KR20100068389A

KR20100068389A - 광학 신호 필드의 2 개의 편광 성분들의 재구성

Info

Publication number: KR20100068389A
Application number: KR1020107005505A
Authority: KR
Inventors: 시앙 리우
Original assignee: 알카텔-루센트 유에스에이 인코포레이티드
Priority date: 2007-09-14
Filing date: 2008-09-02
Publication date: 2010-06-23
Also published as: US7822350B2; EP2201706A1; JP5227407B2; EP2201706B1; US8463141B2; CN101803248B; WO2009035513A1; US20090074428A1; JP2010539789A; CN101803248A; US20090074427A1

Abstract

수신된 광학 신호의 적어도 하나의 일반(generic) 편광 성분의 진폭 및 위상 둘 모두의 디지털 버전이 디지털 신호 처리로 이중 편광 다이렉트 차동 검출을 사용하여 전개된다. 수신된 신호는 직교 편광 성분들로 분할되고, 그 각각은 3개의 복제본들로 분할된다. 각각의 직교 편광 성분에 대해 a) 세기 프로파일이 한 복제본을 사용하여 통상적으로 얻어지고, b) 위상 정보는 직교 위상 오프셋들을 갖는 한 쌍의 광학 지연 간섭계들 각각에 그리고 이어서 각각의 밸런스 세기 검출기들에 각각의 나머지 복제본을 공급함으로써 얻어진다. 밸런스 세기 검출기들의 출력들 및 세기 프로파일들은 디지털 표현들로 변환되고 신호 처리를 통해 수신된 광학 신호의 적어도 하나의 일반 편광 성분의 광학 필드 정보를 전개하기 위해 사용된다. PDM와 같은 손상들의 보상은 추가 처리를 통해 실현된다.

Description

광학 신호 필드의 2 개의 편광 성분들의 재구성{RECONSTRUCTION OF TWO POLARIZATION COMPONENTS OF AN OPTICAL SIGNAL FIELD}

관련 출원들에 대한 상호참조

본 출원은 참조로 여기 포함시키는 2007년 9월 14일에 출원된 미국 가 특허출원번호 60/993823의 이익을 청구한다.

본 발명은 광학 신호 필드의 2개의 편광 성분들의 재구성 및 편광-모드 분산에 대한 보상에 관한 것이다.

잘 알려진 바와 같이, 광학 신호는 각각이 서로 다른 특성들을 가질 수 있는 2개의 직교하는 편광 상태들을 가질 수 있다. 예를 들면 스펙트럼 효율이 배가 되게 하기 위해서 각각이 상이한 데이터를 전달하도록 광학 캐리어의 2개의 직교 편광 상태들이 배열되는 편광-다중화된 신호를 생성함에 있어, 종종 이러한 편광 상태들이 의도적으로 도입된다. 이러한 편광-다중화된 신호는 각각이 단일의 데이터 변조를 전달하는 2개의 소위 "일반적(generic)" 편광 성분들을 갖는다. 일반 편광 성분은 일반적으로 이 편광 성분의 변조가 완료되는 시점에서의 신호를 의도함에 유의한다. 각각의 일반 편광 성분은 초기에는 또는 아니면 나중에 결합되는 다른 일반 편광 성분과는 개별적으로 존재할 수 있음을 알아야 한다.

일반 신호 성분들의 편광 방위들은 일반적으로 광학 경로를 통해 신호의 통과동안에 광섬유의 복굴절 및 아마도 다른 광섬유 특성들에 의해 변경된다. 이러한 변경들은, 적어도 광섬유 복굴절은 시간에 따라 변할 수 있고 전송 경로의 여러 지점들에서 다를 수 있는 이를테면 주변 온도, 기계적 스트레스 등과 같은 다양한 요인들의 함수이기 때문에, 시간에 따라 변할 수 있다. 결국, 일반 신호 성분들 각각의 편광 방위는 수신기에서 일반적으로 모른다.

때때로, 바람직하지 않게, 광섬유 복굴절은 너무 커서 편광-모드 분산(polarization mode dispersion; PMD)이 야기된다. 즉, 일반 광학 신호 성분이 광섬유의 편광의 두 주 상태(PSP)의 축들을 따라서, 그리고 광이 광섬유를 통과하는 가장 빠른 속도로 이동하는 것을 따라서, 그리고 광이 광섬유를 통과하는 가장 느린 속도로 이동하는 다른 하나를 따라서, 2개의 직교 편광 성분들로 분해된다. 이러한 경우에, 2개의 편광 성분들 간에 위상 관계가 시간에 따라 변할 뿐만 아니라, 2개의 직교 편광 성분들 각각은 2개의 PSP 축들 사이에 PMD에 의해 유발되는 차동 그룹 지연(differential group delay; DGD)에 기인하여 서로 다른 시간들에서 수신기에 도착할 수 있다. 실제로, 위에 제시된 바와 같이, 광섬유의 각각의 작은 부분은 2개의 PSP 축들 사이에 그의 자신의 DGD를 야기하는 그 자신의 미니 광섬유인 것처럼 거동함에 유의한다. 그러나, 단순화를 위해서, PMD의 1차 근사화에 기초하여, 2개의 축들 사이에 어떤 DGD을 야기하는 단일 DGD 소자로서 광섬유를 취급할 수도 있다. 이에 따라, 한 특정의 광섬유 또는 광학 링크에 있어서, PMD는 확률적 결과이고 PMD-유발 DGD 역시 시간에 따라 변하는 것일 수 있다.

이외 선형 효과들은 광섬유들로 전송되는 광학 신호들을 왜곡시킨다. 이러한 효과들은 색 분산(chromatic dispersion; CD)을 포함한다. CD 또는 PDM에 기인하여 일어나는 신호 왜곡을 감소시키기 위해 전형적으로 광학 보상 방법들이 채용된다.

비용 효율적 방식으로 CD에 의해 야기되는 왜곡을 융통성 있게 감소시킬 수 있는 기술로서 최근에 전자적 색 분산 보상(EDC)이 출현하였다. M.S.O'Sullivan, K. Roberts, 및 C. Bontu, "Electronic dispersion compensation techniques for optical communication systems," ECOC'05, paper Tu3.2.1, 2005에 설명된 바와 같이, EDC는 송신기에서 수행될 수 있다. 대안적으로, EDC는 수신기에서 수행될 수도 있다. S. Tsukamoto, K. Katoh, 및 K. Kikuchi, "Unrepeated Transmission of 20-Gb/s Optical Quadrature Phase-Shift-Keying Signal Over 200-km Standard Single-Mode Fiber Based on Digital Processing of Homodyne-Detected Signal for Group-Velocity Dispersion Compensation," IEEE Photonics Technology Letters, Volume 18, Issue 9, 1 May 2006, pp. 1016 - 1018에 기술된 바와 같이, EDC는 코히런트-검출 수신기에 의해 구현된다. 또한, EDC는 2006년 9월 22일에 출원되고 여기 전부 개시한 것처럼 하여 참조로 여기 포함시키는 루센트 테크놀로지스에 양도되고 이하 Liu-Wei라 언급되는 "Reconstruction and Restoration Of Optical Signal Field" 명칭의 미국특허출원번호 제 11/525786 호에 X. Liu 및 X. Wei에 의해 설명된 바와 같이 특별한 다이렉트 차동 검출 수신기에 의해 구현될 수 있다.

CD와는 달리, 광섬유 링크에서 PMD는 매우 빠르게 변할 수 있고 PMD 보상은 일반적으로 수신기에서 행해져야 한다. 전자식 PDM 보상(EPMDC)은 또한 이의 잠재적 비용 효율성으로 최근에 관심을 끌었다. J. Hong, R. Saunders, 및 S. Colaco, "SiGe equalizer IC for PMD Mitigation and Signal Optimization of 40 Gbits/s Transmission", published in Optical Fiber Communication Conference 2005, paper OWO2에 설명된 바와 같음. 그러나, 종래의 다이렉트-검출 수신기의 EPMDC의 능력은 PMD 허용오차 개선이 보통 약 50%일뿐인 점에서 매우 제한적이다.

본 발명의 원리에 따라서, 복소수 필드, 즉 예를 들면 기준점에 관하여, 수신된 광학 신호의 2개의 직교 편광 성분들 각각의 진폭 및 위상 둘 모두의 디지털 버전은, 수신기에서 수신되었을 때 편광을 나타내는 세기 및 위상 프로파일의 디지털 표현을 전개하기 위해서 디지털 신호 처리(DSP)를 사용하여 이후 처리될 수신된 광학 신호의 2개의 직교 편광 성분들 각각으로부터 도출된 광학 신호들의 디지털 표현을 전개하기 위해 다이렉트 차동 검출을 사용하는 이중 편광 다이렉트 차동 수신기 부를 채용함으로써 수신기에서 전개된다. 수신기에 수신되었을 때 광학 신호의 2개의 직교 편광 성분들 각각의 복소수 필드의 재구성된 디지털 버전들은 수신된 광학의 적어도 하나의 소위 "일반" 편광 성분을 전개하기 위해 이후 조인트하여 추가로 처리된다. 광섬유 복굴절 또는 PMD에 기인하여, 광섬유 전송 후에 수신기에 수신된 광학 신호의 2개의 직교 편광 성분들은 일반적으로 신호의 일반 편광 성분들이 아닌 것에 유의한다. 발명의 일 양태에 따라서, 조인트 처리 동안에 2개의 재구성된 광학 필드들에서 사용되는 2개의 기준점들간에 상대적 위상차가 결정된다. 이것은 탐색 기술을 채용함으로써 달성될 수 있다.

발명의 일 실시예에서, 먼저 편광 빔 스플리터(PBS)를 사용하여 수신된 광학 신호를 2개의 임의의 직교 편광 성분들 E_x' 및 E_y'로 분리한다. 직교 편광 성분들 각각은 여기에서 I/Q ODI 쌍이라 언급되는 것으로서 Liu-Wei에 기술된 바와 같은 약 π/2의 위상 지연차를 갖는 특별한 한 쌍의 광학 지연 간섭계들(ODI)을 채용하는 특별한 다이렉트 차동 검출 수신기에 공급된다. 적어도 각각의 I/Q ODI 쌍의 4개의 출력들은 이후 2개의 밸런스 검출기들에 의해 검출되고, 이들의 2개의 출력들은 각각의 아날로그-디지털 변환기들(ADC)에 의해 샘플링되고, 이어서 Liu-Wei에 따라 대응하는 편광축, 즉 x' 또는 y'를 따른 수신된 신호 광학 필드의 디지털 표현을 얻도록 처리된다.

발명의 제 2 실시예에서, 수신된 광학 신호는 직접 단일 편광 독립적 I/Q ODI 쌍에 공급되고 결과적인 4개의 출력들은 모두가 동일 편광 방위를 갖는 것인 4개의 PBS들 중 각각의 연관된 것에 각각 연결된다. PBS 각각은 2개의 출력들을 생성하며, 따라서 4개의 PBS들로부터 총 8개의 출력들이 있으며 제 1 편광으로부터 도출된 4개의 출력들, 예를 들면 x'-편광된 출력들과, 제 2 편광으로부터 도출된 4개의 출력들, 예를 들면 y'-편광된 출력들로 구성된다. 단일 광학 지연 간섭계 및 단일 편광에 대응하는 PBS들의 각각의 한 쌍의 출력들은 4개의 밸런스 검출기들의 각각에 공급되고 이의 출력들은 4개의 대응하는 ADC들의 각각에 의해 샘플링된다. 이후, 결과적인 샘플링된 파형들 각각은 Liu-Wei에 기술된 방식으로 편광축들 x' 및 y' 각각을 따른 수신된 신호의 광학 필드의 디지털 표현을 얻기 위해 처리된다.

제 1 실시예와 비교했을 때 이 제 2 실시예가 3개의 추가의 PBS들의 사용을 요구할지라도, PBS들의 비용과 비교했을 때 I/Q ODI들 자체들 및 이에 연관된 제어 전자 장치의 상대적 비용에 기인하여, 잇점이 있게, 단지 한 I/Q ODI 쌍만이 채용되기 때문에, 현저한 비용 절감이 달성될 수 있다. 또한, 제 2 실시예는 더 콤팩트하게 구현될 수 있다.

발명의 어느 한 실시예는 자유공간 또는 광섬유 기반 광학계, 또는 이들의 어떤 조합으로 구현될 수 있다.

비용을 절약하기 위해서 구현자들이 일반적으로 각각의 복소수 파형들의 절대값으로부터 수신된 신호의 편광 성분들 중 하나 이상의 세기 프로파일을 근사화하게 될지라도, 이들은 이 대신에 세기 프로파일의 더 정확한 측정을 얻기 위해 직접적인 세기 검출을 채용할 수도 있다.

본 발명의 기술들은 차동 이진 위상-시프트 키잉(DBPSK) 및 차동 직교 위상-시프트 키잉(DQPSK) 신호들과 같은 광학 차동 위상-시프트 키잉(DPSK) 신호들의 다양한 유형들에 채용되기에 적합하다. 또한, 이들은 진폭-시프트 키잉(ASK), 조합된 DPSK/ASK, 및 직교 진폭 변조(QAM)에 채용될 수도 있다.

본 발명은 ODI(들) 및 밸런스 검출이 공통적으로 DPSK 검출을 위해 사용되기 때문에, 차동 이진 위상-시프트 키잉(DBPSK) 및 차동 직교 위상-시프트 키잉(DQPSK) 신호들과 같은 광학 차동 위상-시프트 키잉(DPSK)에 적용될 수 있다. 또한, 본 발명은 진폭-시프트 키잉(ASK), 조합된 DPSK/ASK, 및 차동 QAM에도 적용될 수 있다.

도 1은 수신된 광학 신호의 적어도 하나의 소위 "일반적" 편광 성분을 전개하기 위해 통상적으로 수신기 내에 있는 것인 발명의 원리에 따라 배열되는 예시적인 장치를 도시하는 도면.
도 2는 도 1에 도시된 것과 유사하나 세기 검출 브랜치들이 생략된 발명의 실시예를 도시하는 도면.
도 3은 도 1에 도시된 것과 유사하나 단일 I/Q ODI 쌍만을 채용하는 발명의 또 다른 실시예를 도시하는 도면.
도 4는 PMD를 야기하는 전형적인 광섬유 전송 링크(402)로 광학 신호가 전달될 때 예시적인 편광 "전개"를 도시하는 도면.
도 5는 발명의 일 양태에 따라, 수신된 광학 신호의 2개의 직교 편광 성분들의 재구성된 광학 필드들로부터 일반 편광 성분들을 복구하기 위해 필요로 되는 디지털 신호 처리를 수행하는 예시적인 구성을 도시하는 도면.
도 6은 도 5의 처리 유닛들(505) 각각을 구성하기 위해 사용되기에 적합한 구성의 예시적인 고 레벨 블록도.
도 7은 발명의 일 양태에 따라, E_x(t) 및 E_y(t)을 복구하는데 필요한 파라미터들의 최선의 추측들을 찾기 위한 흐름도 형태로 나타낸 예시적인 프로세스를 도시하는 도면.
도 8은 발명의 일 실시예에서 도 6의 실시간 서브프로세서(602)에 의해 수행되는 흐름도 형태로 나타낸 예시적인 프로세스를 도시하는 도면.
도 9는 도 5의 처리 유닛들 각각을 구성하는데 사용되기에 적합하고 도 6에 도시된 구성에 비해 처리 속도를 높이도록 구성된 구성의 예시적인 고 레벨 블록도.
도 10은 도 5의 처리 유닛들 각각을 구성하는데 사용되기에 적합하고 도 6 또는 도 9의 구성들을 사용하여 달성될 수 있는 것보다 고차 PMD를 포함한 PDM에 대한 더 나은 보상을 달성하기 위해 복수의 세그먼트들로 구성된 것인양 광섬유를 취급하도록 배열된 구성의 고 레벨 블록도.
도 11은 도 5의 처리 유닛들의 각각을 구성하기 위해 사용되는데 적합하고 각각이 0.4T_S로 고정된 DGD 값들을 각각이 갖는 2개의 세그먼트들로 구성된 것인양 광섬유를 취급하도록 배열된 구성의 고 레벨 블록도.
도 12는 도 5의 처리 유닛들 각각을 구성하기 위해 사용되는데 적합하지만 발명의 일 양태에 따라 코히런트 검출 수신기에 사용하기 위해 배열된 구성의 예시적인 고 레벨 블록도.
도 13은 발명의 일 실시예에서 도 12의 실시간 서브프로세서에서 수행되는 흐름도 형태로 나타낸 예시적인 프로세스를 도시하는 도면.

다음은 단지 발명의 원리들을 예시한다. 따라서 당업자들은 여기에 명백히 기술 또는 도시되지 않았을지라도 발명의 원리들을 구현하고 이의 정신 및 범위 내에 포함되는 다양한 배열들을 생각해 낼 수 있을 것임이 이해될 것이다. 또한, 여기에 인용된 모든 예들 및 조건부 언어는 주로 독자에게 발명의 원리 및 기술을 증진시키는 발명자(들)에 의해 기여되는 개념들을 이해시키는데 도움을 줄 교시적 목적을 위해서만 표현적으로 의도된 것이며 이러한 구체적으로 인용된 예들 및 조건들로 제한되지 않는 것으로 해석되는 것이다. 또한, 발명의 특정의 예들뿐만 아니라 발명의 원리, 양태들 및 실시예들을 인용하는 모든 서술문들은 구조적 및 기능적 등가물들 모두를 포괄하기 위한 것이다. 또한, 이러한 등가물들은 미래에 개발되는 등가물들뿐만 아니라 현 공지된 등가물들, 즉 구조에 관계없이 동일 기능을 수행하는 개시된 임의의 요소들을 모두 포함하도록 의도된 것이다.

이에 따라, 예를 들면, 당업자들은 여기에 임의의 블록도들은 발명의 원리들을 구현하는 예시적 회로의 개념도들을 나타냄이 이해될 것이다. 마찬가지로, 임의의 흐름 차트들, 흐름도들, 상태 천이도들, 가상코드 등은 컴퓨터 독출가능 매체에서 실질적으로 표현될 수 있고 따라서 컴퓨터 또는 프로세서가 명백히 도시되었든 아니든간에 이러한 컴퓨터 또는 프로세서에 의해 실행될 수 있는 다양한 프로세스들을 나타냄이 이해될 것이다.

"프로세서들"이라 표기된 임의의 기능 블록들을 포함한, 도면들에 도시된 여러 요소들의 기능들은 적합한 소프트웨어에 연관되어 소프트웨어를 실행할 수 있는 하드웨어뿐만 아니라 전용 하드웨어의 사용을 통해 제공될 수 있다. 프로세서에 의해 제공되었을 때, 기능들은 단일 전용 프로세서에 의해서, 단일 공유된 프로세서에 의해서, 또는 일부가 공유될 수 있는 복수의 개별적 프로세서들에 의해 제공될 수 있다. 또한, "프로세서" 또는 "제어기"라는 용어의 명시적 사용은 소프트웨어를 실행하는 하드웨어만을 언급하는 것으로 해석되지 않아야 하며, 제한없이, 암시적으로, 디지털 신호 프로세서(DSP) 하드웨어, 네트워크 프로세서, ASCI(application specific integrated circuit), 필드 프로그래머블 게이트 어레이(FPGA), 소프트웨어 저장을 위한 독출 전용 메모리(ROM), 랜덤 액세스 메모리(RAM), 및 비휘발성 저장 장치를 포함할 수 있다. 이외 하드웨어, 통상의 및/또는 커스텀이 포함될 수도 있다. 마찬가지로, 도면들에 도시된 임의의 스위치들은 단지 개념적이다. 이들의 기능은 프로그램 로직의 동작을 통해서, 전용 로직을 통해서, 프로그램 제어 및 전용 로직의 상호작용을 통해서, 또는 심지어 수동으로 수행될 수 있고, 특정 기술은 문맥으로부터 더 구체적으로 이해되는 바와 같이 구현자에 의해 선택될 수 있다.

청구항들에서 특정의 기능을 수행하기 위한 수단으로서 표현된 임의의 요소는 이 기능을 수행하는 임의의 방법을 포괄하도록 의도된다. 이것은 예를 들면 a) 이 기능을 수행하는 전기적 또는 기계적 요소들의 조합 또는 b) 따라서 만약 있다면, 소프트웨어로 제어되는 회로에 결합되는 기계적 요소들뿐만 아니라 기능을 수행하는 그 소프트웨어를 실행하기 위한 적합한 회로에 조합된, 펌웨어, 마이크로코드 등을 포함한 임의의 행태의 소프트웨어를 포함할 수 있다. 이러한 청구항들에 의해 정의된 바와 같은 발명은 다양한 인용된 수단에 의해 제공되는 기능들이 청구항들이 요구하는 방식으로 조합되고 함께 모여지는 사실에 있다. 이에 따라 출원인은 이들 기능들을 제공할 수 있는 임의의 수단을 여기 도시된 것들과 동등한 것들로서 간주한다.

소프트웨어 모듈들, 또는 단순히 소프트웨어인 것으로 내포되는 모듈들은 여기에서는 프로세스 단계들의 수행을 나타내는 흐름도 요소들 또는 그외 요소들 및/또는 텍스트에 의한 설명의 임의의 조합으로써 표현될 수 있다. 이러한 모듈들은 명시적으로 또는 암시적으로 나타낸 하드웨어에 의해 실행될 수 있다.

여기에 다른 것이 분명하게 특정되지 않는 한, 도면들을 축척에 맞게 도시되지 않았다.

설명에서, 도면들의 다른 것들에 동일 참조부호는 동일 구성성분들을 지칭한다.

도 1은 수신된 광학 신호의 적어도 하나의 소위 "일반적" 편광 성분을 전개하기 위해, 통상 수신기 내에 있는 발명의 원리들에 따라 배열되는 예시적인 장치를 도시한 것이다. 이것은 디지털 신호 처리에 관련하여 다이렉트 차동 검출을 채용함으로써 수신된 광학 신호의 전체 복합 광학 필드의 전자 버전을 전개함으로써 달성된다. 또한, 광학 신호가 이의 소스로부터 이동할 때 이 신호에 가해졌던 다양한 손상들을 보상하는 것이 가능하다. 도 1은 a) 편광 빔 스플리터(PBS)(101); b) 1x3 광학 스플리터들(102, 103); c) 광학 지연 간섭계들(ODI)(105, 106, 107, 108); d) 밸런스 세기 검출기들(111, 112, 113, 114); e) 단일 세기 검출기들(115, 116); f) 광학 증폭기들(121, 122, 123, 124, 125, 126); g) 광학 자동-이득 제어기들(AGCs)(131, 132, 133, 134, 135, 136); h) 아날로그 디지털 변환기들(ADCs)(141, 142, 143, 144, 145, 146); 및 i) 디지털 신호 처리(DSP) 유닛(150)을 도시한다.

특히, 편광 빔 스플리터(101)는 수신된 광학 신호를 분리하여 이로부터 2개의 직교 편광 성분들로서 E_x' 및 E_y'를 생성한다. E_x'는 1x3 광학 스플리터(102)에 공급되고 E_y'는 1x3 광학 스플리터(103)에 공급된다. 그러나, 직교 편광 성분들(E_x' 및 E_y')은 수신된 신호에서 현재 명백할 때는 원래 전송되었던 일반 성분들의 편광에 거의 대응하진 않는다.

1x3 광학 스플리터(102)는 3개의 복제본들을 생성하기 위해서 수신된 광학 신호를 복제한다. 1x3 광학 스플리터(102)에 의해 생성된 3개 빔들 중 하나는 광학 지연 간섭계(ODI)(105)에 공급되고, 1x3 광학 스플리터(102)에 의해 생성된 3개 빔들 중 다른 하나는 ODI(106)에 공급되고, 마지막 빔은 포토다이오드(115)에 공급된다. 원래 입력된 광학 신호로부터 복제본들 각각에 할당된 광학 파워는 구현자 재량으로 할당된다. 발명의 일 실시예에서, 입력 파워의 약 40 내지 45 퍼센트가 ODI들(105, 106)에 출력으로서 공급되고 예를 들면 10 내지 20 퍼센트의 나머지 파워가 포토다이오드(115)에 공급되도록 파워가 분할된다.

당업자들이 쉽게 알게 되는 바와 같이, 광학 지연 간섭계들(ODI)(105, 106, 107, 108)은 요구되는 특징들을 갖는 임의의 유형의 간섭계일 수 있다. 예를 들면, ODI들은 공지의 소위 마하젠더 간섭계(Mach-Zehnder interferometer)에 기초할 수 있다. 대안적으로, ODI들은 공지의 소위 마이캘슨 간섭계에 기반할 수 있다. 바람직하게, 2005년 12월 29일에 2005/0286911로서 공개된 "Apparatus and Method for Receiving a Quadrature Differential Phase Shift Key Modulated Optical Pulsetrain" 명칭의 Christopher R. Doerr 및 Douglas M. Gill에 의한 2004년 6월 23일에 출원된 미국특허출원번호 10/875016 및 2007년 4월 12일에 2007/0081826로서 공개된 "Optical Demodulating Apparatus and Method" 명칭의 Xiang Liu에 의한 2005년 8월 5일에 출원된 미국특허출원번호 11/163190에 개시된 바와 같은 기술들을 사용하여, ODI들(105, 106)은 이들의 상 직교성(또는 간섭 암들 간에 이들의 차동 위상들이 π/2 벗어난 것)이 예를 들면 자동으로 보장되도록 쌍으로 만들어진다. 또한, 바람직하게, 2개의 ODI 쌍들은 이들의 특징적 편광 방위들이 동일하도록 동일 기판 상에 모노리식으로 집적된다. ODI의 특징적 편광 방위들은 광섬유의 PSP와 유사한 것에 유의한다.

ODI들(105, 107) 각각은 이의 각각의 2개의 암들과 위상차, 즉

의 오프셋 간에 광학 경로에서 약 ΔT의 지연을 가지며, 여기서,

이며, 여기서 T_S는 신호의 심볼 기간이며, sps는 아날로그-디지털 변환기들에 의해 취해지는 심볼당 샘플들의 수이며,

는 임의로 선택된 수로서 바람직하게는 π/4로 설정된다. 그러하다면, ODI들의 자유 스펙트럼 범위(FSR), 즉 1/ΔT는 FSR = SR·sps로서 신호 심볼 레이트(SR)에 관계된다. 수치 시뮬레이션들에 기초하여, 바람직하게, sps는 4의 값으로 설정되는 것으로 발견되었음에 유의한다. 이것은 4미만의 sps 값은 이하 기술되는 절차들이 주어졌을 때 신호 파형을 충분히 정확하게 나타내기에 충분하지 않는 경향이 있고 반면 4 이상의 sps는 무시할만한 개선만을 제공하기 때문이다.

발명의 일 실시예에서 지연차는 ΔT*C/n의 그로스 길이 차이(gross length difference)를 갖게 간섭계의 하나의 암을 조절하고, 여기서 C는 진공에서 광의 속도이며 n은 암의 매질의 굴절률이고, 이후

의 위상 시프트가 일어나게 길이를 추가로 조절함으로써 달성될 수 있다. 실제로,

의 위상 시프트는 매우 작은 길이 차이에 대응하기 때문에, 위상 시프트 부분은 실제로는 다소 더 길거나 더 짧을 수 있고, 따라서 총 길이는

에 2π의 배수를 더하거나 감한 것임에 유의한다. 그러므로, 길이가 정밀하게

이 아닐지라도, 위상 변화는 실제로는

이다.

의 유효 길이 변화를 달성하기 위해 사용되는 총 길이 변화는 ΔT·C/n 길이의 몇 퍼센티지일 수 있다. 최대 25 퍼센트까지도 작동할 수 있으나, 바람직하게 퍼센티지는 10 퍼센트 미만이고, 물론 길이를 실제 요망되는 길이에 부합하게 보다 정확하게 할수록 성능은 더 좋아질 것이다. 발명의 다른 실시예들에서, 요구되는 지연 및 위상차가 달성되는 한, 요구되는 지연이 암들 간에 분할될 수 있다. 당업자들은 ODI들(105, 107)을 구현하기 위한 적합한 장치를 개발하는 방법을 쉽게 알 것이다.

통상적인 수신기들과의 호환성을 위해서 위상 오프셋 값

으로서 임의의 값이 채용될 수도 있으나, 이하 알게 되는 바와 같이,

의 어떤 값들이 잇점이 있게 채용될 수 있다. 예를 들면,

의 양호한 값은 DQPSK에 대해선 π/4이고 DBPSK에 대해선 0이다.

ODI들(106, 108) 각각은, 각각이 이들의 각각의 두 개의 암들 간에 광학 경로에서 약 ΔT의 지연이 있으나 이들이 갖고 있는 이들의 암들이

- π/2의 위상 오프셋을 갖는 점에서 ODI들(105, 107)과 유사하다. 따라서, ODI들(105, 106)의 위상 오프셋들 간의 차이는 π/2이며, 따라서 ODI들(105, 106)은 직교 위상 오프셋들을 갖는다고 한다. 유사하게, ODI들(107, 108)의 위상 오프셋들간의 차이는 π/2이며, 따라서 ODI들(107, 108)은 직교 위상 오프셋들을 갖는다고 한다.

함께, ODI(105, 106)은 소위 "I/Q ODI 쌍"을 구성한다. 이후, ODI들(105, 106)로 구성되는 I/Q ODI 쌍의 4개의 출력들은 도 1에 도시된 방식으로, 각각, 2개의 밸런스 검출기들(111, 112)에 의해 검출된다. 밸런스 검출기들(111, 112)의 출력들은 증폭기들(121, 122)의 각각의 증폭기에 의해 증폭되며, 이어서 이들은 선택적 자동-이득 제어기들(AGCs)(131, 132) 중 하나에 의해 정규화될 수 있다.

밸런스 세기 검출기들(111, 112)은 통상적인 것이다. 전형적으로, 밸런스 세기 검출기들(111, 112) 각각은 한 쌍의 잘 정합된 포토다이오드들로 구성된다. 밸런스 세기 검출기들(111, 112)은 ODI들(105, 106)의 암들 각각의 출력을 전기적 표현으로 변환한다. 이에 따라, 밸런스 세기 검출기들(111, 112)은 PBS(101)에서 1x3 광학 스플리터(102)에 공급된 수신된 광학 신호의 편광 성분에서 ΔT만큼 격리된 2개의 시간 위치들 간에 위상차들에 관한 정보를 내포하는 복소수 파형의 실수부와 허수부의 전기적 버전을 얻는다.

포토다이오드(115)는 통상의 다이렉트 세기 검출을 수행하며, 이에 따라 E_x'의 세기 프로파일을 전기적 형태로 얻는다.

증폭기들(121, 122, 125)은 각각 밸런스 세기 검출기(111), 밸런스 세기 검출기(112), 및 포토다이오드(115)에 의한 출력들로서 공급된 신호들을 증폭한다. 전형적으로, 증폭기들(121, 122, 125)은 밸런스 세기 검출기(111), 밸런스 세기 검출기(112), 및 포토다이오드(115)의 여러 포토다이오드들에 의해 출력되는 전류를 각각의 대응하는 전압들로 변환한다. 이를 위해서, 증폭기들(121, 122, 125)은 트랜스-임피던스 증폭기들일 수 있다. 또한, 증폭기들(121, 122)은 차동 증폭기들일 수 있다. 증폭 후에, 출력들 각각은 전형적으로 단일 단(single ended)이다. 선택적 자동-이득 제어기들(AGCs)(131, 132, 135)은 디지털화에 앞서 전기적 파형들을 정규화하기 위해 채용될 수 있다.

아날로그-디지털 변환기들(ADCs)(141, 142, 143)은 증폭된 신호들의 디지털 표현을 전개하기 위해 증폭된 신호들의 "디지털 샘플링"을 수행한다. ADC들(141, 142, 145)은 전형적으로 동일한 분해능으로서 예를 들면 8비트를 갖는다.

1x3 광학 스플리터(102)와 유사하게, 1x3 광학 스플리터(103)는 3개의 복제본들을 생성하기 위해서 수신된 광학 신호를 복제한다. 1x3 광학 스플리터(103)에 의해 생성된 3개의 빔들 중 하나는 광학 지연 간섭계(ODI)(107)에 공급되고, 1x3 광학 스플리터(103)에 의해 생성된 3개 빔들 중 다른 하나는 ODI(108)에 공급되고, 마지막 빔은 포토다이오드(116)에 공급된다.

함께, ODI들(107, 108)은 I/Q ODI 쌍을 구성한다. ODI들(107, 108)로 구성되는 I/Q ODI 쌍의 4개의 출력들은 도 1에 도시된 방식으로, 각각, 2개의 밸런스 검출기들(113, 114)에 의해 검출된다. 밸런스 검출기들(113, 114)의 출력들은 증폭기들(123, 124)의 각각의 증폭기에 의해 증폭되며, 이어서 이들은 선택적 자동-이득 제어기들(AGC)(133, 134) 중 하나에 의해 정규화될 수 있다.

밸런스 세기 검출기들(113, 114)은 통상적인 것이다. 전형적으로, 밸런스 세기 검출기들(113, 114) 각각은 한 쌍의 잘 정합된 포토다이오드들로 구성된다. 밸런스 세기 검출기들(113, 114)은 ODI들(107, 108)의 암들 각각의 출력을 전기적 표현으로 변환한다. 이에 따라, 밸런스 세기 검출기들(113, 114)은 PBS(101)에서 1x3 광학 스플리터(103)에 공급된 수신된 광학 신호의 편광 성분에서 ΔT만큼 격리된 2개의 시간 위치들 간에 위상차들에 관한 정보를 내포하는 복소수 파형의 실수부와 허수부의 전기적 버전을 얻는다.

포토다이오드(116)는 통상의 다이렉트 세기 검출을 수행하며 이에 따라 E_y'의 세기 프로파일을 전기적 형태로 얻는다.

증폭기들(123, 124, 126)은 각각 밸런스 세기 검출기(113), 밸런스 세기 검출기(114), 및 포토다이오드(116)에 의한 출력들로서 공급된 신호들을 증폭한다. 전형적으로, 증폭기들(123, 124, 126)은 밸런스 세기 검출기(113), 밸런스 세기 검출기(114), 및 포토다이오드(116)의 여러 포토다이오드들에 의해 출력되는 전류를 각각의 대응하는 전압들로 변환한다. 이를 위해서, 증폭기들(123, 124, 126)은 트랜스-임피던스 증폭기들일 수 있다. 또한, 증폭기들(123, 124)은 차동 증폭기들일 수 있다. 증폭 후에, 출력들 각각은 전형적으로 단일 단(single ended)이다. 선택적 자동-이득 제어기들(AGC)(133, 134, 136)은 디지털화에 앞서 전기적 파형들을 정규화하기 위해 채용될 수도 있다.

아날로그-디지털 변환기들(ADCs)(143, 144, 146)은 증폭된 신호들의 디지털 표현을 전개하기 위해 증폭된 신호들의 "디지털 샘플링"을 수행한다. ADC들(143, 144, 146)은 전형적으로 동일한 분해능으로서 예를 들면 8비트를 갖는다.

디지털 신호 처리 유닛(150)은 ADC들(141 내지 146)로부터 공급된 모든 디지털화된 신호들의 디지털 표현을 수신하여 수신된 광학의 적어도 하나의 소위 "일반" 편광 성분을 전개한다. 일반 편광 성분은 일반적으로 송신을 위한 이 편광 성분의 변조가 완료되는 시점에서의 수신된 신호에 대응하는 원 신호를 의도함에 유의한다.

발명의 일 양태에 따라서, 재구성 유닛(151-1)은 ADC들(141, 142, 145)로부터 공급된 디지털화된 신호들을 수신하여, 수신된 광학 신호, 예를 들면 x'의 편광들 한 편광의 진폭 및 위상 프로파일들의 디지털 표현을 전개한다. 마찬가지로, 발명의 일 양태에 따라서, 재구성 유닛(151-2)은 ADC들(143, 144, 146)로부터 공급된 디지털화된 신호들을 수신하여, 수신된 광학 신호, 예를 들면 y'의 다른 편광 중 한 편광의 진폭 및 위상 프로파일들의 디지털 표현을 전개한다. 이를 위해서, 재구성 유닛(151-1)은 이의 입력들을 마치 이들이 광학 신호 전체인 것처럼 하여 취급하고 왜곡들에 대한 어떤 보상에 앞서 예를 들면 m=1을 사용하여 Liu-Wei에 따라, 예를 들면 재구성 유닛(151)에 관련하여 Liu-Wei에 기술된 처리에 따라 상기 입력들을 처리한다. Liu-Wei에서 E_R(t_s)라고 하는 이 재구성을 위한 결과적인 출력은 여기에서는 E_x'(t)라 한다. 마찬가지로, 재구성 유닛(151-2)은 이의 입력들을 마치 이들이 광학 신호 전체인 것처럼 하여 취급하고 왜곡들에 대한 어떤 보상에 앞서 예를 들면 m=1을 사용하여 Liu-Wei에 따라, 예를 들면 재구성 유닛(151)에 관련하여 Liu-Wei에 기술된 처리에 따라 상기 입력들을 처리하여 수신된 광학 신호 필드, 즉 진폭 및 위상 프로파일들을 전개한다. Liu-Wei에서 E_R(t_s)라고 하는 이 재구성을 위한 결과적인 출력은 여기에서는 E_y'(t)라 한다.

광섬유 복굴절 또는 PMD에 기인하여, 광섬유 전송 후에 수신기에 수신된 광학 신호의 2개의 직교 편광 성분들은 일반적으로 신호의 일반 편광 성분들이 아니다. 그러므로, 발명의 일 양태에 따라서, 수신기에 수신된 광학 신호의 2개의 직교 편광 성분들 각각의 복소수 필드의 재구성된 디지털 버전들 E_x'(t) 및 E_y'(t)은 이하 기술되는 바와 같이, 수신된 광학의 적어도 하나의 "일반" 편광 성분을 전개하기 위해 함께 추가로 처리될 필요가 없다.

도 4는 PMD를 야기하는 전형적인 광섬유 전송 링크(402)로 광학 신호가 전달될 때 편광 "전개"를 보인 것이다. 2개의 축들간에 어떤 DGD을 야기하는 단일 DGD 요소로서 광섬유를 취급할 때 이하

및

로서 규정되는, 광섬유의 2개의 PSP 축들을 따른 광섬유 전송 후에 신호의 2개의 편광 성분들은 다음과 같이 수신된 신호 필드 E_x' 및 E_y'의 2개의 직교 성분들에 결부될 수 있다.

여기서, θ₂는 PBS(101)의 2개의 특징적 방위들과 광섬유(402)의 2개의 PSP 축들간에 각도이고,

는 PBS(403) 직후에 2개의 수신된 편광 성분들의 위상차와 비교하여 2개의 재구성된 신호 필드들(Ex', Ey')의 추가의 위상차이다. 추가의 위상차는 2개의 재구성된 광학 필드들에서 사용되는 2개의 기준점들 간에 초기에 미지의 상대적 위상차를 포함한다. 발명의 일 양태에 따라서, 조인트 처리 동안 위상차

는 이하 기술되는 바와 같이, 탐색 기술을 채용함으로써 결정된다. E_x' 및 E_y'는 편광 빔 스플리터(403)에 의해 분리되는 수신된 광학 신호의 2개의 직교 편광 성분들의 재구성된 광학 필드들이다.

이하

및

로서 규정되는 것으로서, 광섬유(402)의 입력에서 광섬유(402)의 2개의 PSP 축들을 따른 신호의 2개의 편광 성분들은 다음처럼

및

에 관계될 수 있다.

여기서

는 PMD로 야기된 DGD이며,

는 PMD로 야기된 또는 환경적인, 예를 들면 기계적 또는 온도 변화들에 기인하여 시변일 수 있는 2개의 PSP들간에 복굴절로 야기된 위상차이다. 통상적으로, || 및

축들은 각각 고속 PMD 축 및 저속 PMD 축이라고 한다. PMD가 충분히 작은 경우에,

는 식(3)에서 0으로 근사화될 수 있으나, PMD로 야기된 또는 복굴절에 의해 야기된 위상차

는 무시될 수 없다.

송신기(401)로부터 방출된 원래의 신호가 2개의 일반 편광 성분들 E_x 및 E_y를 전달하기 위해 편광 멀티플렉싱될 때, 2개의 일반 성분들은 다음처럼

및

에 연결될 수 있다.

(4)

여기서

는 송신기로부터 원 신호의 2개의 직교 편광 성분들과 이의 입력에서 광섬유의 2개의 PSP 축들간에 각도이다.

식(2), 식(3) 및 식(4)를 결합하면, 2개의 일반 편광 성분들 E_x 및 E_y는 다음처럼 수신된 편광 성분들 항들로 표현될 수 있다.

원 신호가 단일로 편광된 경우, 즉 송신기에서 단지 하나의 일반 편광 성분으로서 예를 들면 E_x만을 갖는 경우, 식(5)에서 계산의 절반만이 필요하게 된다.

식(5)에 나타낸 바와 같이, 5개의 파라미터들

및

은 일반적으로 단일 편광 또는 편광 멀티플렉싱될 수 있는 원래의 광학 신호 필드를 복구하기 위해 필요하다. PMD가 충분히 작을 때, 예를 들면 PMD로 야기된 DGD가 신호 심볼 기간보다 훨씬 작을 때,

은 원 신호 필드를 도출할 때 제로로 안전하게 설정될 수 있고, 결정될 4개의 파라미터들

을 남긴다. 이들 파라미터들은 일반적으로 시변이기 때문에, 이들 파라미터들의 값들을 동적으로 찾는 것이 필요하다.

수신된 광학 신호의 2개의 직교 편광 성분들의 재구성된 광학 필드들로부터 일반 편광 성분들을 복구하는데 필요로 되는 디지털 신호 처리는 각 블록이 복수의 샘플들을 갖는 것으로 블록별로 수행될 수 있다. 도 5는 발명의 일 양태에 따라, 수신된 광학 신호의 2개의 직교 편광 성분들의 재구성된 광학 필드들로부터 일반 편광 성분들을 복구하기 위해 필요로 되는 디지털 신호 처리를 수행하는 예시적인 구성을 도시한다. 이 회로는 디멀티플렉서들(501, 502), M 처리 유닛들(PUs)(505), 및 멀티플렉서들(503, 504)로 구성된다.

도 5의 구성에의 입력들은 E_x'(t) 및 E_y'(t)이며 이로부터 출력들은 E_x(t) 및 E_y(t)이다. 디멀티플렉서들(501, 502) 각각은 M 병렬 경로들을 통해 수신한 샘플들을 분할하고, 그럼으로써 PU들(505)의 처리 속도 요건을 감소시킨다. 결국, 멀티플렉서들(503, 504)은 처리된 샘플들을 멀티플렉싱하여 E_x(t) 및 E_y(t)를 구성한다. 임의의 주어진 시간에, PU들(505) 중 하나에 공급되는 샘플들의 블록들은 그의 이웃한 PU들의 것들과 중첩하는 샘플들을 가질 수 있다. 또한, Liu-Wei에 기술된 바와 같이 멀티플렉서들 및 디멀티플렉서들은 필드 재구성 프로세스와 공유될 수 있는 것에 유의한다.

도 6은 PU들(505) 각각을 구성하는데 이용되기 적합한 구성(600)의 예시적인 고 레벨 블록도를 도시한다. 구성(600)은 PU(505)로서 채용될 때, 각 시간 기간마다, 한번에, 각 블록이 길이 N인 2개의 대응하는 블록들의 샘플들을 수신한다. N은 전형적으로 4보다 크며 40 미만이고, 적합한 값은 약 10이다. N에 대해 선택된 값은 달성가능한 정확도와 샘플들을 처리하는데 필요한 계산 속도간 절충을 나타낸다. 수신된 샘플들은 피드-포워드 서브프로세서(601) 및 실시간 서브프로세서(602)에 공급된다. 피드-포워드 서브프로세서(601)는 E_x(t) 및 E_y(y)를 복구하는데 필요한 파라미터들의 최선의 추측들을 찾으며,

를 제외하고, 이들 파라미터들을 실시간 서브프로세서(602)에 공급한다. 실시간 서브프로세서(602)는 피드-포워드 경로(601)에 의해 결정되었던 파라미터들

의 최선의 추측들뿐만 아니라, N 쌍의 E_x'(t) 및 E_y'(t)를 수신하고, 이하 기술되는 바와 같이 수신된 입력들을 처리한 후에 N 쌍의 E_x(t) 및 E_y(t) 샘플들을 출력으로서 공급한다.

도 7은 발명의 일 양태에 따라, E_x(t) 및 E_y(t)을 복구하는데 필요한 파라미터들의 최선의 추측들을 찾기 위한 흐름도 형태로 나타낸 예시적인 프로세스를 도시한다. 이 프로세스는 피드-포워드 서브프로세서(601)에서 수행될 수 있다. 프로세스는 N 쌍의 E_x'(t) 및 E_y'(t) 샘플들이 수신되었을 때 단계 702에서 시작한다. 다음에, 단계 703에서, 식(5)를 사용하여, 수신된 N 쌍의 E_x'(t) 및 E_y'(t) 샘플들 각각에 대해 E_x(t) 및 E_y(t)의 후보값들이 계산된다. 그와 같이 행하기 위해서, 각각의 E_x(t) 및 E_y(t) 쌍에 대해, 5개의 파라미터들의 각각의 물리적으로 허용가능한 범위들에 대해서 이들 파라미터들 각각에 대한 값들의 각각의 가능한 조합에 대해 한 후보 값이 계산된다. 예를 들면, 물리적으로 허용가능한 범위들은

,

및

일 수 있다.

에 있어서 채용되는 범위는

이 실제로 더 클 수 있음이 인식될지라도 신호의 0부터 심볼 기간까지일 수 있다.

바람직하게, 이것은 5개의 파라미터들 각각에 대한 값들의 조합을 선택하고 이들을 사용하여 E_x(t) 및 E_y(t)의 N개의 후보값들을 계산함으로써 수행된다. 발명의 일 실시예에서, 파라미터들 각각에 대한 추측값들은 이의 허용범위 내에 걸쳐 균일하게 분포된다. 전형적으로, 각 파라미터마다 10 내지 20 추측값들이면 충분할 것이다.

계산을 수행하는 한 방법은 이중 루프를 이행하는 것으로, 여기서 외곽 루프는 파라미터 값들이고 내곽 루프는 N 샘플 쌍들이다. 이와 같이 배열된 루프는 단계 704의 계산을 용이하게 하는데, 여기서 N 후보 E_x(t) 및 E_y(t)의 분산형의 양을 최소화하는 5 파라미터들의 특정 값들이 선택된다. 예를 들면, 한 후보 세트의 Ex(t)의 분산을 최소화하는 5 파라미터들의 값들, 즉

이 최선의 추측으로서 선택된다. 대안적으로, 한 후보 세트의 E_y(t)의 분산을 최소화하는 5 파라미터들의 값들, 즉

이 최선의 추측으로서 선택된다. 대안적으로, 최소화될 분산형의 양으로서 2개의 분산들의 어떤 조합이 특정될 수 있다.

신호의 일반 편광 성분들, 즉 E_x(t) 및 E_y(t)의 전술한 선택은 본래 전송되었을 때 일반 편광 성분들이 적어도 DBPSK 및 DQPSK를 포함하는 일반적으로 DPSK형 포맷들의 경우인, 본래 일정한 세기, 즉 진폭을 가졌던 것으로 가정한다. 대안적으로, 이들 파라미터들의 최선의 추측들은 일정 모듈러스 알고리즘(CMA)과 유사하거나 이에 기초한 방법들을 사용하여 발견될 수 있다.

단계 705에서, 4개의 파라미터들

에 대한 최선의 추측들이 출력으로서 공급되고, 다음 N 쌍의 E_x'(t) 및 E_y'(t) 샘플들을 처리하기 위해 제어를 단계 702로 보낸다. 4개의 파라미터들

의 값들은 전형적으로 신호 심볼 레이트보다 훨씬 느린 레이트로 변하는 경향이 있음에 유의한다. 이에 따라, 피드-포워드 서브프로세서(601)는 이것이 수신하는 N 쌍의 E_x'(t) 및 E_y'(t) 샘플들의 모든 블록들을 처리할 필요는 없는데, 이것은 이와 같이 행하는 것은 파라미터들이 실질적으로 변하지 않는 채로 있는 기간들 동안 근본적으로 동일한 값들을 야기할 것이기 때문이다. 예를 들면, 광섬유 PMD 변화 레이트는 일반적으로 10 KHz보다 느린데, 이것은 10 Gbaud 신호의 심볼 레이트보다 10⁶ 배 느리다. 잇점이 있게, 이것은 피드-포워드 서브프로세서(601)에 요구되는 계산 속도를 현저히 완화시킨다. 물론, 4개 파라미터들

의 값들의 변화 레이트가 더 빠르다면, 이들은 더 자주, 또는 매 블록마다 계산될 수 있다.

발명의 또 다른 실시예에서, 저속 가변 파라미터들

각각에 대해 10 내지 20 추측들을 사용하기보다는 각 파라미터에 대해 하나는 이전의 최선의 추측값이고 다른 2개는 이의 가장 가까운 이웃한 추측값인 단지 3개의 추측값들이 채용된다. 각도 파라미터들에 대해서, 가장 가까운 이웃 추측값들은 순환 이웃들일 것이며, 이것은 일반적으로 적합한 값으로서 예를 들면

에 대해선 2π 및

과

에 대해선 π인 값에 관하여 모듈러스를 취함을 의미한다. 2개의 가장 가까운 이웃 추측값들간에 순환 간격은 파라미터의 허용가능한 범위보다 훨씬 작아야 한다. 바람직하게, 간격은 파라미터의 허용가능한 범위보다 적어도 10배 작다.

에 대해서 가장 가까운 이웃들은 각 스텝이 심볼 기간보다 실질적으로 작은 것인 한 최소 스텝 업 및 한 최소 스텝 다운인 값들이다. 바람직하게, 간격은 파라미터의 허용가능한 범위보다 적어도 5배 작다. 이와 같이 행하는 것은 요구되는 계산량을 잇점이 있게 감소시킨다.

발명의 또 다른 실시예에서,

에 대한 추측값은 탐색될 필요가 없다. 그보다는,

에 대한 추측값은 심볼 기간의 분수값, 예를 들면 0.4 T_S로 고정될 수 있고, 유용한 PMD 계산은 여전히 유용하다.

도 8은 발명의 일 실시예에서 실시간 서브프로세서(602)에 의해 수행되는 흐름도 형태로 나타낸 예시적인 프로세스를 도시하는 도면이다. 단계 802에서, 피드-포워드 서브프로세서(601)에 위해 얻어진 파라미터들

,

및

의 최선의 추측들뿐만 아니라 N 쌍의 E_x'(t) 및 E_y'(t) 샘플들이 수신된다. 다음에, 단계 803은 식(5)를 사용하여

의 한 세트의 추측값들에 대해 E_x(t) 및 E_y(t)를 계산한다.

그 후에, 단계 804에서,

의 최선의 추측을 찾는다. 발명의 일 실시예에서, 최선의 추측은 E_x(t)를 나타내는 N 량들, 즉

및 E_y(t)를 나타내는 N 량들, 즉

의 분산 중 적어도 하나가 최소이게 하는 추측이다. 통상 E_x(t)를 나타내는 N 량들의 분산 및 E_y(t)를 나타내는 N 량들의 분산 중 하나를 최소가 되게 하는 것은 다른 것도 최소가 되게 함에 유의한다. 그러나, 이것은 예를 들면 잡음이 있을 때 항시 그러한 것은 아니며, 구현자는 대신에 E_x(t)를 나타내는 N 량들의 분산과 E_y(t)를 나타내는 N 량들의 분산간에 차이를 최소화하게 선택할 수 있다.

단계 805에서

의 최선의 추측에 대응하는 N 쌍의 E_x(t) 및 E_y(t) 샘플들은 출력들로서 공급되고 제어는 다음 N 쌍의 E_x'(t) 및 E_y'(t) 샘플들을 처리하기 위해 단계 802로 간다.

도 9는 PU들(505) 각각을 구성하는데 사용되기에 적합하지만 도 6에 도시된 구성에 비해 처리 속도를 높이도록 배열된 구성(900)의 고 레벨 블록도이다. 도 9의 구성은

,

, 및

파라미터들이 전형적으로

이 변하는 것보다 훨씬 느리게 변하며, 따라서 이들은 더 느린 레이트로 계산될 수 있다는 사실을 고려한다. 이를 위해서 도 6의 피드-포워드 서브프로세서(601)는 도 6의 피드-포워드 서브프로세서(601)에 비해 더 느린 레이트로 계산하는 제 1 피드-포워드 서브프로세서(901)와, 도 6의 피드-포워드 서브프로세서(601)가 행한 바와 동일한 레이트로 계산하는 제 2 피드-포워드 서브프로세서(903)로 또한 분할된다.

제 1 피드-포워드 서브프로세서(901)는 입력으로서 N 쌍의 E_x'(t) 및 E_y'(t) 샘플들을 수신하고 출력들로서 파라미터들

,

, 및

의 최선의 추측들을 공급한다. 마찬가지로, 제 2 피드-포워드 서브프로세서(903)는 입력으로서 N 쌍의 E_x'(t) 및 E_y'(t) 샘플들을 수신하고 출력들로서 제 1 피드-포워드 서브프로세서(901)에 의해 공급되는

,

, 및

의 최선의 추측들을 입력으로서 수신한다. 제 2 피드-포워드 서브프로세서(903)는 출력으로서

의 최선의 추측값을 실시간 서브프로세서(602)에 공급하며, 또한

,

, 및

의 최선의 추측들을 전달한다. 대안적으로,

,

, 및

의 최선의 추측들은 제 1 피드-포워드 서브프로세서(901)에서 실시간 서브프로세서(602)로 직접 공급될 수도 있을 것임에 유의한다. 잇점이 있게, 제 1 피드-포워드 서브프로세서(901)의 업데이트 레이트는 제 2 피드-포워드 서브프로세서(903)의 것보다 훨씬 느릴 수 있기 때문에, 피드-포워드 경로의 계산 속도 요건은 전체적으로 감소된다.

실시간 서브프로세서(602)는 피드-포워드 서브프로세서(601)가 아니라 제 2 피드-포워드 서브프로세서(903)로부터일지라도 6에서 행해진 바와 같이 동일 N 쌍의 E_x'(t) 및 E_y'(t) 샘플들 및 파라미터들

,

및

의 최선의 추측들을 수신하고, 위에 기술된 바와 같이 신호 처리에 기초하여 N 쌍의 E_x(t) 및 E_y(t) 샘플들을 출력한다.

위에 기술된 전자식 PMD 보상(PMDC)의 유효성은 각각이 자신의 "가상" DGD 파라미터들을 갖는 것인 복수의 세그먼트들로 구성된 것인 양 광섬유를 취급함으로써 더 개선될 수 있다. 더 구체적으로, 광섬유에 의해 야기된 PMD를 기술하는데 이전에 사용된 3개의 파라미터들

,

및

대신에, 광섬유 링크를 M개의 PMD 세그먼트들의 연결로서, 즉 미니 광섬유들로서 취급할 수 있고, 그 각각은 3개의 파라미터들

및

에 의해 기술되며, 여기서 i = 1, 2,...M은 가상 PMD 세그먼트의 인덱스이다. 2개의 수신된 편광 성분들은 다음처럼 일반적으로 일반 편광 성분들 E_x 및 E_y에 연결될 수 있다.

여기에서 행렬 T는 광섬유 링크의 편광 변환을 나타내며, R₂는 수신기에서 사용되는 PBS의 편광축들 상에 광섬유 출력에서 광섬유 PMD PSP 축들을 따른 신호 성분들의 투영에 연관된 회전 행렬이며, PMDⁱ는 제 i 세그먼트의 PMD 효과를 기술하는 행렬이며, P는 수신기에서 편광 빔 분할 후에 2개의 재구성된 필드들간에 추가의 위상 지연을 나타내는 위상 지연 행렬이다.

도 4에 도시된 표기들을 사용하여, 회전 행렬 R₂는 다음처럼 작성될 수 있다.

위상 지연 행렬 P는 다음처럼 작성될 수 있다.

제 i 세그먼트의 PMD 행렬은 예를 들면 다음처럼 시간 영역으로부터 푸리에 변환 후에 주파수 영역에서 작성될 수 있다.

여기서

및

는 각각, 차동 그룹-지연(DGD) 및 제 i PMD 세그먼트의 2개의 PSP 축들 간의 위상 지연이며,

는 제 i PMD 세그먼트의 입력에서 신호 편광의 방위와 이의 PSP 축들 중 하나 사이의 각도이며,

는 신호의 중심 주파수로부터 벗어난 주파수이다. 시간 영역에서, PMD 행렬은 다음처럼 입력 신호에 작용한다.

,

여기서

및

는

일 때 그의 출력에서 PMD 세그먼트 i-1의 2개의 PSP 축들을 따른 2개의 직교 신호 편광 성분들, 또는 i=1일 때 일반 신호 편광 성분들 E_x 및 E_y이다. 원리적으로, 편광 변환 행렬 T를 알고 있을 때, 일반 신호 편광 성분들은 다음을 사용하여 재구성된 편광 성분들로부터 도출될 수 있다.

,

여기서 -1은 표준 행렬 역 연산을 나타내는 것으로, 즉 행렬과 이의 역과의 곱은 단위 행렬 I이다

도 10은 PU들(505) 각각을 구성하는데 사용되기에 적합하고 도 6 또는 도 9의 구성들을 사용하는 것보다 달성될 수 있는 고차 PMD를 포함한 PDM에 대한 더 나은 보상을 달성하기 위해 복수의 세그먼트들로 구성된 것인 양 광섬유를 취급하도록 배열된 구성(900)의 예시적인 고 레벨 블록도이다. 이러한 전자식 PMDC를 수행하는 프로세스는 광섬유가 M개의 "가상" PMD 요소들로 구성된 것으로 가정한다. 피드-포워드 서브프로세서(1001)는 입력들로서 N 쌍의 E_x'(t) 및 E_y'(t) 샘플들을 수신하고 이의 출력으로서 파라미터들

,

의 최선의 추측들을 공급한다. 실시간 서브프로세서(1002)는 입력들로서 피드-포워드 서브프로세서(1001)에 의해 공급된 파라미터들의 최선의 추측들뿐만 아니라 N 쌍의 E_x'(t) 및 E_y'(t) 샘플들을 수신하며, 출력들로서 위에 기술된 방법들을 사용하여 N 쌍의 E_x(t) 및 E_y(t) 샘플들을 공급한다.

M이 증가함에 따라, PMDC 능력도 증가한다. 그러나, PMDC 계산들을 수행하기 위한 필요로 되는 계산 능력도 증가한다. 이에 따라, 요구되는 계산 능력과 수행되는 PMDC 간에 절충이 있다. 종종 M = 2로 설정하는 것만으로 처리능력에 상당한 증가를 요구함이 없이 1차 PMD 보상보다 더 나는 것을 제공하는데 충분함에 유의한다. 더 단순화를 위해서,

에 대한 추측값들은 위에 언급된 바와 같이, 심볼 기간의 분수로서 예를 들면 0.4T_S로 고정될 수 있다.

도 11은 PU들(505)의 각각을 구성하기 위해 사용되는데 적합하지만 각각이 0.475로 고정된 DGD 값들을 각각이 각는 2개의 세그먼트들로 구성된 것인 양 광섬유를 취급하도록 배열된 구성(100)의 고 레벨 블록도를 도시한다.

발명의 일 양태에 따라서, 위에 기술된 디지털 PMD 보상 방법들은 또한 소위 "이중 편광 코히런트 검출" 수신기들에 채용될 수 있고, 수신된 광학 신호의 2개의 직교 편광 성분들의 디지털 표현들이 얻어짐에 유의한다. DSP를 구비한 전형적인 이중 편광 코히런트 검출 수신기는 여기 전체가 개시된 것으로 하여 참조로 통합된 것으로서 ECOC'06 post-deadline paper Th4.3.3로서 공개된 Fludger 등에 의한 "Uncompensated Transmission of 86Gbit/s Polarization Multiplexed RZ-QPSK over 100km of NDSF Employing Coherent Equalisation"에 나타나 있다. 도 12는 PU들(505) 각각을 구성하기 위해 사용되는데 적합하고 발명의 일 양태에 따라 코히런트 검출 수신기에 사용하기 위해 배열된 구성(1200)의 예시적인 고 레벨 블록도이다.

공지된 바와 같이, 이러한 코히런트 검출 수신기들은 수신된 편광 성분들 둘 모두에 대한 절대 위상 기준을 제공하는 광학 국부 발진기(OLO)를 채용한다. 결과적으로, 필드 재구성 프로세스에 기인하여 추가의 위상차

에 불확실성은 없다. 결국,

는 실시간 서브프로세서(1202)에서 추정될 필요가 없으며, 대신 실시간 서브프로세서에 계산 노력이 훨씬 감소되도록 피드-포워드 서브프로세서(1201)에서 추정될 수 있다. 전형적으로,

는 매우 저속, 예를 들면 <1 KHz로 변하며, 따라서 피드-포워드 서브프로세서(1201)는 신호 데이터 레이트보다 훨씬 낮은 속도로

를 업데이트하는 것만을 필요로 한다.

도 13은 도 8과 유사하게, 발명의 일 실시예에서 실시간 서브프로세서(1202)에서 수행되는 흐름도 형태로 나타낸 예시적인 프로세스를 도시한다. 단계 1302에서 피드-포워드 서브프로세서(1201)에 의해 얻어진 M개의 가상 세그먼트들 각각에 대해

및

파라미터들의 최선의 추측들뿐만 아니라 N 쌍의 E_x'(t) 및 E_y'(t) 샘플들이 수신된다. 다음에, 단계 1303은 식(11)을 사용하여 E_x(t) 및 E_y(t)을 계산한다. 단계 1305에서 N 쌍의 E_x(t) 및 E_y(t) 샘플들은 출력들로서 공급되고 제어는 다음 N 쌍의 E_x'(t) 및 E_y'(t) 샘플들을 처리하기 위해 단계 1302로 간다.

위에 언급된 바와 같이, 간단하게 하기 위해서, DGD 값들은 고정될 수 있는데, 예를 들면 각각은 약 0.4T_S와 같다. 또한, M은 2로 선택될 수 있다.

일단 원 신호 필드가 얻어지면, 예를 들면 색 분산 및/또는 자기-위상 변조와 같은 다른 손상들에 대한 추가의 보상 및 적합한 복조에 따른 데이터 복구를, 다른 손상들에 대한 보상 유닛(152), 복조 유닛(154), 및 데이터 복구 유닛(155)을 사용하여 적어도 일반 편광으로부터 데이터 콘텐트를 추출하기 위해 수행될 수 있다.

차동 검출의 사용에 따른 실제 문제는 전형적으로 편광 의존성 위상 시프트(PDPS)를 나타내는 ODI들을 채용한다는 것이다. 즉, 일반적으로, ODI의 두개의 암들 사이에 위상 오프셋 φ은 광학 신호의 편광 상태에 의존한다. 신호 편광이 ODI의 2개의 특징적 편광 방위들 중 하나에 정렬될 때, 위상 오프셋 φ은 그의 최대 또는 그의 최소에 도달한다. PDPS는 최대 위상 오프셋과 최소 위상 오프셋간의 차이이다.

3개의 공통되는 유형들의 ODI로서: 1) 광섬유 기반, 2) 플래나 광파 회로(PLC) 기반, 및 3) 자유 공간 광학계 기반이 있다. 광섬유 기반 ODI의 PDPS는 전형적으로 기계적 스트레스에 기인한 광섬유의 복굴절에 기인한다. PLC 기반의 ODI의 PDPS는 전형적으로 PLC의 도파 구조의 복굴절에 기인한다. 자유공간 광학계 기반의 ODI의 PDPS는 전형적으로 2개의 광학 간섭 경로들을 형성하는데 사용되는 빔 스플리터의 편광 의존성 위상 지연에 기인한다. PDPS는 약 2도(0.035 rad.) 내지 약 20도(0.35 rad.)의 범위일 수 있고, 임의의 ODI에 대한 특정값은 이의 설계에 따른다.

여기에 기술된 바와 같은 필드 재구성 프로세스는 복수의 샘플링 위치들에서 위상차 추정에 의존한다. 신호 편광이 ODI의 2개의 특징적 편광 방위들 중 하나와 일치하지 않는다면, PDPS는 샘플링 점들의 수가 증가함에 따라 누적되어 정확한 위상 추정을 못하게 할 것이다. 이에 따라, 2개의 분할된 신호들, 즉 E_x' 및 E_y' 각각의 편광이 ODI들의 2개의 특징적 편광 방위들 중 하나에 일치하도록 PBS(101)를 정렬시키는 것이 바람직하다. 이것은 예를 들면, 1) PBS(101)의 2개의 출력들을 ODI 쌍들(105 - 106 및 107 - 108)의 2개의 입력들에 연결하기 위해 적합한 방위들로 광섬유들 편광을 유지하거나, 2) ODI들이 자유공간 광학계 기반일 때 ODI 쌍들(105 - 106 및 107 - 108)의 2개의 입력들과 PBS(101) 간에 자유공간 광학적 연결들의 편광을 유지함으로써 달성될 수 있다.

도 2는 도 1에 도시된 것과 유사하나 세기 검출 브랜치들이 생략된 발명의 실시예를 도시한다. 발명의 일 양태에 따라서, 각각의 편광 성분에 대한 세기 프로파일은 수신된 광학 신호로부터 직접 복구되기보다는 복소수 파형들 중 그의 각각의 파형의 절대값으로부터 근사화된다.

도 3은 도 1에 도시된 것과 유사하나 단일 I/Q ODI 쌍만을 채용하는 발명의 또 다른 실시예를 도시한다. 이것은 도 1의 PBS(101)을 제거하고 이 대신 제 1 I/Q ODI의 4개의 출력들에서 4개의 PBS들(301)을 채용함으로써 달성된다. 또한, 도 2에서처럼, 세기 검출 브랜치들은 생략되며 각 편광 성분에 대한 세기 프로파일은 수신된 광학 신호로부터 직접 복구되지 않고 근사화된다. 잇점이 있게, 도 1의 배열에 관하여, 전체 배열의 비용은 현저히 감소된다.

도 3의 실시예에서, 수신된 신호는 ODI들(305, 306)로 구성된 단일 편광 독립적 I/Q ODI 쌍에 직접 공급되고, 이의 4개의 출력들은 각각 동일 편광 방위를 가진 PBS들(301)의 각각에 각각 연결된다. PBS들(301)로부터 8개의 출력들은 4개의 x'-편광된 출력들과 4개의 y'-편광된 출력들로 구성되는 것으로, 도 1의 I/Q ODI 쌍들의 출력들과 동일한 방식으로 취급된다. 즉 밸런스 검출기들에 의해 검출되고 이들의 출력들은 선택적 증폭 및 이득 제어 후에, 각각의 ADC에 의해 샘플링된다. 이후 샘플링된 파형들은 위에 기술된 바와 같이 신호 광학 필드의 디지털 표현을 얻기 위해 처리된다.

당업자들이 쉽게 이해하는 바와 같이, 본 발명은 ODI(들) 및 밸런스 검출이 공통적으로 DPSK 검출을 위해 사용되기 때문에, 차동 이진 위상-시프트 키잉(DBPSK) 및 차동 직교 위상-시프트 키잉(DQPSK) 신호들과 같은 광학 차동 위상-시프트 키잉(DPSK)에 적용될 수 있다. 또한, 본 발명은 진폭-시프트 키잉(ASK), 조합된 DPSK/ASK, 및 차동 QAM에도 적용될 수 있다.

101 : 편광 빔 스플리터 102, 103: 1x3 광학 스플리터들
105, 106, 107, 108 : 광학 지연 간섭계들
111, 112, 113, 114 : 밸런스 세기 검출기들
115, 116 : 단일 세기 검출기들
121, 122, 123, 124, 125, 126 : 광학 증폭기들
131, 132, 133, 134, 135, 136 : 광학 자동-이득 제어기들
141, 142, 143, 144, 145, 146 : 아날로그 디지털 변환기들
150 : 디지털 신호 처리(DSP) 유닛

Claims

광학 수신기에 있어서,
2개의 복소수 파형들의 실수부와 허수부 각각은 수신된 광학 신호의 2개의 직교 편광 성분들의 각각의 개별 성분에 대해 규정된 양만큼 이격된 복수의 시간 위치들 사이의 위상차들에 관한 정보를 내포하는 것으로 이들의 전자적 아날로그 표현들을 출력으로서 공급하는 이중 편광 다이렉트 차동 수신기 부분; 및
상기 수신된 광학 신호의 적어도 하나의 일반 편광 성분을 나타내는 세기 및 위상 프로파일의 디지털 표현을 전개하기 위해 상기 이중 편광 다이렉트 차동 검출 수신기 부분에 결합된 신호 프로세서를 포함하는, 광학 수신기.
제 1 항에 있어서,
상기 신호 프로세서는 상기 2개의 복소수 파형들의 상기 실수부 및 허수부의 상기 전자 아날로그 표현들 둘 모두로부터의 정보를 사용하여 상기 수신된 광학 신호의 적어도 하나의 일반 편광 성분을 나타내는 세기 및 위상 프로파일의 상기 디지털 표현을 전개하는, 광학 수신기.
제 1 항에 있어서,
상기 신호 프로세서는:
상기 수신된 광학 신호의 상기 2개의 직교 편광 성분들의 각각의 상기 광학 필드의 디지털 표현을 전개하는 수단; 및
상기 수신된 신호의 상기 두 직교 편광 성분들의 상기 광학 필드들의 상기 디지털 표현들을 조인트 처리함으로써 상기 광학 신호의 적어도 하나의 일반 편광 성분의 상기 광학 성분의 디지털 표현을 전개하기 위한 수단을 추가로 포함하는, 광학 수신기.
제 1 항에 있어서,
상기 신호 프로세서는 상기 수신된 광학 필드가 이동해 온 채널에 의해 상기 수신된 광학 신호에 초래된 전송 손상에 대해 상기 수신된 광학 신호의 적어도 하나의 상기 일반 편광 성분을 나타내는 세기 및 위상 프로파일의 상기 디지털 표현을 보상하기 위한 수단을 추가로 포함하는, 광학 수신기.
제 1 항에 있어서,
상기 신호 프로세서는 상기 수신된 광학 신호의 적어도 하나의 상기 일반 편광 성분을 나타내는 세기 및 위상 프로파일의 상기 디지털 표현에 응하여, 복조 및 데이터 복구를 수행하는 수단을 추가로 포함하는, 광학 수신기.
제 1 항에 있어서,
상기 신호 프로세서는 그의 입력들 각각이 데이터 디멀티플렉서에 결합되고 그의 출력들 각각이 데이터 멀티플렉서에 결합된 복수의 다중 병렬 처리 유닛들을 추가로 포함하는, 광학 수신기.
제 6 항에 있어서,
상기 처리 유닛들 각각은 블록별로 동작하며, 각 블록은 상기 수신된 신호의 상기 2개의 직교 편광 성분들 각각으로부터 복수의 샘플들을 포함하는, 광학 수신기.
제 6 항에 있어서,
상기 처리 유닛들 각각은 병렬로 동작하여 한 기간에 대응하는 한 블록의 샘플들을 병렬로 처리하며, 상기 처리 유닛들 중 하나에 의해 처리되는 각 블록은 상기 처리 유닛들 중 다른 하나에 의해서 처리되거나 처리되었거나 또한 처리될 샘플들을 내포할 수 있는, 광학 수신기.
제 1 항에 있어서,
상기 신호 프로세서는 블록별로 동작하는 처리 유닛을 추가로 포함하고,
각 블록은 상기 수신된 신호의 상기 2개의 직교 편광 성분들 각각으로부터 복수의 샘플들을 포함하고, 상기 처리 유닛은 적어도 하나의 피드-포워드 프로세서 및 적어도 한 실시간 프로세서를 추가로 포함하는, 광학 수신기.
제 9 항에 있어서,
상기 피드-포워드 프로세서는 상기 실시간 프로세서가 상기 피드-포워드 프로세서 출력들을 사용하여 계산들을 수행하는 레이트보다 느린 레이트로 상기 실시간 프로세서에 의한 입력들로서 사용을 위해 공급하는 출력들을 업데이트하는, 광학 수신기.
제 9 항에 있어서,
상기 피드-포워드 프로세서는
에 대한 값들을 결정하고,

은 상기 송신기로부터 상기 원 신호의 상기 2개의 직교 편광 성분들과 그의 입력에서 상기 광섬유의 상기 2개의 PSP 축들 간의 각도이고,

는 상기 PMD에 의해 야기되는 DGD이고,

는 상기 2개의 PSP들 간에 상기 PMD에 의해 야기되거나 복굴절에 의해 야기되는 위상차이고,

는 상기 수신된 신호의 직교 성분들을 분리하기 위해 사용되는 편광 빔 스플리터의 상기 2개의 특징적 방위들과 상기 수신기에서 상기 수신된 신호가 수신되는 광섬유의 편광축들의 2개의 주 상태 간의 각도이고,

는 상기 2개의 재구성된 신호 필드들 E_x' 및 E_y' 간의 위상차이며,

에 대한 값들을 상기 실시간 프로세서에만 공급하는 것인, 광학 수신기.
제 1 항에 있어서,
상기 신호 프로세서는 상기 수신된 광학 신호의 상기 2개의 직교 편광 성분들의 상기 디지털 표현들을 조인트 처리함으로써 상기 수신된 광학 신호의 상기 적어도 하나의 일반 편광 성분을 전개하기 위한 전자 편광 디멀티플렉싱 수단을 추가로 포함하는, 광학 수신기.
광학 수신기에서 사용하기 위한 방법에 있어서,
수신되었을 때 2개의 편광 성분들을 갖는 광학 신호를 상기 편광 성분들 각각에 대한 동상 및 직교 성분을 포함하는 디지털 표현으로 변환하는 단계; 및
상기 수신된 광학 신호의 적어도 하나의 일반 편광 성분을 나타내는 세기 및 위상 프로파일의 디지털 표현을 전개하기 위해 상기 편광 성분들 각각에 대한 상기 동상 및 직교 성분의 상기 디지털 표현을 조인트 처리하는 단계를 포함하는, 방법.
제 13 항에 있어서,
상기 조인트 처리 단계는 상기 편광 성분들 각각에 대한 동상 및 직교 성분의 상기 디지털 표현의 샘플들을 블록들로 그룹화하는 단계를 추가로 포함하고,
각 블록은 상기 수신된 신호의 상기 편광 성분들 각각으로부터의 복수의 샘플들을 포함하고,
상기 조인트 처리 단계에서, 상기 샘플들은 블록 단위로 처리되는, 방법.
제 13 항에 있어서,
상기 조인트 처리 단계는 상기 수신된 광학 신호의 2개의 일반 편광 성분들 E_x(t) 및 E_y(t)을 결정하며,

E_x' 및 E_y'는 편광 빔 스플리터에 의해 분리 후에 상기 수신된 광학 신호의 상기 직교 편광 성분들의 재구성된 광학 필드들이고,

은 상기 수신된 신호로서 수신된 신호가 그의 입력에서 편광축들의 2개의 주 상태를 갖는 광섬유로 전송되는 송신기로부터 원 신호의 상기 2개의 직교 편광 성분들간의 각도이고,

는 상기 편광 모드 분산(PMD)에 의해 야기되는 차동 그룹 지연(DGD)이고,

는 상기 2개의 PSP들 간에 상기 PMD에 의해 야기되거나 복굴절에 의해 야기되는 위상차이고,

는 상기 편광 빔 스플리터의 상기 2개의 특징적 방위들과 상기 광섬유의 편광축들의 상기 2개의 주 상태간에 각도이고,

는 상기 2개의 재구성된 신호 필드들 E_x' 및 E_y' 간에 위상차이고,

은 상기 편광 빔 스플리터의 입력에서 상기 편광-멀티플렉스된 신호의 2개의 일반 직교 편광 성분들 중 하나와 상기 편광 빔 스플리터의 방위 간의 각도이며;

는 상기 편광 빔 스플리터 입력에서 상기 2개의 일반 편광 성분들 사이의 광학 위상차인, 방법.