KR102309972B1

KR102309972B1 - 섬유 통신 시스템 및 방법

Info

Publication number: KR102309972B1
Application number: KR1020217011548A
Authority: KR
Inventors: 젠솅 지아; 뤼스 알베르토 캄포스; 커티스 딘 나이틀
Original assignee: 케이블텔레비젼래버러토리즈,인코포레이티드
Priority date: 2016-04-12
Filing date: 2017-03-21
Publication date: 2021-10-06
Also published as: KR20180127507A; DE112017001992T5; GB201818417D0; CN111193550A; GB2573218A; KR102243937B1; EP3443694A2; US20170294966A1; US9912409B2; US11309969B2; JP6596600B2; CA3222820A1; WO2017213729A2; CA3020311C; MX2018012463A; CA3112746C; CA3094650A1; KR20210046836A; WO2017213729A3; US20210336703A1

Abstract

광 통신 네트워크용 주입 로킹 송신기는 단일 종방향 모드에 실질적으로 국한된 마스터 시드 레이저 소스 입력, 입력 데이터 스트림, 및 상기 마스터 시드 레이저 소스의 단일 종방향 모드의 주파수에 주입 로킹되는 공진기 주파수를 갖는 적어도 하나의 슬레이브 레이저를 포함하는 레이저 주입 변조기를 포함한다. 상기 레이저 주입 변조기는 상기 마스터 시드 레이저 소스 입력 및 상기 입력 데이터 스트림을 수신하고, 레이저 변조된 데이터 스트림을 출력하도록 구성된다.

Description

섬유 통신 시스템 및 방법{FIBER COMMUNICATION SYSTEMS AND METHODS}

관련 출원에 대한 상호 참조

본 출원은 2016년 4월 12일자로 출원된 미국 가특허 출원 일련 번호 62/321,211에 대한 우선권 및 그의 이익을 주장하는, 2016년 10월 3일자로 출원된 미국 특허 출원 15/283,632에 대한 우선권 및 그의 이익을 주장하며, 이들 모두는 그 전체가 인용에 의해 본 명세서에 포함된다.

본 개시내용의 분야는 일반적으로 섬유 통신 네트워크에 관한 것으로, 특히, 파장 분할 다중화를 이용하는 광 네트워크에 관한 것이다.

통신 네트워크는 그를 통해 최종 사용자 가입자가 서비스 제공자에 연결되는 액세스 네트워크를 포함한다. 증가하는 소비자 수요를 충족시키기 위해 액세스 네트워크를 통해 고속 데이터 및 비디오 서비스를 전달하기 위한 대역폭 요건이 급속히 증가하고 있다. 현재, 액세스 네트워크를 통한 데이터 전달은 주거 가입자의 경우 초당 기가비트(gigabits(Gb)/second)만큼, 그리고 비즈니스 가입자의 경우 초당 멀티-기가비트(multi-Gb/s)만큼 증가하고 있다. 현재의 액세스 네트워크는 최종 사용자로부터의 증가하는 고용량 수요를 충족시키는 지배적인 시스템 아키텍처가 된, 수동 광 네트워크(passive optical network, PON) 액세스 기술을 기반으로 한다.

기가비트 PON 및 이더넷 PON 아키텍처가 통상적으로 알려져 있으며, 현재 다운스트림 송신에 약 2.5 Gb/s 데이터 레이트를 제공하고 업스트림 송신에 1.25 Gb/s(다운스트림 레이트의 절반)를 제공한다. 10 Gb/s PON(XG-PON 또는 IEEE 10G-EPON)이 고-대역폭 애플리케이션을 위해 구현되기 시작했으며, 시간 및 파장 분할 다중화(TWDM 및 WDM)를 기반으로 하는 40 Gb/s PON 방식이 최근에 표준화되었다. 따라서 미래의 대역폭 수요를 충족시키고, 또한 서비스 및 애플리케이션에 대한 커버리지를 증가시키면서도, 또한 더 높은 용량 및 성능 액세스 네트워크를 전달하는 데 필요한 자본 및 운영 경비를 최소화하기 위해 가입자 당 더 높은/더 빠른 데이터 레이트를 개발할 필요가 증가하고 있다.

PON의 용량을 증가시키는 한 가지 알려진 솔루션은 WDM 기술을 사용하여 최종 사용자에게 전용 파장 신호를 전송하는 것이다. 그러나, 현재의 검출 방식 WDM 기술은 낮은 수신기 감도에 의해, 그리고 또한 특히 더 낮은 품질의 레거시 섬유 환경과 함께 사용하는 것에 관련하여 기술을 업그레이드하고 스케일링하는 데 이용가능한 몇 가지 옵션에 의해 제한된다. 레거시 섬유 환경은 운영자에게 새로운 섬유 설치를 절감해야 하는 것과 연관된 비용을 피하기 위해 기존의 섬유 인프라로부터 더 많은 용량을 짜낼 것을 요구한다. 종래의 액세스 네트워크는 전형적으로 노드 당 6개의 섬유를 포함하여, 500명 정도로 많은 최종 사용자, 예컨대 홈 가입자를 서비스한다. 종래의 노드들은 추가로 분할될 수 없고 전형적으로 예비(미사용) 섬유를 포함하지 않으므로 더 효율적이고 비용-효율적인 방식으로 제한된 섬유 이용가능성을 이용할 필요가 있다.

갈색 및 녹색 필드 배치 양쪽 모두에서, WDM-PON 광 액세스 네트워크에 대한 수신기 감도와 전체 용량 양쪽 모두를 증가시키는 하나의 솔루션으로 코히어런트 기술이 제안되었다. 코히어런트 기술은 우수한 수신기 감도와 확장된 전력 예산, 및 협대역 광 필터에 대한 필요 없이 근접하게 이격된 밀집한 또는 초밀집한 WDM을 제공하는 고주파수 선택도를 제공한다. 또한, 코히어런트 기술이 경험하는 다-차원 복구 신호는 색 분산(chromatic dispersion, CD) 및 편광-모드 분산(polarization-mode dispersion, PMD)과 같은 선형 송신 장애를 보상하고, 스펙트럼 리소스를 효율적으로 이용하여 멀티-레벨 진보된 변조 포맷의 사용을 통해 미래 네트워크 업그레이드에 이익을 주는 추가적인 이점을 제공한다. 그러나, 코히어런트 기술을 사용하는 장거리 송신은 송신 경로를 따라 경험한 장애를 조정하기 위해 신호 등화 및 반송파 복구를 포함하여, 정교한 후처리를 요구하며, 그에 따라 시스템 복잡도를 상당히 증가시킴으로써 상당한 문제를 나타낸다.

장거리 광 시스템의 코히어런트 기술은 전형적으로 장거리 광 송신을 통해 송신된 채널 신호에 영향을 미치는 잡음, 주파수 드리프트, 및 다른 팩터를 보상하기 위해, 디지털-아날로그 변환기(DAC), 아날로그-디지털 변환기(ADC), 및 디지털 신호 처리(DSP) 회로, 예컨대 CMOS 기술을 이용하는 애플리케이션-특정 집적 회로(ASIC)와 같은 고품질 개별 광자 및 전자 컴포넌트의 상당한 사용을 요구한다. 메트로 솔루션을 위한 코히어런트 플러그 가능 모듈들은 그들의 풋프린트를 감소시키고, 비용을 낮추고, 또한 전력 손실을 낮추기 위해 MSA(multi-source agreement) 표준화를 통해 CFP(C Form-Factor Pluggable)에서 CFP2 및 미래 CFP4까지 거쳤다. 그러나, 이들 모듈은 여전히 동작을 위해 상당한 엔지니어링 복잡도, 비용, 크기, 및 전력이 요구하므로, 액세스 애플리케이션에 구현하기에 효율적이거나 실용적이지 않았다.

일 양태에서, 광 통신 네트워크용 주입 로킹 송신기는 단일 종방향 모드에 실질적으로 국한된 마스터 시드 레이저 소스 입력, 입력 데이터 스트림, 및 상기 마스터 시드 레이저 소스의 단일 종방향 모드의 주파수에 주입 로킹되는 공진기 주파수를 갖는 적어도 하나의 슬레이브 레이저를 포함하는 레이저 주입 변조기를 포함한다. 상기 레이저 주입 변조기는 상기 마스터 시드 레이저 소스 입력 및 상기 입력 데이터 스트림을 수신하고, 레이저 변조된 데이터 스트림을 출력하도록 구성된다.

다른 양태에서, 광 네트워크 통신 시스템은 입력 신호 소스, 상기 입력 신호 소스를 수신하고 복수의 위상 동기화된 코히어런트 톤 쌍을 출력하도록 구성된 광 주파수 빗 생성기를 포함한다. 상기 복수의 위상 동기화된 코히어런트 톤 쌍 각각은 제1 비변조된 신호 및 제2 비변조된 신호를 포함한다. 상기 시스템은 시드 소스로서 상기 복수의 위상 동기화된 코히어런트 톤 쌍 중 선택된 위상 동기화된 코히어런트 톤 쌍의 제1 비변조된 신호를 수신하고 제1 변조된 데이터 스트림을 출력하도록 구성된 제1 송신기, 및 상기 제1 송신기로부터 상기 제1 변조된 데이터 스트림을 수신하고 로컬 발진기 소스로서 상기 복수의 위상 동기화된 코히어런트 톤 쌍 중 선택된 위상 동기화된 코히어런트 톤 쌍의 제2 비변조된 신호를 수신하도록 구성된 제1 수신기를 추가로 포함한다.

또 다른 양태에서, 광 네트워크 통신 시스템은 제1 비변조된 신호 및 제2 비변조된 신호를 갖는 적어도 하나의 위상 동기화된 코히어런트 톤 쌍을 출력하도록 구성된 광 주파수 빗 생성기, 및 시드 소스로서 상기 제1 비변조된 신호를 수신하고 다운스트림 변조된 데이터 스트림을 출력하도록 구성된 다운스트림 송신기를 포함하는 광 허브를 포함한다. 상기 시스템은 상기 다운스트림 송신기로부터 상기 다운스트림 변조된 데이터 스트림을 수신하고 로컬 발진기 소스로서 상기 제2 비변조된 신호를 수신하도록 구성된 다운스트림 수신기를 포함하는 최종 사용자 및 섬유 노드를 추가로 포함한다.

더 추가의 양태에서, 광 네트워크 처리의 방법은 제1 및 제2 비변조된 위상 동기화된 코히어런트 톤의 적어도 하나의 쌍을 생성하는 단계, 상기 제1 비변조된 위상 동기화된 코히어런트 톤을 시드 신호로서 제1 송신기에 송신하는 단계, 상기 제1 송신기에서, 제1 변조된 데이터 스트림 신호를 생성하기 위해 상기 제1 비변조된 위상 동기화된 코히어런트 톤에 다운스트림 데이터를 부가하는 단계, 허브 광 멀티플렉서 내에서 상기 제1 변조된 데이터 스트림 신호 및 상기 제2 비변조된 위상 동기화된 코히어런트 톤을 함께 광학적으로 다중화하는 단계, 및 다운스트림 헤테로다인 검출을 위해, 광섬유를 통해, 상기 다중화된 제1 변조된 데이터 스트림 신호 및 상기 제2 비변조된 위상 동기화된 코히어런트 톤을 제1 수신기에 전달하는 단계를 포함한다.

본 개시내용의 이들 및 다른 피처들, 양태들, 및 이점들은, 도면 전체에 걸쳐 유사 문자가 유사 부분을 나타내는 첨부 도면을 참조하여 다음 상세한 설명을 읽을 때 더 잘 이해될 것이다.
도 1은 본 개시내용의 예시적인 실시예에 따른 예시적인 섬유 통신 시스템의 개략도이다.
도 2는 도 1에 도시된 섬유 통신 시스템과 함께 이용될 수 있는 예시적인 송신기를 도시하는 개략도이다.
도 3은 도 1에 도시된 섬유 통신 시스템과 함께 이용될 수 있는 대안적인 송신기를 도시하는 개략도이다.
도 4는 도 1에 도시된 섬유 통신 시스템과 함께 이용될 수 있는 대안적인 송신기를 도시하는 개략도이다.
도 5는 도 1에 도시된 섬유 통신 시스템과 함께 이용될 수 있는 대안적인 송신기를 도시하는 개략도이다.
도 6은 도 1에 도시된 섬유 통신 시스템과 함께 이용될 수 있는 예시적인 업스트림 연결을 도시하는 개략도이다.
도 7은 도 1에 도시된 섬유 통신 시스템으로 구현된 예시적인 처리 아키텍처를 도시하는 개략도이다.
도 8은 예시적인 다운스트림 광 네트워크 프로세스의 흐름도 다이어그램이다.
도 9는 도 8에 도시된 다운스트림 프로세스로 구현될 수 있는 예시적인 업스트림 광 네트워크 프로세스의 흐름도 다이어그램이다.
달리 지시되지 않는 한, 본 명세서에서 제공된 도면은 본 개시내용의 실시예들의 피처를 도시하도록 의도된 것이다. 이들 피처는 본 개시내용의 하나 이상의 실시예를 포함하는 매우 다양한 시스템에 적용가능한 것으로 여겨진다. 그에 따라, 도면은 본 명세서에 개시된 실시예들의 실시를 위해 요구되는 본 기술분야의 통상의 기술자들에게 알려진 모든 종래의 피처를 포함하도록 의도된 것은 아니다.

다음의 명세서 및 청구항들에서는, 다수의 용어가 언급될 것이며, 이들은 다음의 의미를 갖는 것으로 정의되어야 한다.

단수형 "a", "an" 및 "the"는 문맥이 명확하게 달리 지시하지 않는 한 복수의 언급대상을 포함한다.

"선택적" 또는 "선택적으로"는 후속하여 기술된 이벤트 또는 상황이 발생할 수도 있고 발생하지 않을 수도 있음을 의미하며, 그 기술은 이벤트가 발생하는 경우와 발생하지 않는 경우를 포함한다.

명세서 및 청구항들 전체에 걸쳐 본 명세서에서 사용된 바와 같이 근사화 표현은 그것에 관련되는 기본 기능에서의 변화를 초래하지 않으면서 변동이 허용될 수 있는 임의의 정량적 표현을 수식하기 위해 적용될 수 있다. 따라서, "약", "대략", 및 "실질적으로"와 같은 용어 또는 용어들에 의해 수식되는 값은 특정된 정확한 값으로 제한되지 않아야 한다. 적어도 일부 경우에서, 근사화 표현은 값을 측정하는 계기의 정밀도에 대응할 수 있다. 여기 및 명세서 및 청구항들 전체에 걸쳐, 범위 제한들은 조합 및/또는 교환될 수 있고; 이러한 범위들은 식별되고 문맥 또는 표현이 달리 지시하지 않는 한 그 안에 포함된 부분-범위들을 모두 포함한다.

도 1은 본 개시내용의 예시적인 실시예에 따른 예시적인 섬유 통신 시스템(100)의 개략도이다. 시스템(100)은 광 허브(102), 섬유 노드(104), 및 최종 사용자(106)를 포함한다. 광 허브(102)는, 예를 들어, 중앙 오피스, 통신 허브, 또는 광 라인 단말(OLT)이다. 도시된 실시예에서, 수동 광 네트워크(PON)와 함께 사용하기 위한 섬유 노드(104)가 도시되어 있다. 최종 사용자(106)는, 예를 들어, 고객 디바이스, 고객 건물(예를 들어, 아파트 빌딩), 비즈니스 사용자, 또는 광 네트워크 유닛(ONU)을 나타낼 수 있는 다운스트림 종단 유닛이다. 예시적인 실시예에서, 시스템(100)은 코히어런트 밀집 파장 분할 다중화(Dense Wavelength Division Multiplexing, DWDM) PON 아키텍처를 이용한다.

광 허브(102)는 다운스트림 섬유(108)를 통해 섬유 노드(104)와 통신한다. 선택적으로, 시스템(100)을 따라 업스트림 통신을 원하는 경우, 광 허브(102)는 업스트림 섬유(110)를 통해 섬유 노드(104)와 추가로 연결된다. 동작시, 다운스트림 섬유(108) 및 업스트림 섬유(110)는 전형적으로 30 km 또는 그보다 짧다. 그러나, 본 명세서 제시된 실시예들에 따르면, 100 km와 1000 km 사이와 같은, 더 큰 길이가 고려된다. 예시적인 실시예에서, 섬유 노드(104)는 광섬유(112)를 통해 최종 사용자(106)와 연결된다. 대안적으로, 섬유 노드(104) 및 최종 사용자(106)는 고객 건물에 위치할 수 있는 가상화된 케이블 모뎀 종단 시스템(virtualized cable modem termination system, vCMTS)과 같은 단일 디바이스로서 통합될 수 있다. 섬유 노드(104) 및 최종 사용자(106)가 개별 디바이스들인 경우, 광섬유(112)는 전형적으로 대략 5000 피트 이하의 거리에 걸쳐 있다.

광 허브(102)는 외부 레이저(118)로부터 고품질 소스 신호(116)를 수신하고 그에 의해 다수의 코히어런트 톤(120(1), 120(1'), ... 120(N), 120(N'))을 생성하도록 구성된 광 주파수 빗 생성기(114)를 포함한다. 광 주파수 빗 생성기(114)는, 예를 들어, 모드-로킹된 레이저, 이득-스위칭된 레이저, 또는 전기-광학 변조를 이용하고, 알려진 제어가능한 간격의 동시 저-선폭 파장 채널들로서 다수의 코히어런트 톤(120)이 생성되도록 구성된다. 시스템(100)으로의 업스트림 입력 신호의 이 유리한 양태는, 아래에 더 설명되는 바와 같이, 시스템(100)의 전체 다운스트림 부분 전체에 걸쳐 단순화된 아키텍처를 허용한다.

생성된 코히어런트 톤들(120)은 증폭기(122)에 공급되고, 그로부터 증폭된 신호는 제1 허브 광 디멀티플렉서(124)에 입력된다. 예시적인 실시예에서, 증폭기(122)는 에르븀 도핑된 섬유 증폭기(EDFA)이다. 광 허브(102)는 다운스트림 송신기(126) 및 허브 광 멀티플렉서(128)를 추가로 포함한다. 일 실시예에서, 광 허브(102)는 허브 광 분할기(130), 업스트림 수신기(132) 및 제2 허브 광 디멀티플렉서(134)를 선택적으로 포함한다.

다운스트림 송신기(126)는 다운스트림 광 서큘레이터(136) 및 다운스트림 변조기(138)를 포함한다. 예시적인 실시예에서, 다운스트림 변조기(138)는 주입 로킹된 레이저 변조기이다. 업스트림 수신기(132)는 업스트림 통합 코히어런트 수신기(ICR)(140), 업스트림 아날로그-디지털 변환기(ADC)(142), 및 업스트림 디지털 신호 프로세서(DSP)(144)를 포함한다. 예시적인 실시예에서, 섬유 노드(104)는 노드 광 디멀티플렉서(146)를 포함한다. 대안적인 실시예에서, 업스트림 송신을 원하는 경우, 섬유 노드(104)는 노드 광 멀티플렉서(148)를 추가로 포함한다. 예시적인 실시예에서, 노드 광 디멀티플렉서(146) 및 노드 광 멀티플렉서(148)는 수동 디바이스들이다.

최종 사용자(106)는 다운스트림 수신기(150)를 추가로 포함한다. 예시적인 실시예에서, 다운스트림 수신기(150)는 업스트림 수신기(132)와 유사한 아키텍처를 가지며, 다운스트림 ICR(152), 다운스트림 ADC(154), 및 다운스트림 DSP(156)를 포함한다. 업스트림 송신을 위해, 최종 사용자(106)는 다운스트림 수신기(150) 내에 또는 개별적으로 위치할 수 있는 최종 사용자 광 분할기(158), 및 업스트림 송신기(160)를 선택적으로 포함한다. 예시적인 실시예에서, 업스트림 송신기(160)는 다운스트림 송신기(126)와 유사한 아키텍처를 가지며, 업스트림 광 서큘레이터(162), 및 업스트림 변조기(164)를 포함한다.

동작시, 시스템(100)은 광 주파수 빗 생성기(114)를 이용하고, 증폭기(122)는 입력 고품질 소스 신호(116)를 다수의 코히어런트 톤(120)(예를 들어, 32개의 톤, 64개의 톤 등)로 변환하고, 이들은 그 후 제1 허브 광 디멀티플렉서(124)에 입력된다. 예시적인 실시예에서, 고품질 소스 신호(116)는 신호(116)의 선택된 종방향 모드가 빗 생성기(114)에 의한 처리 전에 억제되는 인접한 종방향 모드들 없이 광 주파수 빗 생성기(114)로 송신되도록 충분한 진폭 및 협대역폭을 갖는다. 제1 허브 광 디멀티플렉서(124)는 그 후 복수의 위상 동기화된 코히어런트 톤 쌍(166(1), 166(2), ... 166(N))을 출력한다. 즉, 생성된 코히어런트 주파수 톤들(120)은 광 전력을 강화하기 위해 증폭기(122)에 의해 증폭된 다음, 다수의 분리된 개별 위상 동기화된 코히어런트 톤 소스 쌍(166)으로 역다중화된다. 논의의 단순성을 위해, 다음 설명은 Ch1에 대한 제1 비변조된 신호(168) 및 Ch1'에 대한 제2 비변조된 신호(170)를 포함하는 제1 채널 출력에 대한 동기화된 쌍 신호에 대응하는 코히어런트 톤 쌍(166(1)), 및 시스템(100)을 통한 그것들의 라우팅에만 관련된다.

고품질, 협대역이고, 실질적으로 단일 종방향 모드 내에 있는 소스 신호(116)와 함께, 제1 비변조된 신호(168)(Ch1) 및 제2 비변조된 신호(170)(Ch1')를 포함하는 코히어런트 톤 쌍(166(1))이 고품질의 협대역 신호로서 출력되고, 이는 그 후 시스템(100)의 다운스트림 및 업스트림 송신 및 수신 방향 양쪽 모두에 대한 시드 및 로컬 발진기(LO) 신호들의 소스 양쪽 모두로서의 역할을 한다. 즉, 예시적인 구성에 의해, 광 주파수 빗 생성기(114)의 아키텍처는 유리하게도 고품질 연속파(CW) 신호를 생성한다. 구체적으로, 제1 비변조된 신호(168)(Ch1)는 시스템(100) 전체에 걸쳐 다운스트림 시드 및 업스트림 LO로서 기능할 수 있는 한편, 제2 비변조된 신호(170)(Ch1')는 동시에 시스템(100)에 대한 업스트림 시드 및 다운스트림 LO로서 기능할 수 있다.

예시적인 실시예에 따르면, 광 허브(102) 내에서, 제1 비변조된 신호(168)(Ch1)는 허브 광 분할기(130)에 의해 분할되고, "순수" 신호로서 다운스트림 송신기(126)와 업스트림 수신기(132) 양쪽 모두에 개별적으로 입력되고, 즉, 실질적으로 낮은 진폭의 협대역폭 연속파는 부가된 데이터를 포함하지 않는다. 따라서 제1 비변조된 신호(168)(Ch1)는 다운스트림 송신기(126)에 대한 시드 신호 및 업스트림 수신기(132)에 대한 LO 신호가 된다. 예시적인 실시예에서, 다운스트림 송신기(126) 내에서, 제1 비변조된 신호(168)(Ch1)는 다운스트림 광 서큘레이터(136)를 통해 다운스트림 변조기(138)로 전달되고, 여기서 하나 이상의 레이저 다이오드(도 1에는 도시되어 있지 않고, 도 2 내지 도 5에 관련하여 아래 설명됨)가 여기되어, 그 신호에 데이터를 부가하고(이 또한 도 1에는 도시되어 있지 않고, 도 2 내지 도 5에 관련하여 아래 설명됨), 이는 그 후 다운스트림 변조된 데이터 스트림(172(Ch1))으로서 다운스트림 광 서큘레이터(136)를 나간다.

예시적인 실시예에서, 다운스트림 광 서큘레이터(136)는 다운스트림 송신기(126) 내에 있다. 대안적으로, 다운스트림 광 서큘레이터(136)는 다운스트림 송신기(126)와 별도로, 또는 그렇지 않으면 다운스트림 변조기(138)의 범위 내에 물리적으로 위치할 수 있다. 그 후 다운스트림 변조된 데이터 스트림(172)(Ch1)은 다른 채널들(도시되지 않음)로부터의 복수의 변조된/비변조된 데이터 스트림 쌍과 허브 광 멀티플렉서(128)에서 결합되어 다운스트림 섬유(108)를 통해 섬유 노드(104) 내의 노드 광 디멀티플렉서(174)에 송신되고, 이는 그 후 상이한 각각의 최종 사용자들(106)에 송신하기 위해 상이한 채널 스트림 쌍들을 분리한다. 최종 사용자(106)에서, 다운스트림 수신기(150)에 진입하는 데이터 스트림 쌍(170, 172)은 위상 동기화되어 있기 때문에, 다운스트림 DSP(156)에서의 디지털 신호 처리는 도 7에 관련하여 아래 설명되는 바와 같이, 크게 단순화된다.

업스트림 수신이 광 허브(102)에서 선택적으로 추구되는 경우, 제2 비변조된 신호(170)(Ch1')는 최종 사용자(106) 내에서 최종 사용자 광 분할기(158)에 의해 분할되고 Ch1'에 대한 "순수" 비변조된 신호로서 다운스트림 수신기(150) 및 업스트림 송신기(160) 양쪽 모두에 개별적으로 입력된다. 따라서, 이 대안적인 실시예에서, 제2 비변조된 신호(170)(Ch1')는 Ch1의 코히어런트 검출을 위한 다운스트림 수신기(150)에 대한 "의사 LO 신호" 및 업스트림 송신기(160)에 대한 시드 신호로서 기능한다. 이 논의의 목적을 위해, 제2 비변조된 신호(170)(Ch1')는 "의사 LO 신호"라고 지칭되는데 그 이유는 그것이 원격 소스로부터의 LO 신호(제1 허브 광 디멀티플렉서(124)로부터의 출력)를 사용하고, 최종 사용자(106)에서 로컬적으로 LO 신호를 생성할 필요는 없기 때문이다. 이 특정 구성은 또한 필요한 전자 컴포넌트의 감소에 의해 시스템(100)의 아키텍처의 비용 및 복잡도를 상당히 감소시킨다.

업스트림 송신을 위해, 예시적인 실시예에서, 다운스트림 송신기(126)에 대해 이용되는 것과 유사한 코히어런트 검출 방식이 업스트림 송신기(160)에 대해 구현된다. 즉, 제2 비변조된 신호(170)(Ch1')가 업스트림 광 서큘레이터(162)에 입력되고 업스트림 변조기(164)에 의해 변조되어 하나 이상의 슬레이브 레이저(도시되어 있지 않고, 도 6에 관련하여 아래 설명됨)를 이용하여 대칭 또는 비대칭 데이터(또한 도시되어 있지 않고, 도 6에 관련하여 아래 설명됨)를 부가한 다음, 업스트림 변조된 데이터 스트림(176)(Ch1')으로서 출력되고, 이는 그 후 섬유 노드(104) 내의 노드 멀티플렉서(178)에 의해 다른 채널들(도시되지 않음)로부터의 유사한 변조된 데이터 스트림들과 결합된다. 제2 비변조된 신호(170)(Ch1')는 그 후 다운스트림 수신기(150)에 관련하여 위에 설명된 프로세스와 유사한 단순화된 디지털 신호 처리를 위해, 업스트림 섬유(110)를 통해 업스트림으로 송신되고, 제2 허브 광 디멀티플렉서(134)에 의해 다른 채널 신호들로부터 분리되어, 업스트림 수신기(132)에 입력된다.

이 예시적인 구성에 의해, 상이한 최종 사용자들(106)로부터의 다수의 업스트림 채널이 섬유 노드(104)(또는 원격 노드)에서 다중화되어 다시 광 허브(102)에 전송될 수 있다. 따라서, 광 허브(102) 내에서, 다운스트림 수신기(150)와 함께 사용되는 것과 동일한 코히어런트 검출 방식이 업스트림 수신기(132)에서 사용될 수 있는데, 다만 업스트림 수신기(132)는 LO로서 제1 비변조된 신호(168)(Ch1) 및 데이터를 운반하기 위한 업스트림 변조된 데이터 스트림(176)(Ch1')을 이용하는 반면, 다운스트림 수신기(150)는 데이터 스트림 쌍(Ch1, Ch1')을 반대로 이용한다. 즉, 다운스트림 수신기(150)는 LO로서 제2 비변조된 신호(170)(Ch1') 및 데이터를 운반하기 위한 다운스트림 변조된 데이터 스트림(172)(Ch1)을 이용한다.

본 명세서에 설명된 실시예들의 구현은 하이브리드 섬유-동축(hybrid fiber-coaxial, HFC) 아키텍처를 다른 타입의 섬유 아키텍처뿐만 아니라 더 깊은 섬유 아키텍처를 향해 마이그레이션하는 데 유용하다. 전형적인 HFC 아키텍처는 섬유 노드에서 허브(예를 들어, 섬유들(108, 110))까지 이용가능한 매우 적은 섬유 가닥을 갖는 경향이 있지만, 레거시 HFC 노드들로부터 최종 사용자들(예를 들어, 광섬유(112))까지 전형적인 더 짧은 거리를 커버하기 위해 많은 섬유 가닥이 배치될 수 있다. 본 명세서에 설명된 예시적인 실시예들에서는, 광 허브(102)와 레거시 HFC 섬유 노드일 수 있는 섬유 노드(104) 사이에 2개의 섬유(즉, 섬유(108, 110))가 도시되어 있다. 즉, 하나의 섬유(즉, 다운스트림 섬유(108))는 다운스트림 신호 및 업스트림 시드/다운스트림 LO에 이용되고, 다른 섬유(즉, 업스트림 섬유(110))는 업스트림 신호에 이용된다. 추가로, 섬유 노드(104)(예를 들어, 레거시 HFC 섬유 노드)로부터 최종 사용자(106)까지 각각의 최종 사용자에 대해 3개의 섬유(즉, 광섬유(112A-C))가 도시되어 있다. 본 명세서에서의 유리한 구성의 이용에 의해, 더 깊은 섬유 또는 모든-섬유 마이그레이션 방식들이 광섬유 분배 노드로서 HFC 섬유 노드를 이용할 수 있으며, 그에 따라 HFC 노드로부터 광 허브까지의 섬유 절감에 대한 필요를 크게 최소화한다.

따라서, 본 명세서에 설명된 아키텍처는, 종래의 보상 하드웨어에 대한 필요를 피함으로써, 종래의 디바이스보다 상당히 덜 비싸고 더 콤팩트한 물리 디바이스로서 구조화될 수 있다. 이 새롭고 유리한 시스템 및 서브시스템 배열은 단순성, 신뢰성 및 저비용으로 다중 파장 방출을 허용한다. 고품질 입력 소스 신호(116)와 함께, 광 주파수 빗 생성기(114)의 구현은 또한 종래의 개별 레이저들에 의해 실현되지 않는 다수의 소스의 동시 제어를 허용한다. 본 명세서의 실시예들에 따르면, 예를 들어, 채널 간격은 이용가능한 신호 대역폭 점유에 기초하여 25GHz, 12.5GHz, 또는 6.25GHz일 수 있다.

본 명세서에 설명된 실시예들은 일정한 파장 간격을 유지하는 빗 생성기(즉, 광 주파수 빗 생성기(114))를 이용하고, 그에 따라 단일 섬유를 통한 동시 송신의 경우 일반적일 수 있는 광 비트 간섭(optical beat interference, OBI)을 피함으로써 더 추가의 이점을 실현한다. 도 1에 도시된 예시적인 실시예에서, 섬유 노드(104)는 수동 시스템으로서 도시되어 있으며, 따라서 다른 마이그레이션 접근법보다 더 높은 신뢰성을 유지할 것으로 기대된다. 그럼에도 불구하고, 본 기술분야의 통상의 기술자는, 본 출원을 읽고 이해한 후에, 본 명세서에 개시된 실시예들이 또한 어떻게 원격 PHY 솔루션에, 또는 섬유 노드에 포함된 원격 케이블 모뎀 종단 시스템(CMTS)에 적응될 수 있는지를 이해할 것이다.

본 명세서에 도시되고 설명된 바와 같이, 시스템(100)은 액세스 환경의 고유한 요건을 충족시키지만 종래의 하드웨어 시스템에서는 보이지 않는 비용-효율적인 구조를 갖는 새로운 솔루션을 통합하는 코히어런트 DWDM-PON의 아키텍처를 이용할 수 있다. 광 주파수 빗 생성기(114)는 제어된 간격을 갖는 복수의 동시 협 폭 파장 채널을 생성하고, 그에 따라 전체 파장 빗의 단순화된 튜닝을 허용한다. 따라서, 광 허브(102) 내의 이 중앙 빗 광원은 시스템(100)의 전체에 걸쳐 광 소스들을 재사용하기 위해 헤테로다인 검출 구성에서 다운스트림 및 업스트림 방향 양쪽 모두에 대한 마스터 시딩 소스들 및 LO 신호들을 제공한다. 이 유리한 구성은, 예를 들어, 장거리(long-haul) 시스템에서의 인트라다인(intradyne) 검출 방식에 비해 상당한 비용 절약 및 하드웨어 복잡도의 감소를 실현한다.

도 2는 도 1에 도시된 섬유 통신 시스템(100)과 함께 이용될 수 있는 예시적인 다운스트림 송신기(200)를 도시하는 개략도이다. 다운스트림 송신기(200)는 외부 데이터 소스(208)로부터 데이터(206)를 수신하는, 레이저 다이오드(204)를 포함하는, 레이저 주입 변조기(202)와 양방향 통신하는 다운스트림 광 서큘레이터(136)(위에 도 1 참조)를 포함한다. 대안적인 실시예에서, 다운스트림 송신기(200)는 도시된 구조적 구성에서 다운스트림 광 서큘레이터(136)를 대체하고 그에 대한 필요를 제거할, 2개의 개별 섬유 수신기(도시되지 않음)를 포함할 수 있다.

동작시, 다운스트림 송신기(200)는 다운스트림 송신기(126)(도 1, 위에 설명됨)와 동일한 일반적 기능들을 수행한다. 레이저 주입 변조기(202)는 "슬레이브 레이저"로서 레이저 다이오드(204)를 이용한다. 즉, 레이저 다이오드(204)는 주파수 로킹을 허용하도록 레이저 다이오드(204)의 공진기 모드의 주파수를 마스터 레이저(즉, 레이저(118))의 주파수에 충분히 근접하게 유지하기 위해 시드, 레이저, 또는 단일 주파수 또는 종방향 모드 마스터로서 기능하는 외부 레이저(118)에 의해 주입 로킹된다. 다운스트림 송신기(200)의 원리는 또한 "레이저 클로닝(laser cloning)"이라고도 지칭되는데, 이 경우 단일 고품질 마스터 레이저(즉, 레이저(118))가 협대역폭의 저잡음 신호(즉, 소스 신호(116))를 송신하고, 상대적으로 값싼 슬레이브 레이저(예를 들어, 레이저 다이오드(204))가 다운스트림 변조된 데이터 스트림(172)(Ch1)과 같은 데이터 변조된 신호를 송신하기 위해 시스템(100) 전체에 걸쳐 사용될 수 있다. 예시적인 실시예에서, 레이저 다이오드(204)는 통상적으로 사용되는 것보다 상당히 더 비싼 분산형 피드백 레이저 다이오드(distributed feedback laser diodes, DFB LD)와 비교하여, 패브리 페로 레이저 다이오드(Fabry Perot laser diode, FP LD), 또는 수직 공동 표면 방출 레이저(vertical-cavity surface-emitting laser, VCSEL)이다. 대안적인 실시예에서, 레이저 다이오드(204)는 시스템(100) 전체에 걸쳐 일관되게 이용되는 고품질 소스 신호(116)의 이용으로 인해 본 명세서의 실시예들에 따른 충분한 슬레이브 레이저 소스로서 수행할 수 있는 LED이다.

보다 구체적으로, 허브 광 분할기(130)를 나가는 제1 비변조된 신호(168)(Ch1)는 다운스트림 광 서큘레이터(136)에 입력되고, 이 다운스트림 광 서큘레이터는 그 후 레이저 다이오드(204)를 여기시키는데, 즉, 레이저 다이오드(204)는 특정 변조 레이트로 광을 방출한다. 레이저 주입 변조기(202)는 여기된 Ch1 신호에 데이터(206)를 부가하고, 데이터가 부가된 결과적인 변조된 Ch1 신호는 다운스트림 변조된 데이터 스트림(172)(Ch1)으로서 다운스트림 광 서큘레이터(136)로부터 출력된다. 이 예시적인 실시예에 따르면, 제1 비변조된 신호(168)(Ch1)는 비변조된 저진폭의 협대역폭의 저잡음 "순수" 소스로서 다운스트림 송신기(126)에 입력되고, 고진폭의 광대역폭 디바이스인 레이저 다이오드(204)에 의해 변조되고, 결과적인 다운스트림 변조된 데이터 스트림(172)(Ch1)은 추가의 종래의 보상 수단(하드웨어 및 프로그래밍)에 대한 필요 없이 시스템(100) 전체에 걸쳐 송신될 수 있는 고진폭의 협대역폭의 저잡음 "순수" 신호이다. 예를 들어, 레이저 다이오드(204)로부터의 인접한 종방향 모드들의 억제는 필요하지 않은데 그 이유는 여기 소스 신호(즉, 신호(168))는 외부 레이저(118)의 협대역폭 내에서만 실질적으로 증폭되는 다운스트림 변조된 데이터 스트림(172)(Ch1)을 출력하는 그러한 고품질 및 협대역폭을 갖기 때문이다. 도 2에 도시된 예시적인 실시예에서, 레이저 주입 변조기(202)는 직접 변조를 구현한다.

따라서, 본 명세서에 설명된 바와 같은 광 주입 로킹은 스펙트럼 대역폭 및 잡음 속성의 관점에서 상대적으로 덜 비싼 다중 종방향 슬레이브 레이저 소스(즉, 레이저 다이오드(204))의 성능을 개선한다. 헤테로다인 코히어런트 검출에 관련하여, 착신되는 신호(업스트림 또는 다운스트림)는 LO 또는 의사 LO와 결합되어 전자 처리를 위한 중간 주파수(IF)로 전환될 수 있다. 이 예시적인 구성에 따르면, LO/의사 LO 광 전력의 일부가 또한 광 허브(102) 및 최종 사용자(106) 양쪽 모두에서 반대 송신 방향에 대한 마스터/시드 레이저로서 이용될 수 있고(도 6에 관련하여 아래 설명됨), 따라서 광 허브로부터의 마스터 시드 및 LO 전달을 갖는 완전히 코히어런트 시스템이 종래의 시스템과 비교하여 상대적으로 비용-효율적인 방식으로 달성될 수 있다.

도 3은 도 1에 도시된 섬유 통신 시스템(100)과 함께 이용될 수 있는 대안적인 다운스트림 송신기(300)를 도시하는 개략도이다. 다운스트림 송신기(300)는 직접 변조의 구현을 포함하여 다운스트림 송신기(200)(도 2)와 유사한데, 다만 다운스트림 송신기(300)는 Ch1 신호를 다운스트림 변조된 데이터 스트림(172)(Ch1)으로 변조하기 위해 편광 분할 다중화를 대안적으로 이용한다.

다운스트림 송신기(300)는 단일 디바이스일 수 있는, 편광 빔 분할기(PBS)/편광 빔 결합기(PBC)(304)를 포함하는 레이저 주입 변조기(302)와 양방향 통신하는 다운스트림 광 서큘레이터(136)(위에 도 1 참조)를 포함한다. 레이저 주입 변조기(302)는 외부 데이터 소스(도 3에 도시되지 않음)로부터 제1 데이터(308)를 수신하도록 구성된 제1 레이저 다이오드(306), 및 동일한 또는 상이한 외부 데이터 소스로부터 제2 데이터(312)를 수신하도록 구성된 제2 레이저 다이오드(310)를 추가로 포함한다.

동작시, 다운스트림 송신기(300)는 직접 변조, 및 마스터/슬레이브 레이저 주입 로킹의 구현에 관련하여 다운스트림 송신기(200)와 유사하다. 그러나, 다운스트림 송신기(300)는 제1 비변조된 신호(168)(Ch1)를, 제1 레이저 다이오드(306)와 제2 레이저 다이오드(310)를 각각 개별적으로 여기시키는, 그의 x-편광 성분 P1 및 y-편광 성분 P2로 분할하는, PBS/PBC(304)의 분할기 부분으로부터 이중-편광을 대안적으로 구현한다. 다운스트림 송신기(200)(도 2)와 유사하게, 다운스트림 송신기(300)에서는, 허브 광 분할기(130)를 나가는 제1 비변조된 신호(168)(Ch1)가 다운스트림 광 서큘레이터(136)에 입력되고, 그 후 그의 개별 편광 성분들이 특정된 변조 레이트로 레이저 다이오드들(306, 310)을 각각 여기시킨다. 레이저 주입 변조기(302)는 PBS/PBC(304)의 결합기 부분에 의해 결합되는, Ch1 신호의 각각의 여기된 편광 성분들에 제1 데이터 및 제2 데이터(308, 312)를 부가한다. 데이터가 부가된 결과적인 변조된 Ch1 신호는 다운스트림 변조된 데이터 스트림(172)(Ch1)으로서 다운스트림 광 서큘레이터(136)로부터 출력된다.

예시적인 실시예에서, 제1 및 제2 레이저 다이오드들(306, 310)에 의해 수신된 편광된 광 성분들은 직각이다(90도 및/또는 비상호작용). 즉, 제1 레이저 다이오드(306) 및 제2 레이저 다이오드(310)는 외부 레이저(118)(마스터)와 동일한 파장 상에 로킹하지만, 수직 편광 방향들을 갖는 슬레이브 레이저들로서 최적화된다. 이러한 구성에 의해, 큰 데이터 패킷들(예를 들어, 제1 데이터(308) 및 제2 데이터(312))이 분할되고 다운스트림 변조된 데이터 스트림(172)(Ch1)으로서 재결합되기 전에 개별 경로들을 따라 동시에 전송될 수 있다. 대안적으로, 제1 데이터(308) 및 제2 데이터(312)는 2개(또는 그 이상)의 관련되지 않은 개별 소스들로부터 나올 수 있다. 직각 분할은 편광 신호 성분들 간의 데이터 간섭을 방지한다. 그러나, 본 기술분야의 통상의 기술자는 도 3의 실시예에 따라, 제1 비변조된 신호(168)(Ch1)가 진폭 및 위상의 유사한 원리뿐만 아니라, 파장 분할를 이용하여 60도에서 편광될 수도 있다는 것을 인정할 것이다. 제1 비변조된 신호(168)(Ch1)는 대안적으로 나선형 또는 소용돌이(vortex) 편광 또는 궤도 각 운동량에 따라 다중화될 수 있다. 추가로, 도시된 실시예는 편광 다중화를 특징으로 하는 반면, 공간 분할 다중화 및 모드 분할 다중화가 또한 대안적으로 구현될 수 있다.

이 예시적인 실시예에 따르면, Ch1에 대한 마스터 연속파 신호, 즉 제1 비변조된 신호(168)가 광 주파수 빗 생성기(114)로부터 수신되고 분할되어, 제1 부분에서는, 업스트림 수신기(132)에 대한 LO로서 사용되고, 제2 부분에서는, 2개의 슬레이브 레이저(즉, 제1 레이저 다이오드(306) 및 제2 레이저 다이오드(310))를, 이 2개의 슬레이브 레이저 모두가 마스터 레이저(즉, 외부 레이저(118))의 파장에 따라 발진하도록 각각의 x-편광 및 y-편광 광 부분들에 의해 동기화시키는 데 사용된다. 데이터(즉, 제1 데이터(308) 및 제2 데이터(312))는 각각 2개의 슬레이브 레이저 상에 직접 변조된다. 따라서 이 주입 로킹 기법은 마스터 레이저로부터 슬레이브 레이저까지 주파수 변조(FM) 잡음 스펙트럼 제어를 추가로 허용하고, 추가로 FM 잡음/위상 지터 억제 및 방출 선폭 감소에서 상당한 개선을 실현할 수 있다.

본 명세서에 설명된 바와 같이, 직접 변조에 의한 이중-편광 광 송신기(즉, 다운스트림 송신기(300))와의 광 주입의 이용은 상당히 더 비싼 종래의 레이저의 기능을 수행하는 상대적으로 더 낮은 비용의 레이저를 유리하게 구현할 수 있다. 코히어런트 검출과 함께 반도체 레이저의 직접 변조에 의한 이중-편광 광 송신기의 이러한 구성에 따르면, 본 실시예들은 더 낮은 비용 및 아키텍처 소형화의 관점에서 단거리 도달(short-reach) 애플리케이션에 특히 유용하다. 장거리 도달(long reach) 애플리케이션에서도 유사한 이점이 실현될 수 있다.

도 4는 도 1에 도시된 섬유 통신 시스템(100)과 함께 이용될 수 있는 대안적인 다운스트림 송신기(400)를 도시하는 개략도이다. 다운스트림 송신기(400)는 다운스트림 송신기(200)(도 2)와 유사한데, 다만 다운스트림 송신기(400)는 Ch1 신호를 다운스트림 변조된 데이터 스트림(172)(Ch1)으로 변조하기 위해, 직접 변조와 대조적으로, 외부 변조를 대안적으로 구현한다. 다운스트림 송신기(400)는 다운스트림 광 서큘레이터(136)(위에 도 1 참조) 및 레이저 주입 변조기(402)를 포함한다. 다운스트림 광 서큘레이터(136)는 레이저 주입 변조기(402) 내에 또는 별도로 포함될 수 있는 개별 외부 광 서큘레이터(404)와 일방향 직접 통신한다. 레이저 주입 변조기(402)는 저진폭의 협대역폭의 제1 비변조된 신호(168)(Ch1)를 수신하고 여기된 고진폭의 협대역폭의 광 신호(408)를 다시 외부 광 서큘레이터(404)로 방출하는 레이저 다이오드(406)를 추가로 포함한다. 레이저 주입 변조기(402)는 외부 데이터 소스(414)로부터 데이터(412)를 수신하고, 다시 다운스트림 광 서큘레이터(136)에 의해 단방향으로 수신되어 다운스트림 변조된 데이터 스트림(172)(Ch1)으로서 출력될 광 신호(408)에 데이터(412)를 부가하는 외부 변조 요소(410)를 더 추가로 포함한다.

이 예시적인 실시예에서, 다운스트림 송신기(400)는 다운스트림 송신기(126)(도 1, 위에 설명됨)와 동일한 일반적 기능들을 수행하지만, 레이저 다이오드(406)를 마스터 레이저 소스(예를 들어, 외부 레이저(118))의 파장에 로킹하는 주입 로킹 메커니즘으로서 외부 변조를 이용한다. 외부 변조를 구현하기 위해, 이 실시예는 대부분 단방향인 광 서큘레이터들(즉, 다운스트림 광 서큘레이터(136), 외부 광 서큘레이터(404))을 통한 광 신호 흐름을 조절한다. 외부 변조 요소(410)는 다운스트림 수신기(150)에 의한 입력 전에 다운스트림 변조된 데이터 스트림(172)(Ch1)의 신호 경로를 따라 별도로, 또는 내장된 컴포넌트로서 역다중화 필터(도시되지 않음)를 선택적으로 포함할 수 있다. 예시적인 실시예에서, 외부 변조 요소(410)는 모니터 포토다이오드이고, 주입 로킹은 후방 레이저 면(rear laser facet)을 통해 수행된다.

도 5는 도 1에 도시된 섬유 통신 시스템(100)과 함께 이용될 수 있는 대안적인 다운스트림 송신기(500)를 도시하는 개략도이다. 다운스트림 송신기(500)는 직접 변조 및 편광 분할 다중화의 구현을 포함하여 다운스트림 송신기(300)(도 3)와 유사한데, 다만 다운스트림 송신기(500)는 Ch1 신호를 다운스트림 변조된 데이터 스트림(172)(Ch1)으로 변조하기 위해 직교 진폭 변조(QAM)를 추가로 구현한다. 즉, QAM 신호를 생성하기 위해 편광 분기(위에 도 2)마다 추가의 외부 변조 요소가 이용될 수 있다.

다운스트림 송신기(500)는 단일 디바이스 또는 2개의 개별 디바이스일 수 있는, PBS/PBC(504)를 포함하는 레이저 주입 변조기(502)와 양방향 통신하는 다운스트림 광 서큘레이터(136)(위에 도 1 참조)를 포함한다. 추가로, 레이저 주입 변조기(502)의 모든 컴포넌트는 그 자체가 개별 디바이스이거나, 또는 대안적으로 모두 단일 광자 칩 내에 포함될 수 있다. 레이저 주입 변조기(502)는 외부 데이터 소스(도 5에 도시되지 않음)로부터 제1 데이터(508)를 수신하도록 구성된 제1 레이저 다이오드(506), 동일한 또는 상이한 외부 데이터 소스로부터 제2 데이터(512)를 수신하도록 구성된 제2 레이저 다이오드(510), 동일한/상이한 외부 데이터 소스로부터 제3 데이터(516)를 수신하도록 구성된 제3 레이저 다이오드(514), 및 동일한/상이한 외부 데이터 소스로부터 제4 데이터(520)를 수신하도록 구성된 제4 레이저 다이오드(518)를 추가로 포함한다.

동작시, 다운스트림 송신기(500)는 제1 비변조된 신호(168)(Ch1)를 그의 x-편광 성분(P1) 및 y-편광 성분(P2)으로 분할하는, PBS/PBC(504)의 분할기 부분으로부터 이중-편광을 구현한다. 각각의 편광 성분 P1, P2는 제1 비편광된 광 분할기/결합기(522) 및 제2 비편광된 광 분할기/결합기(524)에 각각 입력된다. 그 후 제1 및 제2 광 분할기/결합기(522, 524)는 각각 추가로 그들의 각각의 편광 성분들(P1, P2)을 그들의 I-신호들(526, 528)로 각각, 그리고 또한 그들의 Q-신호들(530, 532)로 각각 분할한다. 그 후 생성된 I-신호들(526, 528)은 레이저 다이오드들(506, 514)을 각각 직접 여기시킨다. 레이저 다이오드들(510, 518)과 각각 직접 통신하기 전에, 생성된 Q-신호들(530, 532)은 먼저 제1 및 제2 직교 위상 시프트 요소들(534, 536)을 각각 통과하며, 이 위상 시프트 요소들 각각은 Q-신호를 각각의 방향으로 45도 시프트시켜, 각각의 Q-신호가 분할기/결합기(522, 524)에서 재결합될 때 그 각각의 I-신호로부터 90도만큼 오프셋되도록 한다.

데이터가 부가된 결과적인 변조된 Ch1 신호는 다운스트림 변조된 데이터 스트림(172)(Ch1)으로서, 그리고 편광된 다중화된 QAM 신호로서 다운스트림 송신기(500)의 다운스트림 광 서큘레이터(136)로부터 출력된다. 이 예시적인 실시예에 따르면, 광자 집적 회로의 이용은 다중화된 코히어런트 시스템의 직접 변조된 편광을 허용하지만, 종래의 아키텍처에 의해 실현되는 것보다 상당히 더 낮은 비용의 하드웨어 구성을 이용한다. 예시적인 실시예에서, 레이저 다이오드들(506, 510, 514, 516)은 16-QAM 편광 다중화된 신호를 생성할 수 있는 PAM-4 변조된 레이저 다이오드이다.

도 6은 도 1에 도시된 섬유 통신 시스템(100)과 함께 이용될 수 있는 예시적인 업스트림 송신기(600)를 도시하는 개략도이다. 도 6에 도시된 실시예에서, 업스트림 송신기(600)는 구조 및 기능에서 다운스트림 송신기(300)(도 3)와 유사하다. 구체적으로, 업스트림 송신기(600)는 단일 디바이스 또는 개별 디바이스들일 수 있는, PBS/PBC(604)를 포함하는 레이저 주입 변조기(602)(도 6에 별도로 도시되지 않음)와 양방향 통신하는 업스트림 광 서큘레이터(162)(위에 도 1 참조)를 포함한다. 레이저 주입 변조기(602)는 외부 데이터 소스(도 6에 도시되지 않음)로부터 제1 데이터(608)를 수신하도록 구성된 제1 레이저 다이오드(606), 및 동일한 또는 상이한 외부 데이터 소스로부터 제2 데이터(612)를 수신하도록 구성된 제2 레이저 다이오드(610)를 추가로 포함한다. 위에 도 2 내지 도 5의 실시예들과 유사하게, 다운스트림 송신기(600)는 또한 적어도 2개의 개별 섬유 수신기(도시되지 않음)의 이용에 의해 업스트림 광 서큘레이터(162)를 제거할 수 있다.

따라서, 업스트림 송신기(600)는 다운스트림 송신기(300)(도 3)와 거의 동일한데, 다만 업스트림 송신기(600)는 레이저 주입 변조기(602)에서, 최종 사용자 시드 소스로서 제2 비변조된 신호(170)(Ch1')를 이용하여 데이터(예를 들어, 제1 데이터(608), 제2 데이터(612))를 결합 또는 부가하여 업스트림 수신기(예를 들어, 업스트림 수신기(132))로 업스트림 데이터 신호를 운반하기 위한 업스트림 변조된 데이터 스트림(176)(Ch1'))을 생성한다. 동작시, 제1 레이저 다이오드(606) 및 제2 레이저 다이오드(610)는 또한 외부 레이저(118)로부터의 마스터 신호에 대한 주입 로킹에 의해 슬레이브 레이저로서 기능한다. 즉, 광 허브(102) 내의 다운스트림 송신기(300)(도 3)에 관련하여 구현된 프로세스와 거의 동일하게, 편광 다중화로 Ch1'에 대한 대칭 또는 비대칭 데이터(예를 들어, 제1 데이터(608), 제2 데이터(612))가 2개의 슬레이브 레이저(즉, 제1 레이저 다이오드(606) 및 제2 레이저 다이오드(610)) 상에 변조된다.

이 예에서, 업스트림 송신기(600)는 다운스트림 송신기(300)(도 3)의 아키텍처를 실질적으로 모방하는 것으로 도시되어 있다. 대안적으로, 업스트림 송신기(600)는 본 개시내용의 범위를 벗어나지 않고 다운스트림 송신기들(200(도 2), 400(도 4), 또는 500(도 5)) 중 하나 이상의 아키텍처를 동등하게 모방할 수 있다. 더욱이, 업스트림 송신기(600)는, 광 허브(102) 내에서 이용되는 특정 다운스트림 송신기의 특정 아키텍처와 무관하게, 도 2 내지 도 5에 의해 개시된 실시예들 중 임의의 실시예에 부합할 수 있다. 고품질, 협대역폭, 저잡음 외부 레이저 소스(118)의 이용에 의해, 마스터/슬레이브 레이저 관계는 시스템(100)의 전체, 및 변조된/비변조된 신호 쌍(단일 섬유 라인 쌍, 예를 들어, 다운스트림 섬유(108) 및 업스트림 섬유(110)로부터(32, 64), 128개, 또는 256개 정도로 많을 수 있음)을 수신하는 복수의 최종 사용자(106)에 걸쳐 유지된다.

따라서, 본 실시예들에 따른 상당한 비용 절약은 단일 광 허브(102)로부터 모든 이용가능한 채널 쌍을 완전히 구현하기 위해 512개 정도로 많은 다운스트림 송신기(예를 들어, 다운스트림 송신기(도 1의 126) 및 업스트림 송신기(예를 들어, 업스트림 송신기(도 1의 160)가 필요할 수 있다는 점을 고려할 때 가장 잘 실현된다. 본 실시예들은 비싼 단일 종방향 모드 레이저 다이오드를 추가하거나, 또는 값싼 레이저로부터의 인접한 종방향 모드 또는 그에 의해 생성된 잡음 성분을 억제하는 데 필요한 다른 보상 하드웨어를 추가할 필요 없이 고품질 외부 레이저(118)의 구현으로부터 발생하는 이점을 이용하기 위해 상당히 더 낮은 비용 및 덜 복잡한 하드웨어 아키텍처를 구현한다.

도 7은 도 1에 도시된 업스트림 수신기(132), 다운스트림 수신기(150), 및 섬유 통신 시스템(100)에 대해 구현될 수 있는 예시적인 처리 아키텍처를 도시하는 개략도이다. 업스트림 수신기(132) 및 다운스트림 수신기(150)의 각각의 아키텍처는 형태 및 기능(도 1에 관련하여 위에 설명됨)에 관련하여 유사한데, 다만 업스트림 수신기(132)는, 다운스트림 수신기(150)에 의해 수신되는, 제2 데이터 스트림 쌍(702)과 반대로 Ch1, Ch1'에 대한 제1 데이터 스트림 쌍(700)을 수신한다. 다시 말해서, 위에 설명된 바와 같이, 제1 데이터 스트림 쌍(700)은 LO로서 제1 비변조된 신호(168)(Ch1) 및 데이터를 운반하기 위한 업스트림 변조된 데이터 스트림(176)(Ch1')을 포함하는 반면, 제2 데이터 스트림 쌍(702)은 LO로서 비변조된 신호(170)(Ch1') 및 데이터를 운반하기 위한 다운스트림 변조된 데이터 스트림(172(Ch1))을 포함한다.

제1 및 제2 데이터 스트림 쌍들(700, 702)은 각각 ICR(140) 및 ICR(152)에 의해 아날로그 전기 신호들로 변환되는 광 신호들의 변조된/비변조된 다중화된 위상 동기화된 쌍들이다. 그 후 각각의 아날로그 신호는 DSP(144) 및 DSP(156)에 의한 디지털 신호 처리를 위해, ADC(142) 및 ADC(154)에 의해 디지털 도메인으로 변환된다. 예시적인 실시예에서, 디지털 신호 처리는 매우 많은 수량의 게이트 어레이를 이용하는 CMOS ASIC에 의해 수행될 수 있다. 예를 들어, 종래의 CMOS ASIC는 착신되는 디지털화된 데이터 스트림을 처리하기 위해 7천만 개 정도로 많은 게이트를 이용할 수 있다. 종래의 시스템들에서는, Ch1 및 Ch1'에 대한 변조된 데이터 스트림들이 독립적으로 처리되고, 이는 주파수 오프셋, 드리프트, 및 디지털 하향 변환 보상 팩터들(예를 들어, e^-jωt, 여기서 ω는 제1 비변조된 신호(168)와 업스트림 변조된 데이터 스트림(176) 간의 주파수 차이를 나타내고, ω는 시스템(100) 전체에 걸쳐 연장된 코히어런트 톤 쌍(166)에 대해 일정하게 유지된다)을 추정하기 위해 상당한 리소스를 요구한다.

한편, 본 명세서에 개시된 예시적인 실시예들에 따르면, Ch1 및 Ch1'으로부터의 변조된 신호 및 비변조된 신호는 그 신호 쌍의 ω 간의 차이가 항상 알려지도록 함께 위상 동기화되고, 일정한 관계를 유지하기 위해 위상 동기화된다. 대조적으로, 종래의 시스템은 위에 논의된 바와 같이, 상당한 처리 리소스를 요구하는 드래프트와 같은 팩터를 보상하기 위해 반송파 위상을 끊임없이 추정할 필요가 있다. 그러나, 본 실시예들에 따르면, Ch1 및 Ch1'은 제1 및 제2 데이터 스트림 쌍들(700, 702)로서 함께 동기화되기 때문에, 쌍들(700, 702) 간의 오프셋 ω은 DSP(144) 및 DSP(156)에서의 단순화된 감산 프로세스에 의해 대신 용이하게 도출될 수 있으므로 추정될 필요가 없는데, 그 이유는 그 신호 쌍들은 일정한 관계로 동일한 양만큼 함께 드리프트할 것이기 때문이다. 이러한 유리한 구성 및 프로세스에 의해, CMOS ASIC에 의한 디지털 신호 처리가 백만 개 정도로 적은 게이트를 이용하여 수행될 수 있고, 그에 따라 각각의 DSP의 처리 속도를 크게 개선하고, 및/또는 처리를 수행하는 데 필요한 물리적 칩의 수를 감소시킬 수 있다(또는 유사하게 동일한 칩에 의해 수행될 수 있는 개별 처리의 양을 증가시킬 수 있다). 현재, 본 명세서에 설명된 실시예들의 구현은 종래의 시스템보다 5000배 정도로 더 빠르게 다운스트림 및 업스트림 데이터 송신 속도를 개선할 수 있다.

도 8은 도 1에 도시된 섬유 통신 시스템(100)으로 구현될 수 있는 예시적인 다운스트림 광 네트워크 프로세스(800)의 흐름도 다이어그램이다. 프로세스(800)는 단계 802에서 시작된다. 단계 802에서는, 광 주파수 빗 생성기(114), 증폭기(122), 및 제1 허브 광 디멀티플렉서(124)에 의해 코히어런트 톤 쌍들(166)이 생성되어 출력된다. 위의 논의와 유사하게, 단순화 목적으로, 다음 논의는 Ch1, Ch1'에 대한 특정 코히어런트 톤 쌍(166(1))을 다룬다. 코히어런트 톤 쌍(166)은 제1 비변조된 신호(168)(Ch1) 및 제2 비변조된 신호(170)(Ch1')를 포함한다. 일단 코히어런트 톤 쌍(166)이 생성되면, 프로세스(800)는 단계 802로부터 단계 804 및 단계 806으로 진행되는데, 이들 단계는 함께 또는 동시에 수행될 수 있다.

단계 804에서는, 제1 비변조된 신호(168)(Ch1)가 광 분할기, 예를 들어, 광 분할기(도 1의 130)에 입력된다. 단계 806에서는, 제2 비변조된 신호(170)(Ch1')가 멀티플렉서, 예를 들어, 허브 광 멀티플렉서(도 1의 128)에 송신된다. 단계 804를 다시 참조하여, 제1 비변조된 신호(168)(Ch1)는 업스트림 검출을 위한 LO, 그리고 다운스트림 데이터 송신을 위한 시드 양쪽 모두로서 기능하도록 분할된다. 업스트림 검출을 위해, 단계 804는 단계 808로 진행하고, 여기서는 제1 비변조된 신호(168)(Ch1)가 업스트림 수신기, 즉, 업스트림 수신기(도 1의 132)에 의해 수신된다. 다운스트림 데이터 송신을 위해, 단계 804는 개별적으로 그리고 동시에 단계 810으로 진행한다.

단계 810은 선택적 단계로서, 여기서는 편광 분할 다중화를 원한다. 단계 810에서는, 제1 비변조된 신호(168)(Ch1)가 개별적인 직접 또는 외부 변조를 위해 각각 그의 x-성분 및 y-성분 부분들 P1, P2로 분할된다(예를 들어, 도 3의 PBS/PBC(304) 또는 도 5의 PBS/PBC(504)에 의해). 편광 분할 다중화가 이용되지 않는 경우, 프로세스(800)는 단계 810를 스킵하고, 대신에 직접 단계 804로부터 단계 812로 진행한다. 단계 812에서는, 제1 비변조된 신호(168)(Ch1), 또는 선택적 단계 810가 구현되는 경우 그것의 편광된 성분들이 직접(예를 들어, 도 2, 도 3, 도 5) 또는 외부(예를 들어, 도 4) 변조에 의해 변조된다. 그 후 프로세스(800)는 단계 812로부터 단계 814로 진행한다. 단계 814는 선택적 단계로서, 이는 편광 분할 다중화를 위해 선택적 단계 810가 또한 구현되는 경우에 구현된다. 단계 814에서는, 다운스트림 변조된 데이터 스트림(172)(Ch1)으로서 출력을 위해 x-성분 및 y-성분 부분들 P1, P2가 재결합된다(예를 들어, 도 3의 PBS/PBC(304) 또는 도 5의 PBS/PBC(504)에 의해). 편광 분할 다중화가 이용되지 않는 경우, 프로세스(800)는 단계 814를 스킵하고, 대신에 직접 단계 812로부터 단계 816으로 진행한다.

단계 816에서는, 제2 비변조된 신호(170)(Ch1') 및 다운스트림 변조된 데이터 스트림(172)(Ch1)이 위상 동기화된 데이터 스트림 쌍(예를 들어, 제2 데이터 스트림 쌍(도 7의 702))으로서 광학적으로 다중화된다(즉, 허브 광 멀티플렉서(도 1의 128)에 의해). 그 후 프로세스(800)는 단계 816으로부터 단계 818로 진행하고, 여기서는 위상 동기화된 데이터 스트림 쌍이 광섬유, 즉, 다운스트림 섬유(도 1의 108)를 통해 송신된다. 그 후 프로세스(800)는 단계 818로부터 단계 820으로 진행하고, 여기서는 동기화된 데이터 스트림 쌍이, 예를 들어, 섬유 노드(104) 내의 노드 광 디멀티플렉서(174)에 의해 광학적으로 역다중화된다. 그 후 프로세스(800)는 단계 820으로부터 단계 822로 진행하고, 여기서는 역다중화된 데이터 스트림 쌍의 성분들(예를 들어, 제2 비변조된 신호(170)(Ch1')) 및 다운스트림 변조된 데이터 스트림(172)(Ch1)) 양쪽 모두가 헤테로다인 코히어런트 검출을 위해 다운스트림 수신기(예를 들어, 다운스트림 수신기(도 1의 150)에 의해 수신된다.

최종 사용자(예를 들어, 최종 사용자(106))가 업스트림 송신 능력을 추가로 포함하는 경우, 프로세스(800)는 선택적 단계 824 및 826을 추가로 포함한다. 단계 824에서는, 그리고 단계 822에서의 다운스트림 수신 전에, 제2 비변조된 신호(170)(Ch1')가 광학적으로 분할되고(예를 들어, 최종 사용자 광 분할기(도 1의 158)에 의해), 단계 826에서, 도 9에 관련하여 아래에 더 설명되는 바와 같이, 업스트림 데이터 송신을 위해 변조기(예를 들어, 변조기(도 1의 164)에 대한 시드 신호로서 최종 사용자의 업스트림 송신기(예를 들어, 업스트림 송신기(도 1의 160)에 추가로 송신된다.

도 9는 도 1에 도시된 섬유 통신 시스템(100)으로 선택적으로 구현될 수 있는 예시적인 업스트림 광 네트워크 프로세스(900)의 흐름도 다이어그램이다. 프로세스(900)은 선택적 단계 902에서 시작된다. 업스트림 송신기(예를 들어, 업스트림 송신기(도 1의 160))에서 편광 분할 다중화가 이용되는 단계 902에서는, (도 8의 단계 826으로부터의) 제2 비변조된 신호(170)(Ch1')가 개별적인 직접 또는 외부 변조를 위해 그의 x-성분 및 y-성분 부분들로 분할된다(예를 들어, PBS/PBC(도 6의 604)에 의해). 편광 분할 다중화가 이용되지 않는 경우, 단계 902는 스킵되고, 프로세스(900)는 대신 단계 904에서 시작된다.

단계 904에서는, 제2 비변조된 신호(170)(Ch1'), 또는 선택적 단계 902가 구현되는 경우 그것의 편광된 성분들이, 도 1 및 도 6에 관련하여 위에 설명된 바와 같이, 마스터 소스 레이저(예를 들어, 외부 레이저(도 1의 118)에 주입 로킹된다. 그 후 단계 904는 단계 906로 진행하고, 여기서는 주입 로킹된 신호가 직접 또는 외부 변조에 의해 변조된다. 그 후 프로세스(900)는 단계 906으로부터 단계 908로 진행한다. 단계 908은 선택적 단계로서, 이는 편광 분할 다중화를 위해 선택적 단계 902가 또한 구현되는 경우에 구현된다. 단계 908에서는, 여기된 Ch1' 신호의 x-성분 및 y-성분 부분들이 업스트림 변조된 데이터 스트림(176(Ch1'))으로서 출력을 위해 재결합된다(예를 들어, PBS/PBC(도 6의 604)에 의해). 편광 분할 다중화가 이용되지 않는 경우, 프로세스(900)는 단계 908을 스킵하고, 대신에 직접 단계 906으로부터 단계 910으로 진행한다.

단계 910에서는, 업스트림 변조된 데이터 스트림(176)(Ch1')이 다른 업스트림 데이터 스트림 신호들(도시되지 않음)과 광학적으로 다중화된다(즉, 노드 광 멀티플렉서(도 1의 178)에 의해). 그 후 프로세스(900)는 단계 910으로부터 단계 912로 진행하고, 여기서는 업스트림 변조된 데이터 스트림(176)(Ch1')이 광섬유, 즉, 업스트림 섬유(도 1의 110)를 통해 송신된다. 그 후 프로세스(900)는 단계 912로부터 단계 914로 진행하고, 여기서는 업스트림 변조된 데이터 스트림 176(Ch1')이, 예를 들어, 변조된 데이터 스트림을 수신하도록 튜닝된 특정 업스트림 수신기에 송신을 위해, 선택된 데이터 스트림을 다른 업스트림 데이터 스트림 신호들과 분리하는 제2 허브 광 디멀티플렉서(134)에 의해 광학적으로 역다중화된다. 그 후 프로세스(900)는 단계 914로부터 단계 916으로 진행하고, 여기서는 업스트림 데이터 스트림 쌍, 예를 들어, 제1 데이터 스트림 쌍(도 7의 700)의 성분들(예를 들어, 제1 비변조된 신호(도 8의 168(Ch1), 및 업스트림 변조된 데이터 스트림(176)(Ch1')) 양쪽 모두가 헤테로다인 코히어런트 검출을 위해 업스트림 수신기(예를 들어, 업스트림 수신기(도 1의 32)에 의해 수신된다.

예시적인 실시예에서 도시된 바와 같이, 업스트림 신호 송신과 다운스트림 신호 송신 간의 차이는 다운스트림 방향에서는 전체 동기화된 변조된/비변조된 채널 쌍(예를 들어, 제2 데이터 스트림 쌍(도 7의 702))이 송신될 수 있는 반면, 업스트림 방향에서는, 데이터 변조된 신호(예를 들어, 업스트림 변조된 데이터 스트림(176)(Ch1'))만이 업스트림 섬유 연결, 즉, 업스트림 섬유(110)를 통해 전송된다는 점이다. 본 구성의 이점은 (예를 들어, 도 1의 업스트림 수신기(132)에서의) 업스트림 코히어런트 검출을 위한 LO가 도 1에 도시된 바와 같이, 제1 허브 광 디멀티플렉서(124)에 의한 분리 후에, 광 허브(102) 내의 광 주파수 빗 생성기(114)로부터 생성된 분할된 신호, 즉, 제1 비변조된 신호(168)(Ch1)로부터 직접 나온다는 점이다. 종래의 시스템들은 전형적으로 각각의 시스템의 각각의 스테이지에서 LO 생성을 요구한다. 한편, 본 개시내용에 따르면, 최종 사용자에서 추가적인 LO 소스를 요구하지 않고, 광 허브(102) 및 최종 사용자(106) 컴포넌트들 양쪽 모두에서 변조 및 편광 다중화를 위한 시스템 아키텍처 전체에 걸쳐 상대적으로 값싼 슬레이브 레이저들이 구현될 수 있다.

본 개시내용에 따르면, 이중-편광 광 송신기의 이용은, 코히어런트 검출과 함께 반도체 레이저의 직접 변조에 의해, 장거리 애플리케이션뿐만 아니라, 단거리 도달 애플리케이션에도 전자 하드웨어의 비용을 감소시키는 한편, 또한 전체 네트워크 시스템 아키텍처를 더 소형으로 만드는 데에 특히 유익하다. 본 시스템 및 방법은 장기간의 시간에 걸쳐 2개의 레이저 소스를 동기화시키는 종래의 문제점을 추가로 해결한다. 본 명세서에서 위상 동기화된 데이터 스트림 쌍들 및 슬레이브 레이저들의 이용은 시스템 전체에 걸쳐 그의 전체 동작 동안 다양한 레이저 소스들의 계속적인 동기화를 허용한다. 이들 솔루션은 비용-효율적인 방식으로 액세스 네트워크를 위한 코히어런트 DWDM-PON 시스템 아키텍처 내에서 구현될 수 있다.

따라서 시스템의 프런트 엔드에서의 고품질 광 빗 소스의 이용은 추가로 복수의 동시 협대역폭 파장 채널이 용이하게 제어된 간격으로 생성되는 것을 허용하고, 또한 전체 파장 빗의 단순화된 튜닝을 허용한다. 광 허브 내의 중앙 빗 광원은 시스템 전체에 걸쳐, 그리고 다운스트림 및 업스트림 송신 양쪽 모두에 대해 재사용될 수 있는 마스터 시딩 소스들 및 LO 신호들을 제공한다. 본 명세서에 설명된 바와 같이, 광 주입의 구현은 스펙트럼 대역폭 및 잡음 속성의 관점에서 저비용 다중 종방향 슬레이브 레이저 소스의 성능을 추가로 개선한다. 따라서, 본 시스템 및 방법에 따른 액세스 네트워크는 광섬유를 통한 파장의 더 효율적인 송신을 달성하고, 그에 따라 송신된 데이터의 용량을 증가시키지만, 더 낮은 전력, 증가된 감도, 더 낮은 하드웨어 비용, 및 분산, DSP 보상, 및 에러 정정의 감소로 이를 달성한다.

섬유 통신 시스템 및 방법의 예시적인 실시예들이 위에 상세히 설명되었다. 그러나, 본 개시내용의 시스템 및 방법은 본 명세서에 설명된 특정 실시예들에만 제한되는 것이 아니고, 오히려, 그들의 구현의 컴포넌트들 및/또는 단계들은 본 명세서에 설명된 다른 컴포넌트들 및/또는 단계들과 독립적으로 그리고 개별적으로 이용될 수 있다. 추가로, 예시적인 실시예들은 최종 사용자 스테이지에서 섬유 및 동축 송신을 이용하는 다른 액세스 네트워크와 관련하여 구현되고 이용될 수 있다.

이러한 서면 설명은 예들을 사용하여 최상 모드를 포함한 실시예들을 개시하고, 또한 임의의 본 기술분야의 통상의 기술자가 임의의 디바이스들 또는 시스템들을 제조 및 사용하는 것 및 임의의 포함된 방법들을 수행하는 것을 포함하여, 실시예들을 실시하는 것을 가능하게 한다. 본 개시내용의 특허가능 범위는 청구항들에 의해 정의되며, 본 기술분야의 통상의 기술자들이 생각해내는 다른 예들을 포함할 수 있다. 이러한 다른 예들은 이들이 청구항들의 글자 그대로의 표현과 다르지 않은 구조적 요소들을 가진다면, 또는 이들이 청구항들의 글자 그대로의 표현과 사소한 차이를 가진 동등한 구조적 요소를 포함한다면 청구항들의 범위 내에 있는 것으로 의도된다.

비록 본 개시내용의 다양한 실시예의 특정 피처들이 일부 도면들에는 도시되고 다른 도면들에는 도시되지 않을 수 있지만, 이는 단지 편의를 위한 것이다. 본 개시내용의 원리들에 따라, 도면에 도시된 특정 피처는 다른 도면들의 피처들과 조합하여 언급 및/또는 청구될 수 있다. 예를 들어, 다음의 예시적인 청구항들의 리스트는 본 명세서에 설명된 시스템 및 방법으로부터 가능한 요소들의 잠재적인 조합들의 일부만을 나타낸다.

a(i). 광 통신 네트워크용 주입 로킹 송신기로서, 단일 종방향 모드에 실질적으로 국한된 마스터 시드 레이저 소스 입력; 입력 데이터 스트림; 및 상기 마스터 시드 레이저 소스의 단일 종방향 모드의 주파수에 주입 로킹되는 공진기 주파수를 갖는 적어도 하나의 슬레이브 레이저를 포함하는 레이저 주입 변조기를 포함하고, 상기 레이저 주입 변조기는 상기 마스터 시드 레이저 소스 입력 및 상기 입력 데이터 스트림을 수신하고, 레이저 변조된 데이터 스트림을 출력하도록 구성된다.

b(i). a(i) 항의 송신기로서, 상기 레이저 주입 변조기는 직접 변조를 구현하도록 구성된다.

c(i). a(i) 항의 송신기로서, 상기 레이저 주입 변조기는 외부 변조를 구현하도록 구성된다.

d(i). a(i) 항의 송신기로서, 상기 적어도 하나의 슬레이브 레이저는 LED, 패브리 페로 레이저 다이오드(Fabry Perot laser diode), 또는 수직 공동 표면 방출 레이저(vertical-cavity surface-emitting laser) 중 적어도 하나를 포함한다.

e(i). a(i) 항의 송신기로서, 상기 레이저 주입 변조기 및 상기 마스터 시드 레이저 소스 입력과 통신하는 제1 광 서큘레이터를 추가로 포함한다.

f(i). e(i) 항의 송신기로서, 상기 레이저 주입 변조기는 편광 분할 다중화, 공간 분할 다중화, 및 모드 분할 다중화 중 하나를 구현하도록 구성된다.

g(i). f(i) 항의 송신기로서, 상기 레이저 주입 변조기는 90도 편광, 60도 편광, 90도 편광, 나선형 편광, 원형 편광, 소용돌이 편광, 또는 궤도 각 운동량 중 하나에서 상기 마스터 시드 레이저 소스 입력을 다중화하도록 구성된다.

h(i). f(i) 항의 송신기로서, 상기 제1 광 서큘레이터와 상기 적어도 하나의 슬레이브 레이저 사이에 배치된 편광 빔 분할기 및 편광 빔 결합기를 추가로 포함한다.

i(i). h(i) 항의 송신기로서, 상기 적어도 하나의 슬레이브 레이저는 제1 레이저 다이오드 및 제2 레이저 다이오드를 포함하고, 상기 제1 레이저 다이오드는 상기 마스터 시드 레이저 소스 입력의 x-성분을 수신하도록 구성되고, 상기 제2 레이저 다이오드는 상기 마스터 시드 레이저 소스 입력의 y-성분을 수신하도록 구성된다.

j(i). i(i) 항의 송신기로서, 상기 편광 빔 분할기와 상기 제1 레이저 다이오드 사이에 배치된 제1 광 분할기 및 광 결합기; 및 상기 편광 빔 분할기와 상기 제2 레이저 다이오드 사이에 배치된 제2 광 분할기 및 광 결합기를 추가로 포함하고, 상기 제1 레이저 다이오드는 제1 서브-레이저 및 제2 서브-레이저를 포함하고, 상기 제2 레이저 다이오드는 제3 서브-레이저 및 상기 제4 서브-레이저를 포함하고, 상기 제1 서브-레이저는 상기 x-성분의 I-신호를 수신하도록 구성되고, 상기 제2 서브-레이저는 상기 x-성분의 Q-신호를 수신하도록 구성되고, 상기 제3 서브-레이저는 상기 y-성분의 I-신호를 수신하도록 구성되고, 상기 제4 서브-레이저는 상기 y-성분의 Q-신호를 수신하도록 구성된다.

k(i). j(i) 항의 송신기로서, 상기 제1 광 분할기와 상기 제2 서브-레이저 사이에 배치된 제1 위상 시프트 요소; 및 상기 제2 광 분할기와 상기 제4 서브-레이저 사이에 배치된 제2 위상 시프트 요소를 추가로 포함한다.

l(i). e(i) 항의 송신기로서, 상기 제1 광 서큘레이터와 일방향 통신하고 상기 적어도 하나의 슬레이브 레이저와 양방향 통신하는 제2 광 서큘레이터; 및 상기 제1 광 서큘레이터와 상기 제2 광 서큘레이터 사이에 배치된 외부 변조 요소를 추가로 포함하고, 상기 외부 변조 요소는 상기 입력 데이터 스트림과 상기 제2 광 서큘레이터의 출력을 수신하도록 구성되고, 상기 제1 광 서큘레이터는 상기 외부 변조 요소의 출력과 일방향 통신한다.

a(ii). 광 네트워크 통신 시스템으로서, 입력 신호 소스; 상기 입력 신호 소스를 수신하고 복수의 위상 동기화된 코히어런트 톤 쌍을 출력하도록 구성된 광 주파수 빗 생성기 - 상기 복수의 위상 동기화된 코히어런트 톤 쌍 각각은 제1 비변조된 신호 및 제2 비변조된 신호를 포함함 -, 시드 소스로서 상기 복수의 위상 동기화된 코히어런트 톤 쌍 중 선택된 위상 동기화된 코히어런트 톤 쌍의 제1 비변조된 신호를 수신하고 제1 변조된 데이터 스트림을 출력하도록 구성된 제1 송신기; 및 상기 제1 송신기로부터 상기 제1 변조된 데이터 스트림을 수신하고 로컬 발진기 소스로서 상기 복수의 위상 동기화된 코히어런트 톤 쌍 중 선택된 위상 동기화된 코히어런트 톤 쌍의 제2 비변조된 신호를 수신하도록 구성된 제1 수신기를 포함한다.

b(ii). a(ii) 항의 시스템으로서, 상기 광 주파수 빗 생성기는 증폭기 및 광 디멀티플렉서를 포함한다.

c(ii). a(ii) 항의 시스템으로서, 상기 광 주파수 빗 생성기는 모드-로킹된 레이저, 이득-스위칭된 레이저, 및 전기-광학 변조 중 하나를 구현하도록 구성된다.

d(ii). a(ii) 항의 시스템으로서, 상기 복수의 위상 동기화된 코히어런트 톤 쌍 중 선택된 위상 동기화된 코히어런트 톤 쌍은 상기 시스템 전체에 걸쳐 서로에 관련하여 일정한 주파수 간격으로 제어가능하다.

e(ii). a(ii) 항의 시스템으로서, 상기 시스템은 헤테로다인 검출을 수행하도록 구성된다.

f(ii). a(ii) 항의 시스템으로서, 상기 제1 송신기는 제1 레이저 주입 변조기 및 제1 광 서큘레이터를 포함한다.

g(ii). a(ii) 항의 시스템으로서, 상기 제1 레이저 주입 변조기는 직접 변조를 구현하도록 구성된다.

h(ii). a(ii) 항의 시스템으로서, 상기 제1 레이저 주입 변조기는 외부 변조를 구현하도록 구성된다.

i(ii). g(ii) 항의 시스템으로서, 상기 입력 신호 소스는 외부 마스터 레이저를 포함한다.

j(ii). i((ii) 항의 시스템으로서, 상기 제1 변조기는 상기 외부 마스터 레이저에 주입 로킹되도록 구성된 제1 레이저 다이오드를 포함한다.

k(ii). j(ii) 항의 시스템으로서, 상기 제1 레이저 다이오드는 상기 출력된 제1 변조된 데이터 스트림에 부가할 제1 데이터를 제1 외부 데이터 소스로부터 수신하도록 구성된다.

l(ii). j(ii) 항의 시스템으로서, 상기 제1 변조기는 제1 편광 빔 분할기 및 제1 편광 빔 결합기를 추가로 포함한다.

m(ii). l(ii) 항의 시스템으로서, 상기 제1 레이저 다이오드는 제1 및 제2 슬레이브 레이저를 포함하고, 상기 제1 및 제2 슬레이브 레이저는 상기 제1 편광 빔 분할기로부터 제1 및 제2 편광 성분을 각각 수신하도록 구성된다.

n(ii). m(ii) 항의 시스템으로서, 상기 제1 변조기는 직교 진폭 변조를 구현하도록 구성된다.

o(ii). n(ii) 항의 시스템으로서, 상기 제1 슬레이브 레이저는 제1 서브-레이저 및 제2 서브-레이저를 포함하고, 상기 제2 슬레이브 레이저는 제3 서브-레이저 및 제4 서브-레이저를 포함하고, 상기 제1 및 제2 서브-레이저는 상기 제1 편광 성분의 I-신호 및 Q-신호를 각각 수신하도록 구성되고, 상기 제3 및 제4 서브-레이저는 상기 제2 편광 성분의 I-신호 및 Q-신호를 각각 수신하도록 구성된다.

p(ii). a(ii) 항의 시스템으로서, 시드 소스로서 상기 복수의 위상 동기화된 코히어런트 톤 쌍 중 선택된 위상 동기화된 코히어런트 톤 쌍의 제2 비변조된 신호를 수신하고 제2 변조된 데이터 스트림을 출력하도록 구성된 제2 송신기를 추가로 포함한다.

q(ii). p(ii) 항의 시스템으로서, 상기 제2 송신기는 직접 및 외부 변조 중 하나를 구현하도록 구성된다.

r(ii). p(ii) 항의 시스템으로서, 상기 제2 송신기는 편광 분할 다중화 및 직교 진폭 변조 중 하나 이상을 구현하도록 구성된다.

s(ii). p(ii) 항의 시스템으로서, 상기 제2 송신기로부터 상기 제2 변조된 데이터 스트림을 수신하고 로컬 발진기 소스로서 상기 복수의 위상 동기화된 코히어런트 톤 쌍 중 선택된 위상 동기화된 코히어런트 톤 쌍의 제1 비변조된 신호를 수신하도록 구성된 제2 수신기를 추가로 포함한다.

a(iii). 광 네트워크 통신 시스템으로서, 제1 비변조된 신호 및 제2 비변조된 신호를 갖는 적어도 하나의 위상 동기화된 코히어런트 톤 쌍을 출력하도록 구성된 광 주파수 빗 생성기, 및 시드 소스로서 상기 제1 비변조된 신호를 수신하고 다운스트림 변조된 데이터 스트림을 출력하도록 구성된 다운스트림 송신기를 포함하는 광 허브; 섬유 노드; 및 상기 다운스트림 송신기로부터 상기 다운스트림 변조된 데이터 스트림을 수신하고 로컬 발진기 소스로서 상기 제2 비변조된 신호를 수신하도록 구성된 다운스트림 수신기를 포함하는 최종 사용자를 포함한다.

b(iii). a(iii) 항의 시스템으로서, 상기 복수의 위상 동기화된 코히어런트 톤 쌍 중 선택된 위상 동기화된 코히어런트 톤 쌍은 상기 시스템 전체에 걸쳐 서로에 관련하여 일정한 주파수 간격으로 제어가능하다.

c(iii). a(iii) 항의 시스템으로서, 상기 광 허브는 증폭기, 제1 허브 광 디멀티플렉서, 및 허브 광 멀티플렉서를 추가로 포함한다.

d(iii). c(iii) 항의 시스템으로서, 상기 섬유 노드는 상기 허브 광 멀티플렉서로부터의 출력을 역다중화하도록 구성된 노드 광 디멀티플렉서를 포함한다.

e(iii). d(iii) 항의 시스템으로서, 상기 허브 광 멀티플렉서는 다운스트림 섬유를 통해 상기 노드 광 디멀티플렉서와 통신하도록 구성된다.

f(iii). d(iii) 항의 시스템으로서, 상기 노드 광 디멀티플렉서는 제1 광섬유를 통해 상기 다운스트림 송신기와 통신하도록 구성된다.

g(iii). a(iii) 항의 시스템으로서, 상기 다운스트림 수신기는 다운스트림 통합 코히어런트 수신기, 다운스트림 아날로그-디지털 변환기, 및 다운스트림 디지털 신호 프로세서를 포함한다.

h(iii). f(iii) 항의 시스템으로서, 상기 최종 사용자는 업스트림 송신기를 추가로 포함하고, 상기 섬유 노드는 노드 광 멀티플렉서를 추가로 포함하고, 상기 광 허브는 제2 허브 광 디멀티플렉서 및 업스트림 수신기를 추가로 포함한다.

i(iii). h(iii) 항의 시스템으로서, 상기 업스트림 송신기는 제2 광섬유를 통해 상기 노드 광 멀티플렉서와 통신하도록 구성되고, 상기 노드 광 멀티플렉서는 업스트림 섬유를 통해 상기 제2 허브 광 디멀티플렉서와 통신하도록 구성된다.

j(iii). i(iii) 항의 시스템으로서, 상기 업스트림 송신기는 시드 소스로서 상기 제2 비변조된 신호를 수신하고 업스트림 변조된 데이터 스트림을 상기 노드 광 멀티플렉서에 출력하도록 구성된다.

k(iii). i(iii) 항의 시스템으로서, 상기 업스트림 수신기는 업스트림 통합 코히어런트 수신기, 업스트림 아날로그-디지털 변환기, 및 업스트림 디지털 신호 프로세서를 포함한다.

l(iii). i(iii) 항의 시스템으로서, 상기 업스트림 수신기는 상기 노드 광 멀티플렉서로부터 상기 업스트림 변조된 데이터 스트림을 데이터 소스로서 수신하고, 상기 제1 허브 광 디멀티플렉서로부터 로컬 발진기 소스로서 상기 제1 비변조된 신호를 수신하도록 구성된다.

m(iii). a(iii) 항의 시스템으로서, 상기 적어도 하나의 위상 동기화된 코히어런트 톤 쌍은 상기 시스템 전체에 걸쳐 서로에 관련하여 일정한 주파수 간격으로 제어가능하다.

n(iii). a(iii) 항의 시스템으로서, 상기 최종 사용자는 고객 디바이스, 고객 건물, 비즈니스 사용자, 및 광 네트워크 유닛 중 적어도 하나를 포함한다.

o(iii). a(iii) 항의 시스템으로서, 코히어런트 밀집 파장 분할 다중화 수동 광 네트워크 아키텍처를 구현하도록 추가로 구성된다.

p(iii). i(iii) 항의 시스템으로서, 상기 다운스트림 디지털 신호 프로세서는 디지털 하향 변환 보상 팩터 e^-jωt를 계산할 때 상기 제2 비변조된 신호와 상기 다운스트림 변조된 데이터 스트림 간의 주파수 분리 ω의 차이를 일정하게 유지하도록 구성된다.

q(iii). k(iii) 항의 시스템으로서, 상기 업스트림 디지털 신호 프로세서는 상기 디지털 하향 변환 보상 팩터 e^-jωt를 계산할 때 상기 제1 비변조된 신호와 상기 업스트림 변조된 데이터 스트림 간의 주파수 분리 ω의 차이를 일정하게 유지하도록 구성된다.

a(iv). 광 네트워크 처리의 방법으로서, 제1 및 제2 비변조된 위상 동기화된 코히어런트 톤의 적어도 하나의 쌍을 생성하는 단계; 상기 제1 비변조된 위상 동기화된 코히어런트 톤을 시드 신호로서 제1 송신기에 송신하는 단계; 상기 제1 송신기에서, 제1 변조된 데이터 스트림 신호를 생성하기 위해 상기 제1 비변조된 위상 동기화된 코히어런트 톤에 다운스트림 데이터를 부가하는 단계; 허브 광 멀티플렉서 내에서 상기 제1 변조된 데이터 스트림 신호 및 상기 제2 비변조된 위상 동기화된 코히어런트 톤을 함께 광학적으로 다중화하는 단계; 및 다운스트림 헤테로다인 검출을 위해, 광섬유를 통해, 상기 다중화된 제1 변조된 데이터 스트림 신호 및 상기 제2 비변조된 위상 동기화된 코히어런트 톤을 제1 수신기에 전달하는 단계를 포함한다.

b(iv). a(iv) 항의 방법으로서, 상기 다운스트림 데이터를 부가하는 단계 전에, 상기 제1 비변조된 위상 동기화된 코히어런트 톤을 편광 빔 분할하는 단계를 추가로 포함한다.

c(iv). b(iv) 항의 방법으로서, 상기 다운스트림 데이터를 부가하는 단계 후에, 그리고 상기 광학적으로 다중화하는 단계 전에, 상기 제1 비변조된 위상 동기화된 코히어런트 톤을 편광 빔 분할하는 단계로부터의 분할된 성분들을 편광 빔 결합하는 단계를 추가로 포함한다.

d(iv). a(iv) 항의 방법으로서, 상기 다운스트림 데이터를 부가하는 단계는 주입 로킹을 구현한다.

e(iv). a(iv) 항의 방법으로서, 상기 전달하는 단계 전에, 상기 제2 비변조된 위상 동기화된 코히어런트 톤을 광학적으로 분할하는 단계; 및 제2 송신기에 의해, 업스트림 검출을 위한 로컬 발진기로서 상기 광학적으로 분할된 제2 비변조된 위상 동기화된 코히어런트 톤의 부분을 수신하는 단계를 추가로 포함한다.

f(iv). e(iv) 항의 방법으로서, 상기 제2 송신기에서, 제2 변조된 데이터 스트림 신호를 생성하기 위해 상기 제2 비변조된 위상 동기화된 코히어런트 톤에 업스트림 데이터를 부가하는 단계를 추가로 포함한다.

g(iv). f(iv) 항의 방법으로서, 상기 업스트림 데이터를 부가하는 단계는 슬레이브 레이저를 외부 마스터 레이저에 주입 로킹하는 단계를 포함한다.

h(iv). f(iv) 항의 방법으로서, 상기 업스트림 데이터를 부가하는 단계 전에, 상기 제2 비변조된 위상 동기화된 코히어런트 톤을 편광 빔 분할하는 단계를 추가로 포함한다.

i(iv). h(iv) 항의 방법으로서, 상기 업스트림 데이터를 부가하는 단계 후에, 상기 제2 비변조된 위상 동기화된 코히어런트 톤을 편광 빔 분할하는 단계로부터의 분할된 성분들을 편광 빔 결합하는 단계를 추가로 포함한다.

j(iv). f(iv) 항의 방법으로서, 업스트림 헤테로다인 검출을 위해, 광섬유를 통해, 상기 제2 변조된 데이터 스트림 신호를 제2 수신기에 송신하는 단계를 추가로 포함한다.

일부 실시예는 하나 이상의 전자 또는 컴퓨팅 디바이스의 사용을 수반한다. 이러한 디바이스들은 전형적으로 범용 중앙 처리 유닛(CPU), 그래픽 처리 유닛(GPU), 마이크로컨트롤러, 축소 명령어 세트 컴퓨터(RISC) 프로세서, 특정 용도 집적 회로(ASIC), 프로그램가능 로직 회로(PLC), 필드 프로그램가능 게이트 어레이(FPGA), DSP 디바이스, 및/또는 본 명세서에 설명된 기능들을 실행할 수 있는 임의의 다른 회로 또는 프로세서와 같은, 프로세서 또는 컨트롤러를 포함한다. 본 명세서에 설명된 프로세스들은 저장 디바이스 및/또는 메모리 디바이스를, 제한 없이, 포함하는 컴퓨터 판독가능 매체에 구현된 실행가능 명령어로서 인코딩될 수 있다. 이러한 명령어는, 프로세서에 의해 실행될 경우, 프로세서로 하여금 본 명세서에 설명된 방법들의 적어도 일부를 수행하게 한다. 위 예들은 단지 예시적이고, 따라서 용어 "프로세서"의 정의 및/또는 의미를 임의의 방식으로 제한하려고 의도된 것이 아니다.

Claims

코히어런트 광 통신 시스템으로서,
제1 트랜시버;
제2 트랜시버;
상기 제1 트랜시버와 상기 제2 트랜시버를 결합하는 광 전송 매체
를 포함하고,
상기 제1 트랜시버는 (i) 1차(primary) 시드 레이저 소스로부터 적어도 하나의 위상 동기화된 코히어런트 톤 쌍으로서 레이저 신호를 수신하고, (ii) 광 전송 매체를 통해 상기 제2 트랜시버로의 제1 데이터 신호로서의 전송을 위해 상기 적어도 하나의 위상 동기화된 코히어런트 톤 쌍의 제1 톤으로 데이터를 변조하고, (iii) 상기 적어도 하나의 위상 동기화된 코히어런트 톤 쌍의 제2 톤을 비변조된 제1 로컬 발진기 신호로서 상기 광 전송 매체를 통해 상기 제2 트랜시버로 전송하도록 구성되는, 광 통신 시스템.
제1항에 있어서, 상기 제1 트랜시버는 상기 광 전송 매체를 통한 동시 전송을 위해 상기 변조된 제1 톤을 상기 비변조된 제2 톤과 결합하기 위한 제1 멀티플렉서를 포함하는, 광 통신 시스템.
제1항에 있어서, 상기 제1 트랜시버는 데이터를 상기 제1 데이터 신호로서 상기 제1 톤으로 변조하도록 구성된 제1 변조기를 포함하는 제1 송신부를 포함하는, 광 통신 시스템.
제3항에 있어서, 상기 제1 변조기는 상기 1차 시드 레이저 소스에 주입 로킹된 제1 레이저 다이오를 포함하는, 광 통신 시스템.
제4항에 있어서, 상기 제1 트랜시버는 제1 수신부를 포함하고, 상기 제2 트랜시버는 (i) 상기 제1 데이터 신호 및 상기 제1 로컬 발진 신호를 수신하기 위한 제2 수신부 및 (ii) 데이터를 제2 데이터 신호로서 상기 제1 수신부로의 전송을 위해 상기 제2 톤으로 변조시키도록 구성되는 제2 변조기를 포함하는 제2 송신부를 포함하는, 광 통신 시스템.
제5항에 있어서, 상기 제2 변조기는 상기 1차 시드 레이저 소스에 주입 로킹된 제2 레이저 다이오를 포함하는, 광 통신 시스템.
제6항에 있어서, 상기 제1 및 제2 레이저 다이오는 패브리 페로(Fabry-Perot) 레이저 다이오드들을 포함하는, 광 통신 시스템.
제6항에 있어서, 상기 제1 및 제2 레이저 다이오드 각각은 이중-편광을 구현하기 위한 적어도 2개의 레이저 다이오드를 포함하는, 광 통신 시스템.
제8항에 있어서,
상기 제1 및 제2 레이저 다이오드 각각은 상기 이중-편광으로 직교 진폭 변조를 또한 구현하기 위한 적어도 4개의 레이저 다이오드를 포함하는, 광 통신 시스템.
제1항에 있어서,
상기 1차 시드 레이저 소스와 상기 제1 트랜시버 사이에 배치된 광 주파수 빗 생성기를 더 포함하고, 상기 광 주파수 빗 생성기는 상기 1차 시드 레이저 소스로부터 상기 적어도 하나의 위상 동기화된 쌍을 포함하는 복수의 위상 동기화된 코히어런트 톤 쌍을 생성하도록 구성되는, 광 통신 시스템.
제10항에 있어서,
상기 광 주파수 빗 생성기와 상기 제1 트랜시버 사이에 배치된 증폭기를 더 포함하는, 광 통신 시스템.
제11항에 있어서,
상기 증폭기는 에르븀 도핑된 섬유 증폭기인, 광 통신 시스템.
제11항에 있어서,
상기 증폭기와 상기 제1 트랜시버 사이에 배치된 소스 디멀티플렉서를 더 포함하는 광 통신 시스템.
제11항에 있어서,
소스 디멀티플렉서는 상기 복수의 위상 동기화된 코히어런트 톤 쌍들로부터 상기 적어도 하나의 위상 동기화된 쌍을 분리하도록 구성되는, 광 통신 시스템.
제1항에 있어서, 상기 제1 톤은 상기 제1 트랜시버로부터 상기 제2 트랜시버로의 제1 시드 신호 및 상기 제2 트랜시버로부터 상기 제1 트랜시버로의 비변조된 제2 로컬 발진기 신호를 포함하며, 상기 제2 톤은 상기 제2 트랜시버로부터 상기 제1 트랜시버로의 제2 시드 신호를 포함하는, 광 통신 시스템.
제1항에 있어서, 상기 1차 시드 레이저 소스는 실질적으로 단일 종방향 모드 에 국한된 협대역 레이저 신호인, 광 통신 시스템.
제16항에 있어서, 상기 제1 트랜시버는 상기 1차 시드 레이저 소스의 상기 단일 종방향 모드의 주파수에 주입 로킹된 공진기 주파수를 갖는 적어도 하나의 2차(secondary) 레이저를 더 포함하는, 광 통신 시스템.
제17항에 있어서, 상기 제1 트랜시버는 상기 적어도 하나의 2차 레이저 및 상기 제1 톤과 통신하는 제1 광 서큘레이터를 더 포함하는, 광 통신 시스템.
제18항에 있어서, 상기 제1 트랜시버는 상기 제2 톤이 상기 제1 광 서큘레이터를 바이패스하도록 더 구성되는, 광 통신 시스템.
제19항에 있어서, 상기 제1 트랜시버는 상기 제1 광 서큘레이터와 일방향 통신하고 상기 적어도 하나의 2차 레이저와 양방향 통신하는 제2 광 서큘레이터를 더 포함하는, 광 통신 시스템.