交成分に分解することができる。たとえば、偏光多重伝送において、レーザーによって生成される光ビームは高度に線形偏光されていてもよい。ビームは、偏光ビームスプリッターによって、該ビームのX偏光成分および該ビームのY偏光成分に従って分割されてもよい。分割されたら、X偏光成分は水平軸と整列されてもよく、Y偏光成分はビームの垂直軸と整列されてもよい。用語「水平」偏光および「垂直」偏光（X偏光およびY偏光とも称される）は単に記述のための基準系を表わすために使われており、いかなる特定の偏光配向にも関係しないことは理解されるものとする。
XおよびY偏光成分への分割後、両ビーム上に情報が変調されてもよい。変調後、両ビームは、偏光ビーム組み合わせ器によって組み合わされて、組み合わされたビームが二つの偏光成分（たとえばX偏光成分およびY偏光成分）をもつ光信号を有し、各偏光成分上に情報が変調されているようにされてもよい。よって、信号のX偏光成分およびY偏光成分両方に情報を変調することによって、任意の所与の時間を通じて当該信号に関連付けられたチャネルによって搬送されうる情報の量が増しうる（すなわち、チャネルのビットレートを増やせる）。
本開示では、ネットワークを通じて信号が進むにつれ、信号の偏光が参照系に対して回転することがあることが理解される。結果として、変調されたXおよびY偏光成分も回転され、そのためそれらの成分はもはや参照系の水平軸および垂直軸と揃わなくなることがある。しかしながら、信号の「X偏光」および「Y偏光」という用語は、たとえXおよびY偏光成分がもはや参照系の水平軸および垂直軸に合う配向でないとしても、その上に変調された情報をもつ偏光成分を表わすために引き続き使用されてもよい。
ネットワーク１０１の動作では、光信号は、X軸およびY軸における直交偏光成分をもって二重偏光されていてもよい。ネットワーク１０１のさまざまな実施形態において、ネットワーク１０１の要素のある種のコンポーネントは偏光依存損失（PDL）を示すことがあり、その結果、伝送される光信号の光信号対雑音比（OSNR）の劣化や、二つの直交偏光成分の間の漏話から帰結する非線形な位相ノイズにつながることがある。PDLに寄与しうるネットワーク１０１のコンポーネント（本稿では個々に「PDL貢献部」と称される）は、マルチプレクサ１０４、増幅器１０８、OADM １１０ならびに分散補償器、波長選択性スイッチ、カプラなどを含む他のコンポーネント（図示せず）を含む（国際電気通信連合ITU-T G.680参照）。偏光依存損失は、光信号を送信するために使われる変調方式の種々の型について観察されうる。さらに、偏光依存損失に加えて、ネットワーク１０１内の増幅器は、やはりOSNR劣化に寄与しうる増幅された自発放射（ASE: amplified spontaneous emission）ノイズを呈しうる。
本稿でさらに詳細に記述されるように、本稿に開示される、二偏光光信号における偏光依存損失を非対称的に補償するための新規な方法およびシステムは、OSNR劣化モニタおよび位相感応増幅器（PSA）を含むOSNR補償器を利用してもよい。二重偏光された光信号はXおよびY偏光成分に分離されてもよい。非対称的に劣化した偏光成分は、OSNRモニタによって識別されてもよく、位相感応増幅器を使って非対称的に補償されてもよい。開示されるOSNR補償器のさまざまな構成および実装は本稿でさらに詳細に記述する。
ここで図２を参照するに、偏光依存損失（PDL）の影響および非対称なOSNR補償を示す光学システム２００の選択された要素のブロック図が示されている。図２に示されるように、システム２００は、ネットワーク１０１（図１参照）のような光ネットワークを通じた二偏光光信号の伝送を表わしていてもよい。図２では、PDL前の二偏光光信号は対称的な偏光成分を有するものとして示されている。具体的には、X偏光成分２１０−１およびY偏光成分２１２−１はほぼ同じOSNRを示しうる。ネットワーク１０１などを通じた伝送中、光信号は先述した多様な源からのPDL ２１６を受けることがある。特に、PDL ２１６に起因するOSNR劣化は、偏光軸に関して非対称的であることがあり、PDL ２１６に起因する損失はX軸２１４−１上でより小さく、Y軸２１４−２上でより大きいことがありうる。よって、PDL ２１６を受けたのちは、光信号はより高いOSNRをもつX偏光成分２１０−２およびより低いOSNRをもつY偏光成分２１２−２を示しうる。換言すれば、X偏光成分２１０−２のOSNRはX偏光成分２１０−１のもとのOSNRと同等であってもよく、一方、Y偏光成分２１２−２のOSNRはY偏光成分２１２−１のもとのOSNRに対して劣化していることがある。この光信号に対してOSNR補償器２２０が作用した後では、X偏光成分２１０−３およびY偏光成分２１２−３のOSNRは、対称的および／またはPDL劣化以前のOSNRと同等になるよう回復されてもよい。
ここで図３Ａを参照するに、ONSR補償器２２０−１のある実施形態の選択された要素のブロック図が示されている。OSNR補償器２２０−１は、本稿に記載されるOSNR補償器の複数の実装の一つを表わしていてもよい。OSNR補償器２２０−１において描かれているある種の要素は、さまざまな実施形態において、修正され、再配列され、省略されおよび／または追加されてもよいことを注意しておく。
図３Ａでは、光信号が偏光コントローラ３０４において受領されてもよい。ある種の実施形態では、光信号はWDM光信号からフィルタリング（図示せず）されてもよい。光信号は二重偏光であってもよく、一方、偏光コントローラ３０４は光信号の偏光状態（SOP: state of polarization）を所望される値、たとえば45度に回転させてもよい。次いで、偏光ビームスプリッター（PBS: polarization beam splitter）３０６において、光信号はXおよびY偏光成分に分離されてもよい。それにより各成分は別個の光学経路、つまりX偏光光信号伝送経路およびY偏光光信号伝送経路をたどる。各経路にそれぞれ対応して、OSNRモニタ３１４−１および３１４−２がXおよびY偏光成分についてOSNRを測定してもよい。OSNRモニタ３１４−１および３１４−２は、XおよびY偏光成分のいずれがより大きなPDL誘起OSNR劣化を示すかを判定するよう協働して動作してもよい。XおよびY偏光成分のうちから選択される、より低いOSNRをもつ偏光成分が、劣化した偏光成分であると判別されてもよく、他方の残りの偏光成分が劣化していない偏光成分であると判別されてもよい。次いで、OSNRモニタ３１４−１および３１４−２はさらに、劣化していない成分が素通りするようスイッチングされる一方、劣化した偏光成分を位相感応増幅器（PSA）３１０にスイッチングするよう協働して動作してもよい。図３Ａではすべての光学経路が説明の明確さのために示されているが、スイッチ対３０８および３１２はXおよびY偏光成分を選択的に切り換えてPSA ３１０に通すよう動作してもよいことが理解されることを注意しておく。具体的には、1×2光スイッチ３０８−１はY偏光成分をPSA ３１０または素通り経路に経路制御してもよく、2×1光スイッチ３１２−１は素通り経路またはPSA ３１０からの出力信号を受信してもよい。スイッチ３０８−２および３１２−２はX偏光成分に対して同様の仕方で動作してもよい。PSA ３１０は図２に対して記述したようにOSNRを補償してもよい（図６Ａも参照）。最後に、偏光ビーム組み合わせ器３１８は、XおよびY偏光成分を組み合わせて、各偏光成分上で比較的対称的なOSNRをもつ光信号を出力しうる。
ここで図３Ｂを参照するに、ONSR補償器２２０−２のある実施形態の選択された要素のブロック図が示されている。OSNR補償器２２０−２は、本稿に記載されるOSNR補償器の複数の実装の一つを表わしていてもよい。OSNR補償器２２０−２において描かれているある種の要素は、さまざまな実施形態において、修正され、再配列され、省略されおよび／または追加されてもよいことを注意しておく。
図３Ｂでは、光信号が偏光コントローラ３０４において受領されてもよい。ある種の実施形態では、光信号はWDM光信号からフィルタリング（図示せず）されてもよい。光信号は二重偏光であってもよく、一方、偏光コントローラ３０４は光信号の偏光状態（SOP: state of polarization）を所望される値、たとえば45度に回転させてもよい。次いで、偏光ビームスプリッター（PBS: polarization beam splitter）３０６において、光信号はXおよびY偏光成分に分離されてもよい。それにより各成分は別個の光学経路、つまりX偏光光信号伝送経路およびY偏光光信号伝送経路をたどる。各経路にそれぞれ対応して、OSNRモニタ３１４−１および３１４−２がXおよびY偏光成分についてOSNRを測定してもよい。OSNRモニタ３１４−１および３１４−２は、XおよびY偏光成分のいずれがより大きなPDL誘起OSNR劣化を示すかを判定するよう協働して動作してもよい。XおよびY偏光成分のうちから選択される、より低いOSNRをもつ偏光成分が、劣化した偏光成分であると判別されてもよく、他方の残りの偏光成分が劣化していない偏光成分であると判別されてもよい。次いで、OSNRモニタ３１４−１および３１４−２は、劣化していない成分がEDFA ３２０に経路制御される一方、劣化した偏光成分（より低いOSNRをもつほう）がPSA ３１０に経路制御されるよう偏光コントローラ３０４を制御するようフィードバック信号（図示せず）を送るよう協働して動作してもよい。偏光コントローラ３０４は、それぞれの二偏光成分を、偏光ビームスプリッター３０６に関して、所望に応じてX偏光軸およびY偏光軸と整列されるよう回転させることによって、個々の偏光成分の経路制御を制御してもよい。PSA ３１０は図２に対して記述したようにOSNRを補償してもよい（図６Ａも参照）。最後に、偏光ビーム組み合わせ器３１８は、XおよびY偏光成分を組み合わせて、各偏光成分上で比較的対称的なOSNRをもつ光信号を出力しうる。
ここで図３Ｃを参照するに、ONSR補償器２２０−３のある実施形態の選択された要素のブロック図が示されている。OSNR補償器２２０−３は、本稿に記載されるOSNR補償器の複数の実装の一つを表わしていてもよい。OSNR補償器２２０−３において描かれているある種の要素は、さまざまな実施形態において、修正され、再配列され、省略されおよび／または追加されてもよいことを注意しておく。
図３Ｃでは、光信号が偏光コントローラ３０４において受領されてもよい。ある種の実施形態では、光信号はWDM光信号からフィルタリング（図示せず）されてもよい。光信号は二重偏光であってもよく、一方、偏光コントローラ３０４は光信号の偏光状態（SOP: state of polarization）を所望される値、たとえば45度に回転させてもよい。次いで、偏光ビームスプリッター（PBS: polarization beam splitter）３０６において、光信号はXおよびY偏光成分に分離されてもよい。それにより各成分は別個の光学経路、つまりX偏光光信号伝送経路およびY偏光光信号伝送経路をたどる。各経路にそれぞれ対応して、OSNRモニタ３１４−１および３１４−２がXおよびY偏光成分についてOSNRを測定してもよい。OSNRモニタ３１４−１および３１４−２は、XおよびY偏光成分のいずれがより大きなPDL誘起OSNR劣化を示すかを判定するよう協働して動作してもよい。XおよびY偏光成分のうちから選択される、より低いOSNRをもつ偏光成分が、劣化した偏光成分であると判別されてもよく、他方の残りの偏光成分が劣化していない偏光成分であると判別されてもよい。次いで、OSNRモニタ３１４−１および３１４−２はさらに、劣化していない成分が素通りするようスイッチングされる一方、劣化した偏光成分を位相感応増幅器（PSA）をもつ再生器３３０にスイッチングするよう協働して動作してもよい。図３Ｃではすべての光学経路が説明の明確さのために示されているが、スイッチ対３０８および３１２はXおよびY偏光成分を選択的に切り換えてPSAをもつ再生器３３０を通らせるよう動作してもよいことが理解されることを注意しておく。具体的には、1×2光スイッチ３０８−１はY偏光成分をPSAをもつ再生器３３０または素通り経路に経路制御してもよく、2×1光スイッチ３１２−１は素通り経路またはPSAをもつ再生器３３０からの出力信号を受信してもよい。スイッチ３０８−２および３１２−２はX偏光成分に対して同様の仕方で動作してもよい。PSAをもつ再生器３３０は図２に対して記述したようにOSNRを補償してもよい（図６Ｂも参照）。最後に、偏光ビーム組み合わせ器３１８は、XおよびY偏光成分を組み合わせて、各偏光成分上で比較的対称的なOSNRをもつ光信号を出力しうる。
ここで図３Ｄを参照するに、ONSR補償器をもつ受信器２２０−４のある実施形態の選択された要素のブロック図が示されている。OSNR補償器をもつ受信器２２０−４は、本稿に記載されるOSNR補償器の複数の実装の一つを表わしていてもよい。OSNR補償器をもつ受信器２２０−４において描かれているある種の要素は、さまざまな実施形態において、修正され、再配列され、省略されおよび／または追加されてもよいことを注意しておく。
図３Ｄでは、OSNR補償器をもつ受信器２２０−４は、偏光コントローラ３０４、偏光ビームスプリッター３０６、OSNRモニタ３１４、光スイッチ３０８および３１２ならびにPSAをもつ再生器３３０（図６Ｂも参照）に関しては、OSNR補償器２２０−３（図３Ｃ参照）と同様の仕方で実装され、動作してもよい。しかしながら、OSNR補償器をもつ受信器２２０−４は、XおよびY偏光成分が受信器への伝送のために組み合わされず、局部発振器（LO: local oscillator）３２６を使って復調されるような受信器１１２の要素を含む実施形態を表わしていてもよい。LOは偏光ビームスプリッター３２４を介して90°ハイブリッド３２２−１および３２２−２にフィードスルーされ、その後そこからXI/XQおよびYI/YQ信号対が受信器１１２におけるのと同様に処理される（すなわち、光‐電気変換、アナログ‐デジタル変換およびデジタル信号処理（DSP）、図３Ｄには示さず）。このようにして、OSNR補償器をもつ受信器２２０−４は受信器１１２内で使用されてもよい（図４Ｅも参照）。
ここで図４Ａを参照するに、ネットワーク１０１−１のある実施形態の選択された要素のブロック図が示されている。ネットワーク１０１−１は、OSNR補償器２２０−１（図３Ａ参照）がいかにして使用されうるかを示すネットワーク１０１（図１参照）のある実施形態を表わしていてもよい。ネットワーク１０１−１に描かれるある種の要素がさまざまな実施形態において修正され、再配列され、省略されおよび／または追加されてもよいことを注意しておく。
図４Ａでは、ネットワーク１０１−１は、ファイバー１０６、OADM １１０、デマルチプレクサ１０５および受信器１１２に関しては、ネットワーク１０１（図１参照）と同様の仕方で実装され、動作してもよい。ネットワーク１０１−１は図４Ａでは説明の明確さのためにネットワーク１０１の一部として描かれているが、ネットワーク１０１−１が、ネットワーク１０１に関して上記した機能的な光通信システムを表わすことは理解されることを注意しておく。ネットワーク１０１−１では、増幅器１０８（図１参照）はPSA ４１０（図６Ａ参照）で置き換えられている。一方、OSNR補償器２２０−１（図３Ａ参照）は、受信器１１２の各インスタンスの直前においてPDL誘起OSNR劣化を非対称的に補償するために使われる。ネットワーク１０１−１ではまた、OADM １１０にリンクされたOSNR補償器２２０−１のインスタンスも示されている。ここで、相互接続４１２がネットワーク１０１−１を副次的なリング光ネットワーク（図示せず）にリンクしてもよい。
ここで図４Ｂを参照するに、ネットワーク１０１−２のある実施形態の選択された要素のブロック図が示されている。ネットワーク１０１−２は、OSNR補償器２２０−１（図３Ａ参照）がいかにして使用されうるかを示すネットワーク１０１（図１参照）のある実施形態を表わしていてもよい。ネットワーク１０１−２に描かれるある種の要素がさまざまな実施形態において修正され、再配列され、省略されおよび／または追加されてもよいことを注意しておく。
図４Ｂでは、ネットワーク１０１−２は、増幅器１０８、ファイバー１０６、OADM １１０、デマルチプレクサ１０５および受信器１１２に関しては、ネットワーク１０１（図１参照）と同様の仕方で実装され、動作してもよい。ネットワーク１０１−２にはまた、分散補償ファイバー（DCF: dispersion compensating fiber）を含んでいてもよい分散補償モジュール４１４も示されている。ネットワーク１０１−２は図４Ｂでは説明の明確さのためにネットワーク１０１の一部として描かれているが、ネットワーク１０１−２が、ネットワーク１０１に関して上記した機能的な光通信システムを表わすことは理解されることを注意しておく。ネットワーク１０１−２では、OSNR補償器２２０−１（図３Ａ参照）は、PDL貢献部後だがEDFAであってもよい増幅器１０８より前にインラインで配置されている。
ここで図４Ｃを参照するに、ネットワーク１０１−３のある実施形態の選択された要素のブロック図が示されている。ネットワーク１０１−３は、OSNR補償器２２０−２（図３Ｂ参照）がいかにして使用されうるかを示すネットワーク１０１（図１参照）のある実施形態を表わしていてもよい。ネットワーク１０１−３に描かれるある種の要素がさまざまな実施形態において修正され、再配列され、省略されおよび／または追加されてもよいことを注意しておく。
図４Ｃでは、ネットワーク１０１−３は、ファイバー１０６、OADM １１０、デマルチプレクサ１０５および受信器１１２に関しては、ネットワーク１０１（図１参照）と同様の仕方で実装され、動作してもよい。ネットワーク１０１−３にはまた、分散補償ファイバー（DCF: dispersion compensating fiber）を含んでいてもよい分散補償モジュール４１４も示されている。ネットワーク１０１−３は図４Ｃでは説明の明確さのためにネットワーク１０１の一部として描かれているが、ネットワーク１０１−３が、ネットワーク１０１に関して上記した機能的な光通信システムを表わすことは理解されることを注意しておく。ネットワーク１０１−３では、OSNR補償器２２０−２がEDFA ３２０を含むので、OSNR補償器２２０−２（図３Ｂ参照）が増幅器１０８（図１参照）を置換するようインラインで配置されている。
ここで図４Ｄを参照するに、ネットワーク１０１−４のある実施形態の選択された要素のブロック図が示されている。ネットワーク１０１−４は、OSNR補償器２２０−３（図３Ｃ参照）がいかにして使用されうるかを示すネットワーク１０１（図１参照）のある実施形態を表わしていてもよい。ネットワーク１０１−４に描かれるある種の要素がさまざまな実施形態において修正され、再配列され、省略されおよび／または追加されてもよいことを注意しておく。
図４Ｄでは、ネットワーク１０１−４は、増幅器１０８、ファイバー１０６、OADM １１０、デマルチプレクサ１０５および受信器１１２に関しては、ネットワーク１０１（図１参照）と同様の仕方で実装され、動作してもよい。ネットワーク１０１−４にはまた、分散補償ファイバー（DCF: dispersion compensating fiber）を含んでいてもよい分散補償モジュール４１４も示されている。ネットワーク１０１−４は図４Ｄでは説明の明確さのためにネットワーク１０１の一部として描かれているが、ネットワーク１０１−４が、ネットワーク１０１に関して上記した機能的な光通信システムを表わすことは理解されることを注意しておく。ネットワーク１０１−４では、OSNR補償器２２０−３（図３Ｃ参照）は、受信器１１２の各インスタンスの直前においてPDL誘起OSNR劣化を非対称的に補償するために使われる。ネットワーク１０１−１にはまた、OADM １１０にリンクされたOSNR補償器２２０−３のインスタンスも示されている。ここで、相互接続４１２がネットワーク１０１−４を副次的なリング光ネットワーク（図示せず）にリンクしてもよい。
ここで図４Ｅを参照するに、ネットワーク１０１−５のある実施形態の選択された要素のブロック図が示されている。ネットワーク１０１−５は、OSNR補償器をもつ受信器２２０−４（図３Ｄ参照）がいかにして使用されうるかを示すネットワーク１０１（図１参照）のある実施形態を表わしていてもよい。ネットワーク１０１−５に描かれるある種の要素がさまざまな実施形態において修正され、再配列され、省略されおよび／または追加されてもよいことを注意しておく。
図４Ｅでは、ネットワーク１０１−５は、増幅器１０８、ファイバー１０６、OADM １１０およびデマルチプレクサ１０５に関しては、ネットワーク１０１（図１参照）と同様の仕方で実装され、動作してもよい。ネットワーク１０１−５にはまた、分散補償ファイバー（DCF: dispersion compensating fiber）を含んでいてもよい分散補償モジュール４１４も示されている。ネットワーク１０１−５は図４Ｅでは説明の明確さのためにネットワーク１０１の一部として描かれているが、ネットワーク１０１−５が、ネットワーク１０１に関して上記した機能的な光通信システムを表わすことは理解されることを注意しておく。ネットワーク１０１−５では、OSNR補償器２２０−４をもつ受信器（図３Ｄ参照）は、受信器１１２の一部としてPDL誘起OSNR劣化を非対称的に補償するために使われる。OSNR補償器をもつ受信器２２０−４は受信器１１２に見出されるある種のモジュール（すなわち、偏光コントローラおよび偏光ビームスプリッター）を含んでいてもよいからである。
ここで図５に目を転じると、OSNRモニタの構成が示されている（図３Ａ〜３Ｄも参照）。図５に示されるように、OSNRモニタ３１４は、光信号を受領する受光器５１０と、受光器５１０のOSNRを測定するOSNR測定装置５２０とを含んでおり、デマルチプレクサ（WDM DMUX）５０２に接続されている。
図５では、デマルチプレクサ（WDM DMUX）５０２は、受領された波長多重された光信号から所望される受信波長の光信号を抽出してもよい。ある種の実施形態では、デマルチプレクサ５０２は、前もって通過帯域が設定される光フィルタ（図示せず）を含んでいてもよく、その際は該光フィルタがWDM光信号に対してフィルタリングを実行する。次いで、デマルチプレクサ５０２は光フィルタによって実行されるフィルタリングにかけられた光信号を受光器５１０に出力してもよく、光フィルタ帯域幅の指標を帯域幅モニタ５２１に出力してもよい。
図５に示されるように、OSNRモニタ３１４に含まれる受光器５１０は信号モニタ５１２およびノイズ・モニタ５１４を含んでいてもよい。信号モニタ５１２およびノイズ・モニタ５１４はそれぞれ信号強度（たとえば光パワー）およびノイズ強度を決定するためにさまざまな方法に基づいて動作しうることを注意しておく。たとえば、信号モニタ５１２は、データ信号およびASEノイズのようなノイズ成分を有する入力信号の光パワーを測定してもよく、一方、ノイズ・モニタ５１４はASEノイズのみの光パワーを測定してもよい。
図５では、OSNR測定装置５２０は、受光器５１０に供給された信号の品質を表わす光信号対雑音比（OSNR）を測定してもよい。図５に示されるように、OSNR測定装置５２０は、帯域幅モニタ５２１、光パワー・モニタ５２２およびOSNR計算器５２３を含んでいてもよい。帯域幅モニタ５２１は、上記のような光フィルタ帯域幅の指標を受領してもよい。次いで、帯域幅モニタ５２１は得られた帯域幅をOSNR計算器５２３に出力してもよい。
図５では、光パワー・モニタ５２２は光パワー（すなわち信号強度）についての値を信号モニタ５１２およびノイズ・モニタ５１４から得てもよい。たとえば、光パワー・モニタ５２２は、受領した光パワー値に基づいて光パワーについての平均値を決定してもよい。ある実施形態では、OSNR計算器５２３は、式(1)に従ってOSNRを計算してもよい。
OSNR[dB]＝10log(P2−P1)−10log(2*P1*0.1/BW) (1)
式(1)において、P2は信号およびノイズをまとめたものについての強度値を表わしていてもよく、P1はノイズのみについての強度値を表わしていてもよく、BWは光フィルタ帯域幅を表わしていてもよい。
ここで図６Ａを参照するに、位相感応増幅器（PSA）３１０のある実施形態の選択された要素のブロック図が示されている。PSA ３１０はOSNR補償器２２０とともに使用される位相感応増幅器（図３Ａおよび３Ｂ参照）の実施形態を表わしていてもよい。図６ＡのPSA ３１０において描かれているある種の要素がさまざまな実施形態において修正され、再配列されおよび／または省略されてもよいことを注意しておく。図６Ａでは、PSA ３１０は、説明の明確のためある種の光学要素なしに示されている。さまざまな実施形態において、PSA ３１０は超低雑音性能（0dBmに近いファイバー入力パワー）を示してもよく、熱効果なしに超高速応答をもって高い利得が可能であってもよく、よって非常に高い帯域幅用途における位相ノイズを低減するのに好適でありうる。
図６Ａでは、光組み合わせ器６０６においてポンプ・レーザー（λp）６０２が入力信号（λs）６０４と組み合わされて、結果として信号プロファイル６２２−１を与えてもよい。ここで、ポンプ・レーザー（λp）６０２は入力光信号（λs）６０４に比してより高い強度をもちうる。入力光信号（λs）６０４は比較的弱いことがあるので、PSA ３１０は入力光信号（λs）６０４を増幅するはたらきをしうる。光組み合わせ器６０６の出力においては、光信号（λs）およびポンプ信号（λp）が存在する信号プロファイル６２２−１が観察されうる。ある種の実施形態では、偏光制御（図示せず）が入力の光信号（λs）６０４および／またはポンプ・レーザー（λs）６０２において実装されてもよい。すると、非線形媒体６０８−１内で四波混合（FWM: four wave mixing）が生じうる。記述の明確のためにファイバー・セグメントとして示されているが、非線形媒体６０８は、三次光学非線形性（χ(3)）をもつ多様な非線形光学媒体のいかなるものを表わしていてもよい。非線形媒体６０８−１内での四波混合後には、光信号（λs）およびポンプ信号（λp）に加えて位相共役アイドラー信号（λi）が生じた信号プロファイル６２２−２が観察されうる。次いで、信号プロファイル６２２−２によって表わされる光信号は位相調性６１０に入力されてもよく、ここで光信号（λs）、アイドラー信号（λi）およびポンプ信号（λp）の間の相対位相が所望に応じて調整されうる。次に、非線形媒体６０８−２内で第二のFWMが生じる前に、光信号の増幅のためにEDFA ６１２が用いられてもよい。非線形媒体６０８−２内でのFWM後には、光信号（λs）およびアイドラー信号（λi）がポンプ信号（λp）に対して増幅された信号プロファイル６２２−３が観察されうる。図のように、非線形媒体６０８−２は、ポンプ信号（λp）からの二つの光子が除去されて光信号（λs）およびアイドラー信号（λi）のそれぞれについて一つの光子が追加される非縮退の単一ポンプ増幅を実行してもよい。次いで、光帯域通過フィルタ６２４が、信号プロファイル６２２−３から光信号（λs）を選択的にフィルタリングして（６２４−１によって示されるように）、入力光信号（λs）６０４に対して位相感応増幅を受けた出力信号（λs）６１４を単離してもよい、
ここで図６Ｂを参照するに、PSAをもつ再生器３３０のある実施形態の選択された要素のブロック図が示されている。PSAをもつ再生器３３０はOSNR補償器２２０とともに使用される位相感応増幅器（図３Ｃおよび３Ｄ参照）の実施形態を表わしていてもよい。図６ＢのPSAをもつ再生器３３０において描かれているある種の要素がさまざまな実施形態において修正され、再配列されおよび／または省略されてもよいことを注意しておく。図６Ｂでは、PSAをもつ再生器３３０は、説明の明確のためある種の光学要素なしに示されている。さまざまな実施形態において、PSAをもつ再生器３３０は超低雑音性能（0dBmに近いファイバー入力パワー）を示してもよく、熱効果なしに超高速応答をもって高い利得が可能であってもよく、よって非常に高い帯域幅用途における位相および振幅ノイズを低減するのに好適でありうる。
図６Ｂでは、入力光信号（λs）６０４が光スプリッター６３４において分離され、搬送波位相回復／ポンプ位相ロック６３２および光組み合わせ器６３５に経路制御されてもよい。搬送波位相回復／ポンプ位相ロック６３２では、ポンプ・レーザー（λp1）６３０−１およびポンプ・レーザー（λp2）６３０−２の周波数および位相ロックが実行されて、光信号（λs）に位相ロックされたポンプ１信号（λp1）およびポンプ２信号（λp2）を生成するために実行されてもよく、各ポンプ信号（λp1およびλp2）から一つずつの二つの光子が除去されて光信号（λs）に二つの光子が追加される、縮退デュアル・ポンプ（2P）構成のような縮退増幅器構成においてはたらいてもよい。搬送波位相回復／ポンプ位相ロック６３２は内部的に非線形媒体（図示せず）を用いてポンプ１信号（λp1）およびポンプ２信号（λp2）を生成してもよいことを注意しておく。次いで、光組み合わせ器６３５において二つのポンプ信号（λp1およびλp2）が光信号（λs）と組み合わされる。次に、EDFA ６０８が組み合わされた信号を増幅して、結果として二つのポンプ信号（λp1およびλp2）に対して入力信号（λs）が比較的弱い信号プロファイル６３６−１を生じてもよい。次いで、信号プロファイル６３６−１に相応する組み合わされた信号が非線形媒体６３８中に導入され、そこでFWMが生じて光信号（λs）の振幅および位相ノイズ両方が事実上抑制された信号プロファイル６３６−２を生じる。次いで、光帯域通過フィルタ６２４が、信号プロファイル６３６−２から光信号（λs）を選択的にフィルタリングして（６２４−２としても示される）、入力光信号（λs）６０４に対して位相および振幅再生を受けた出力信号（λs）６３９を単離してもよい、
ここで図７を参照するに、二重偏光された光信号におけるPDL誘起OSNR劣化を非対称的に補償する方法７００のある実施形態の選択された要素のブロック図がフローチャートの形で描かれている。方法７００は、ネットワーク１０１（図１参照）を使って、たとえば図４Ａ〜図４Ｅに記載される実装を使って実行されてもよい。方法７００において記述されるある種の動作は異なる実施形態においては任意的であっても、あるいは再配列されてもよいことを注意しておく。
図７では、方法７００は、XおよびY偏光成分をもつ光信号を受信する（動作７０２）ことによって始まってもよい。光信号の偏光軸が所望される値に回転させられてもよい（動作７０４）。XおよびY偏光成分はX偏光光信号伝送経路およびY偏光光信号伝送経路に分離されてもよい（動作７０６）。PDLによって誘起されたOSNRの劣化に基づいて、X偏光成分およびY偏光成分から選択される劣化した偏光成分が決定されてもよい（動作７０８）。劣化した成分のOSNRが回復されてもよい（動作７１０）。
二偏光光学システムにおいて偏光依存損失（PDL）によって誘起される光信号対雑音比（OSNR）の劣化を非対称的に補償する方法およびシステムは、OSNR補償器を使うことを含む。OSNR補償器は、二偏光成分を分離し、どちらの成分が劣化したOSNRをもつかを決定してもよい。劣化した成分は、位相感応増幅器を使ってOSNR補償されてもよい。
上記で開示した主題は、制約するものではなく、例解するものと考えられるものである。付属の請求項は、本開示の真の精神および範囲内にはいるあらゆる修正、向上および他の実施形態をカバーすることが意図されている。よって、法律によって許容される最大程度まで、本開示の範囲は付属の請求項およびその等価物の最も広義の許容可能な解釈によって決定されるものであり、異常の詳細な説明によって制約ないし限定されるものではない。
以上の実施例を含む実施形態に関し、さらに以下の付記を開示する。
（付記１）
光ネットワークにおける光信号対雑音比（OSNR）を補償する方法であって：
XおよびY偏光成分をもつ光信号を受信する段階と；
光信号の偏光軸を回転させる段階と；
XおよびY偏光成分をX偏光光信号伝送経路およびY偏光光信号伝送経路に分離する段階と；
偏光依存損失によって誘起された光信号対雑音比の劣化に基づいて、X偏光成分およびY偏光成分のうちから選択される劣化した偏光成分を決定する段階と；
劣化した偏光成分の光信号対雑音比を回復する段階とを含む、
方法。
（付記２）
前記光信号対雑音比を回復したのち、前記X偏光成分と前記Y偏光成分を組み合わせる段階をさらに含む、
付記１記載の方法。
（付記３）
前記劣化した偏光成分を決定する段階が：
前記X偏光光信号伝送経路において第一の光信号対雑音比をモニタリングする段階と；
前記Y偏光光信号伝送経路において第二の光信号対雑音比をモニタリングする段階と；
前記第一の光信号対雑音比および前記第二の光信号対雑音比に基づいて前記劣化した偏光成分を選択する段階とを含む、
付記１記載の方法。
（付記４）
前記劣化した偏光成分を決定する段階が、前記X偏光成分および前記Y偏光成分のうちから選択される劣化していない偏光成分を決定することを含み、前記劣化していない偏光成分は前記劣化した偏光成分とは異なる、付記３記載の方法。
（付記５）
エルビウム添加ファイバー増幅器を使って前記劣化していない偏光成分を増幅する段階をさらに含む、
付記４記載の方法。
（付記６）
前記劣化した偏光成分の光信号対雑音比を回復する段階が：
前記劣化した偏光成分に対して位相感応増幅を実行することを含む、
付記１記載の方法。
（付記７）
前記光信号対雑音比を回復したのち、前記X偏光成分と前記Y偏光成分を別個に復調してX偏光データおよびY偏光データを回復する段階をさらに含む、
付記１記載の方法。
（付記８）
光信号対雑音比補償器であって：
二重偏光光信号を受領し、該二重偏光光信号の偏光状態（SOP）を回転させる偏光コントローラと；
前記二重偏光光信号のXおよびY偏光成分をそれぞれX偏光光信号伝送経路およびY偏光光信号伝送経路に沿うよう分離する偏光ビームスプリッターと；
前記X偏光光信号伝送経路および前記Y偏光光信号伝送経路に沿った光信号対雑音比をそれぞれモニタリングする二つの光信号対雑音比モニタと；
前記X偏光成分および前記Y偏光成分のうちから選択される劣化した偏光成分の光信号対雑音比を回復する位相感応増幅器とを有する、
光信号対雑音比補償器。
（付記９）
前記X偏光光信号伝送経路および前記Y偏光光信号伝送経路のそれぞれに一つずつの二つの光スイッチング要素をさらに有しており、前記二つの光スイッチング要素は偏光成分を前記位相感応増幅器に選択的に経路制御する、付記８記載の光信号対雑音比補償器。
（付記１０）
前記二つの光スイッチング要素は前記偏光成分を選択的に素通り経路に経路制御する、付記９記載の光信号対雑音比補償器。
（付記１１）
前記二つの信号対雑音比モニタは協働して、前記X偏光光信号伝送経路および前記Y偏光光信号伝送経路に沿った光信号対雑音比に基づいて前記劣化した偏光成分を決定し、前記劣化した偏光成分は、より低い光信号対雑音比をもつ偏光成分として選択される、付記９記載の光信号対雑音比補償器。
（付記１２）
前記二つの信号対雑音比モニタは、前記X偏光光信号伝送経路および前記Y偏光光信号伝送経路のそれぞれについて前記二つの光スイッチング要素を制御するよう協働する、付記１１記載の光信号対雑音比補償器。
（付記１３）
前記X偏光光信号伝送経路および前記Y偏光光信号伝送経路を組み合わせるための偏光ビーム組み合わせ器をさらに有する、付記８記載の光信号対雑音比補償器。
（付記１４）
前記二重偏光光信号の振幅成分および位相成分の両方を回復する再生器をさらに有しており、前記再生器は前記位相感応増幅器とともに含まれる、付記８記載の光信号対雑音比補償器。
（付記１５）
光通信システムであって：
光信号伝送経路を通じて二重偏光光信号を送信する送信器；
前記光信号伝送経路から前記二重偏光光信号を受信する受信器；ならびに
少なくとも一つの光信号対雑音比補償器であって：
前記二重偏光光信号を受領し、前記二重偏光光信号の偏光状態（SOP）を回転させる偏光コントローラと；
前記二重偏光光信号のXおよびY偏光成分をそれぞれX偏光経路およびY偏光経路に沿うよう分離する偏光ビームスプリッターと；
前記X偏光経路および前記Y偏光経路に沿った光信号対雑音比をそれぞれモニタリングする二つの光信号対雑音比モニタと；
前記X偏光成分および前記Y偏光成分のうちから選択される劣化した偏光成分の光信号対雑音比を回復する位相感応増幅器とを有する、
光信号対雑音比補償器を有する、
光通信システム。
（付記１６）
第一の光信号対雑音比補償器が多重分離されたチャネルを受領し、該多重分離されたチャネルを前記受信器に出力し、前記光信号伝送経路においてエルビウム添加ファイバー増幅器の代わりに少なくとも一つの位相感応増幅器が設置されている、付記１５記載の光通信システム。
（付記１７）
前記光信号伝送経路に設置された光挿入／分岐マルチプレクサ（OADM）と；
前記光挿入／分岐マルチプレクサを第二の光通信システムにリンクする第二の光信号対雑音比補償器をさらに有する、
付記１５記載の光通信システム。
（付記１８）
前記光信号伝送経路に設置されたエルビウム添加ファイバー増幅器（EDFA）と；
前記光信号伝送経路において前記エルビウム添加ファイバー増幅器の前に設置された第三の光信号対雑音比補償器とをさらに有する、
付記１５記載の光通信システム。
（付記１９）
前記光信号伝送経路において設置された第四の光信号対雑音比補償器とをさらに有しており、
前記第四の光信号対雑音比補償器がエルビウム添加ファイバー増幅器（EDFA）を含む、
付記１５記載の光通信システム。
（付記２０）
前記受信器に第五の光信号対雑音比補償器が含まれる、付記１５記載の光通信システム。
（付記２１）
前記二重偏光光信号の振幅成分および位相成分の両方を回復する再生器が前記位相感応増幅器とともに含まれる、付記２０記載の光通信システム。
（付記２２）
光信号対雑音比補償器がさらに：
前記X偏光経路および前記Y偏光経路を組み合わせるための偏光ビーム組み合わせ器をさらに有する、
付記１５記載の光通信システム。
１０１ 光伝送ネットワーク
１０２ 送信器
１０４ マルチプレクサ
１０５ デマルチプレクサ
１０６ ファイバー
１０８ 増幅器
１１０ 光挿入／分岐マルチプレクサ（OADM）
１１２ 受信器
２１０ X偏光成分
２１２ Y偏光成分
２２０ OSNR補償器
３０４ 偏光コントローラ
３０６ 偏光ビームスプリッター
３０８ 1×2光スイッチ
３１０ 位相感応増幅器(PSA)
３１２ 2×1光スイッチ
３１４ OSNRモニタ
３１８ 偏光ビーム組み合わせ器
３２０ エルビウム添加ファイバー増幅器(EDFA)
３２２ 90°ハイブリッド
３２４ 偏光ビームスプリッター
３３０ 位相感応増幅器(PSA)をもつ再生器
４１０ 位相感応増幅器(PSA)
４１２ 副次的なリング光ネットワークに相互接続
４１４ 分散補償ファイバー（DCF）を含んでいてもよい分散補償モジュール
５０２ WDMデマルチプレクサ
５１０ 光受信器
５１２ 信号モニタ
５１４ ノイズ・モニタ
５２０ OSNR測定装置
５２１ 帯域幅モニタ
５２２ 光パワー・モニタ
５２３ OSNR計算器
６０２ ポンプ・レーザー
６０４ 入力光信号
６０６ 光組み合わせ器
６０８ 非線形媒体
６１０ 位相同調
６１２ EDFA
６１４ 出力光信号
６２２ 信号プロファイル
６２４ 光帯域通過フィルタ
６３２ 搬送波位相回復／ポンプ位相ロック
６３９ 出力光信号再生
７００ 二重偏光された光信号におけるPDL誘起OSNR劣化を非対称的に補償する方法
７０２ XおよびY偏光成分をもつ光信号を受信
７０４ 光信号の偏光軸を所望される値に回転させる
７０６ XおよびY偏光成分をX偏光光信号伝送経路およびY偏光光信号伝送経路に分離
７０８ PDLによって誘起されたOSNRの劣化に基づいて、X偏光成分およびY偏光成分のうちから選択される劣化した偏光成分を決定
７１０ 劣化した偏光成分のOSNRを回復

Claims (21)

  1. 光ネットワークにおける偏光依存損失（PDL）によって誘起される信号劣化を非対称的に補償する方法であって：
    XおよびY偏光成分をもつ光信号を受信する段階と；
    光信号の偏光軸を回転させる段階と；
    XおよびY偏光成分をX偏光光信号伝送経路およびY偏光光信号伝送経路に分離する段階と；
    偏光依存損失によって誘起された光信号対雑音比の劣化に基づいて、X偏光成分およびY偏光成分のうちから選択される劣化した偏光成分を決定する段階と；
    前記劣化した偏光成分に対して位相感応増幅を実行する段階とを含む、
    方法。
  2. 前記位相感応増幅を実行したのち、前記X偏光成分と前記Y偏光成分を組み合わせる段階をさらに含む、
    請求項１記載の方法。
  3. 前記劣化した偏光成分を決定する段階が：
    前記X偏光光信号伝送経路において第一の光信号対雑音比をモニタリングする段階と；
    前記Y偏光光信号伝送経路において第二の光信号対雑音比をモニタリングする段階と；
    前記第一の光信号対雑音比および前記第二の光信号対雑音比に基づいて前記劣化した偏光成分を選択する段階とを含む、
    請求項１記載の方法。
  4. 前記劣化した偏光成分を決定する段階が、前記X偏光成分および前記Y偏光成分のうちから選択される劣化していない偏光成分を決定することを含み、前記劣化していない偏光成分は前記劣化した偏光成分とは異なる、請求項３記載の方法。
  5. エルビウム添加ファイバー増幅器を使って前記劣化していない偏光成分を増幅する段階をさらに含む、
    請求項４記載の方法。
  6. 前記位相感応増幅を実行したのち、前記X偏光成分と前記Y偏光成分を別個に復調してX偏光データおよびY偏光データを回復する段階をさらに含む、
    請求項１記載の方法。
  7. 偏光依存損失（PDL）によって誘起される信号劣化を非対称的に補償する補償器であって：
    二重偏光光信号を受領し、該二重偏光光信号の偏光状態（SOP）を回転させる偏光コントローラと；
    前記二重偏光光信号のXおよびY偏光成分をそれぞれX偏光光信号伝送経路およびY偏光光信号伝送経路に沿うよう分離する偏光ビームスプリッターと；
    前記X偏光光信号伝送経路および前記Y偏光光信号伝送経路に沿った光信号対雑音比をそれぞれモニタリングする二つの光信号対雑音比モニタと；
    前記X偏光成分および前記Y偏光成分のうちから選択される劣化した偏光成分を増幅する位相感応増幅器とを有する、
    補償器。
  8. 前記X偏光光信号伝送経路および前記Y偏光光信号伝送経路のそれぞれに一つずつの二つの光スイッチング要素をさらに有しており、前記二つの光スイッチング要素は偏光成分を前記位相感応増幅器に選択的に経路制御する、請求項７記載の補償器。
  9. 前記二つの光スイッチング要素は前記偏光成分を選択的に素通り経路に経路制御する、請求項８記載の補償器。
  10. 前記二つの信号対雑音比モニタは協働して、前記X偏光光信号伝送経路および前記Y偏光光信号伝送経路に沿った光信号対雑音比に基づいて前記劣化した偏光成分を決定し、前記劣化した偏光成分は、より低い光信号対雑音比をもつ偏光成分として選択される、請求項８記載の補償器。
  11. 前記二つの信号対雑音比モニタは、前記X偏光光信号伝送経路および前記Y偏光光信号伝送経路のそれぞれについて前記二つの光スイッチング要素を制御するよう協働する、請求項１０記載の補償器。
  12. 前記X偏光光信号伝送経路および前記Y偏光光信号伝送経路を組み合わせるための偏光ビーム組み合わせ器をさらに有する、請求項７記載の補償器。
  13. 前記二重偏光光信号の振幅成分および位相成分の両方を回復する再生器をさらに有しており、前記再生器は前記位相感応増幅器を含む、請求項７記載の補償器。
  14. 光通信システムであって：
    光信号伝送経路を通じて二重偏光光信号を送信する送信器；
    前記光信号伝送経路から前記二重偏光光信号を受信する受信器；ならびに
    偏光依存損失（PDL）によって誘起される信号劣化を非対称的に補償する少なくとも一つの補償器であって：
    前記二重偏光光信号を受領し、前記二重偏光光信号の偏光状態（SOP）を回転させる偏光コントローラと；
    前記二重偏光光信号のXおよびY偏光成分をそれぞれX偏光経路およびY偏光経路に沿うよう分離する偏光ビームスプリッターと；
    前記X偏光経路および前記Y偏光経路に沿った光信号対雑音比をそれぞれモニタリングする二つの光信号対雑音比モニタと；
    前記X偏光成分および前記Y偏光成分のうちから選択される劣化した偏光成分を増幅する位相感応増幅器とを有する、
    補償器を有する、
    光通信システム。
  15. 前記少なくとも一つの補償器のうち第一の補償器が多重分離されたチャネルを受領し、該多重分離されたチャネルを前記受信器に出力し、前記光信号伝送経路においてエルビウム添加ファイバー増幅器の代わりに少なくとも一つの位相感応増幅器が設置されている、請求項１４記載の光通信システム。
  16. 前記光信号伝送経路に設置された光挿入／分岐マルチプレクサ（OADM）をさらに有し；
    前記少なくとも一つの補償器のうち第二の補償器が、前記光挿入／分岐マルチプレクサを第二の光通信システムにリンクする、
    請求項１４記載の光通信システム。
  17. 前記光信号伝送経路に設置されたエルビウム添加ファイバー増幅器（EDFA）をさらに有し；
    前記少なくとも一つの補償器のうち第三の補償器が、前記光信号伝送経路において前記エルビウム添加ファイバー増幅器の前に設置されている、
    請求項１４記載の光通信システム。
  18. 前記少なくとも一つの補償器のうち第四の補償器が、前記光信号伝送経路において設置されており、エルビウム添加ファイバー増幅器（EDFA）を含む、
    請求項１４記載の光通信システム。
  19. 前記少なくとも一つの補償器のうち第五の補償器が前記受信器に含まれる、請求項１４記載の光通信システム。
  20. 前記二重偏光光信号の振幅成分および位相成分の両方を回復する再生器が前記位相感応増幅器を含む、請求項１９記載の光通信システム。
  21. 前記補償器がさらに：
    前記X偏光経路および前記Y偏光経路を組み合わせるための偏光ビーム組み合わせ器をさらに有する、
    請求項１４記載の光通信システム。
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