コヒーレントチャネル及び非コヒーレントチャネルのための別個の分散補償
２つの光端末を結合する光リンクにおける光アセンブリ。光アセンブリは、分散補償及び別個の増幅が関与する限り、各々が別個に処理される光波長チャネルの２つの群を受信して、多重分離する。光アセンブリはその場合、更なる送信のための同じファイバに２つの群を多重化して戻す。例えば、光波長チャネルの一の群は各々、コヒーレントチャネルであり、光アセンブリにおいて分散を受けないことが可能である一方、他の群は、光アセンブリにおいて分散補償を受ける非コヒーレントチャネルを有することが可能である。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、２つの光端末を結合する光リンクにおける光アセンブリに関する。
【背景技術】
【０００２】
光ファイバ通信ネットワークは、ネットワークノード間に高速データを供給することにより情報時代の重要な要求に対して貢献している、光ファイバ通信ネットワークは、相互接続された光ファイバリンクの集合体を有する。簡単にいうと、光ファイバリンクは、光ファイバに光の形で情報を発信する光信号ソースを有する。内部反射の原理のために、光信号は、最終的に光信号受信器で受信されるまで、光ファイバの中を通って伝播される。光ファイバリンクが双方向性である場合、情報は、典型的には、別個の光ファイバを用いて、逆に通信されることが可能である。
【０００３】
複数の光ファイバリンクは、広範な用途で用いられることが可能であり、各々の光ファイバリンクは、様々な長さの光ファイバリンクを必要とする。例えば、比較的短い光ファイバリンクは、コンピュータとその近接する周辺装置との間で、又はローカルビデオソース（例えば、ＤＶＤ、ＤＶＲ）とテレビとの間で情報を通信するように用いられることが可能である。しかしながら、反対の極端においては、情報が２つのネットワークノード間で通信されるとき、光ファイバリンクは数百ｋｍ、更には数千ｋｍに及ぶことが可能である。
【０００４】
長距離及び超長距離オプティクスとは、数百ｋｍ又は数千ｋｍのオーダーの長い光ファイバリンクにおける光信号の送信のことをいう。典型的には、長距離オプティクスは、単一の光ファイバにおける別個のチャネルでの光信号の送信を有し、各々のチャネルは、波長分割多重方式（ＷＤＭ）及び高密度波分割多重方式（ＤＷＤＭ）の原理を用いて、光の別個の波長に対応している。
【０００５】
ＷＤＭ又はＤＷＤＭを用いてそのような長い距離に亘る光信号の送信は、特に、チャネル領域毎に１秒当たりのギガバイトの高いビットレートにおける膨大な技術的挑戦を提供している。高速での長距離及び超長距離の光通信の技術における何れの改善においても、かなりの時間及び資源が必要である。各々の改善は、そのような改善がしばしば、世界中でのかなり広範囲に亘る通信の利用可能性に繋がるために、かなりの前進を示すことが可能である。従って、そのような前進は、関係がますます希薄になる地理的な場所と、協調する、学習する、ビジネスを展開する人間の能力を加速する可能性を高くする。
【発明の概要】
【課題を解決しようとする手段】
【０００６】
本明細書で詳述している実施形態は、２つの光端末を結合する光リンクにおける光アセンブリに関する。光アセンブリは、分散補償及び別個の増幅が関与している限り、各々が別個に処理される光波長チャネルの２つの群を受信して、多重分離する。光アセンブリはその場合、更なる送信のために同じファイバに戻るようにそれらの２つの群を多重化する。例えば、光波長チャネルの一の群は各々、コヒーレントチャネルであり、分散補償を受けないことが可能である一方、他の群は、光アセンブリにおいて分散補償を受ける非コヒーレントチャネルを有することが可能である。光アセンブリの例は、光送信端末と光受信端末との間に分配され、それにより、コヒーレントチャネルに比べて、異なる分散マップを非コヒーレントチャネルに与えることが可能である。これは、特定のコヒーレントチャネル又は非コヒーレントチャネルについての性能を改善する方に分散マップが、より調整されるようにする。
【０００７】
上記の及び他の有利点及び特徴が得られる方法を記載するように、種々の実施形態の更なる特徴について、添付図を参照して以下で詳述している。それらの図は単に例示としての実施形態を示し、故に、本発明の範囲を限定するとみなされないと理解されるべきものであり、それらの実施形態においては、添付図を用いて、付加的な特異性について詳細に記載されている。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本明細書で説明している原理が用いられている光通信システムを示す図である。
【図２Ａ】図１の光通信システムで動作する光アセンブリであって、コヒーレント光チャネルが非コヒーレント光チャネルから分離されている、光アセンブリの模式図である。
【図２Ｂ】図２Ａの光アセンブリの特定の実施例を示す図である。
【図３】図２の光アセンブリが分散補償されていないシステムにおけるコヒーレントチャネルの分散マップにおいてどのように動作することが可能であるかを示す分散マップであって、非コヒーレントチャネルが、非コヒーレントチャネルに関して分散補償を実行するように、図２Ａ又は２Ｂの光アセンブリを用いて周期的に分離される、分散マップを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
本明細書に記載する実施形態に従って、光リンクにおける光ノードが２つの光端末に結合している。光ノードの何れも、分散補償及び別個の増幅が関与している限り、各々が別個の処理される光波長チャネルの２つの群を受信して、多重分離する光アセンブリを有することが可能である。光アセンブリはその場合、更なる送信のために同じファイバに戻るようにそれら２つの群を多重化する。例えば、光波長チャネルの一の群は各々、コヒーレントチャネルであり、分散補償は受けないことが可能である一方、他の群は、光アセンブリにおいて分散補償を受ける非コヒーレントチャネルを有することが可能である。
【００１０】
用語“コヒーレント”とは、検出中に送信されるチャネルの電場（振幅及び位相の両方）を測定する能力のことをいう。この情報は、電子領域における光分散を補償することが可能である強力なディジタルプロセッサに供給されることが可能である。この電子的分散補償は、光リンクにおける光分散の不十分な補償（又は補償なし）若しくは過剰補償を可能にするが、それは必要ない。
【００１１】
コヒーレントチャネルに異なる分散を適用することには複数の有利点がある。１つの有利点は、一部の場合に、コヒーレントチャネルの品質は、光分散補償が最小化されるときの、最も高い点での、コヒーレントチャネルの光送信の品質に関連するものである。しかしながら、非コヒーレントチャネルは光分散補償（受信器の分散許容範囲内のまで）を必要とする。従って、同じ光ファイバにおいてコヒーレントチャネル及び非コヒーレントチャネルを結合するとき、チャネルの各々のタイプについて異なる光分散補償を有することが好ましい場合がある。
【００１２】
他の場合、コヒーレントチャネルの品質は、付加的な光分散を適用することにより改善することが可能であり、この１つの例は、２つの光端末を接続する光ファイバが、１つ又はそれ以上の送信されたコヒーレントチャネルの波長と略同じ波長において、かなり低い分散又は０分散を有する光リンクである。
【００１３】
図１は、本明細書で記載している原理を採用している例示としての光通信システム１００を模式的に示している。光通信システム１００においては、光信号の使用により端末１０１及び１０２間で情報が通信される。この用途において使用される慣例のために、端末１０１から端末１０２に伝播する光信号は“イースタン”と呼ばれる一方、端末１０２から端末１０１に伝播する光信号は“ウェスタン”と呼ばれる。用語“イースタン”及び“ウェスタン”は、反対方向に伝播する２つの光信号間の容易な区別を可能にするために容易に用いられる技術用語である。用語“イースタン”及び“ウェスタン”の使用は、図１における構成要素の任意の実際の地理的な関係を意味するものではない。例えば、本明細書で用いる慣例が端末１０１から端末１０２に伝播する“イースタン”光信号を有する場合でさえ、端末１０１は、端末１０２のイースト向きに地理的に位置付けられる。
【００１４】
一実施形態においては、光信号は波長分割多重方式（ＷＤＭ）及び高密度波分割多重方式（ＤＷＤＭ）である。ＷＤＭ又はＤＷＤＭにおいては、以下で“光波長チャネル”という複数の別個の光チャネルの各々において情報が通信される。各々の光波長チャネルは、光通信のための特定の波長が割り当てられる。従って、ＷＤＭ又はＤＷＤＭ光信号を用いて通信するように、端末１０１は“ｎ”個の光送信器１１１（光送信器１１１（１）乃至１１１（ｎ）を有し、ここで、ｎは正の整数である）を有することが可能であり、各々の光送信器は、対応するイースタン光波長チャネルにおいて送信するためのものである。同様に、端末１０２は、光送信器１２１（１）乃至１２１（ｎ）を有する“ｎ”個の光送信器１２１を有し、各々の光送信器はまた、対応するウェスタン光波長チャネルにおいて送信するためのものである。本明細書に記載している原理はしかしながら、イースタン光波長チャネルの数がウェスタン光波長チャネルの数と同じである通信に限定されるものではない。更に、本明細書に記載している原理は、光送信器の各々の正確な構造に限定されるものではない。しかしながら、レーザは、特定の周波数において送信するための適切な光送信器である。即ち、光送信器は各々、複数のレーザ送信器であることさえ、可能であり、ある周波数範囲内で調節可能である。
【００１５】
イースタン方向の光送信のためのイースタンチャネルに関しては、端末１０１は、光マルチプレクサ１１２を用いて光送信器１１１からの複数のイースタン光波長信号を単独の信号イースタン光信号に多重化し、それはその場合、第１ファイバリンク１１４（１）に送信される前に、任意のイースタン光増幅器１１３により光学的に増幅されることが可能である。本明細書においては、用語“ファイバリンク”及び“ファイバスパン”は、相互に交換可能に用いられる。
【００１６】
イースタンチャネルにおいては、端末１０１と１０２との間に“ｍ”個の中継器１１５及び“ｍ＋１”個の光ファイバリンク１１４が存在する。繰り返されない光通信システムにおいては、単独のファイバリンク１１４（１）が存在するが、端末１０１と１０２との間には中継器が存在しないように、“ｍ”は０である。繰り返される光通信システムにおいては、“ｍ”は１又はそれ以上である。従って、存在する場合には、中継器の各々は、光信号を増幅するために電力を消費する。
【００１７】
最後の光ファイバリンク１１４（ｍ＋１）からのイースタン光信号はその場合、任意の光増幅器１１６により端末１０２において任意に増幅される。イースタン光信号はその場合、光分波器１１７を用いて種々の波長の光波長チャネルに分波される。種々の光波長チャネルはその場合、受信器１１８（１）乃至１１８（ｎ）を有する光受信器１１８を対応させることにより、受信されて、処理されることが可能である。
【００１８】
ウェスタン方向における光送信のためのウェスタンチャネルに関しては、端子１０２は、光マルチプレクサ２２を用いて、信号のウェスタン光信号に光送信器１２１（光送信器１２１（１）乃至１２１（ｎ）を有する）からのウェスタン光波長信号の各々を多重化する。多重化された光信号はその場合、第１ファイバリンク１２４（ｍ＋１）に送信される前に、任意のウェスタン光増幅器１２３により光学的に増幅されることが可能である。もう一度、“ｍ”個の中継器１２５（１２５（１）乃至１２５（ｍ）とラベル付けされている）及び“ｍ＋１”個の光ファイバリンク（１２４（１）乃至１２４（ｍ＋１）とラベル付けされている）が存在する。繰り返されない環境においては、ウェスタンチャネルに、１つの光ファイバリンク１２４（１）のみが存在し、中継器１２５は存在しないことを思い出されたい。
【００１９】
最後の光ファイバリンク１２４（１）からのウェスタン光信号はその場合、任意の光増幅器１２６により端末１０１において光学的に増幅される。ウェスタン光信号はその場合、個別の波長分割光チャネルが受信器１２８（受信器１２８（１）乃至１２８（ｎ）を有する）により受信されて、処理されるとすぐ、光分波器１２７を用いて分波される。端末１０１及び／又は１０２は、光通信システム１００に示されている要素すべてを必要とはしない。例えば、光増幅器１１３、１１６、１２３及び／又は１２６は、一部の構成においては用いられないことが可能である。更に、存在する場合には、対応する光増幅器１１３、１１６、１２３及び／又は１２６の各々は、必要に応じて、複数の光増幅器の組み合わせであることが可能である。
【００２０】
しばしば、中継器間の光路長は略同じである。中継器間の距離は、全部の端末間の光路長、データ速度、光ファイバの品質、光ファイバの損失特性、中継器の数（存在する場合には）、各々の中継器に対して供給可能な電力量（中継器が存在する場合には）等に依存する。しかしながら、高品質のシングルモードファイバについての中継器間の（又は、繰り返されないシステムにおける端末から端末への）典型的な光路長は、約５０ｋｍであり得、実際には、３０ｋｍ乃至９０ｋｍ又はそれ以上の範囲内であることが可能である。即ち、本明細書に記載されている原理は、中継器間の任意の特定な光路長に限定されるものではなく、光路長が一の繰り返されるセグメントから次のセグメントまでと同じである中継器システムに限定されるものではない。
【００２１】
光通信システム１００は、単に例示目的で、単純な形で表されることが可能である。本明細書で説明している原理は、かなり複雑な光通信システムまで拡張することが可能である。本明細書で説明している原理は、各々は多重化されたＷＤＭ光信号を通信するためである、複数の光ファイバの対が存在する光通信に適用することが可能である。更に、本明細書で説明している原理はまた、一方向において１つ又はそれ以上の光ファイバの対及び／又は光波長チャネルを分割する１つ又はそれ以上の分岐ノードが存在する光通信に適用することが可能である。更に、本明細書で説明している原理は、ウェスタン方向に比べてイースタン方向において異なる数の中継器が存在する非対称の二方向性の光チャネルに適用することが可能である。
【００２２】
図２Ａは、図１の光通信システム１００においてインラインで使用されることが可能である光アセンブリ２００を示している。例えば、光通信システム１００のイースタン方向において光アセンブリがインラインで含まれることを検討する。その場合に、複数のイースタン中継器が存在する場合、光アセンブリ２００は、それらの中継器に含まれることが可能である。代替として、光アセンブリ２００は、恐らく光分岐挿入マルチプレクサ等の任意のノードに含まれることが可能である。
【００２３】
光アセンブリ２００は、光ノードにおける前の光構成要素又は前の光ファイバから光信号を受信する受信ポート２１０を有する。受信された光信号は、コヒーレント光チャネル及び非コヒーレント光波長チャネルの両方を有する点で、混合されたコヒーレント及び非コヒーレント光信号である。コヒーレント光波長チャネルは、コヒーレントに検出される光波長チャネルである。非コヒーレント光波長チャネルは、光信号の電場を測定することなしに直接（又は、非コヒーレントに）検出される光波長チャネルである。
【００２４】
光デマルチプレクサ２７０は光波長チャネルを受信し、信号を少なくとも２つの部分２１１及び２１２に多重分離し、一の経路はコヒーレント光チャネルを有し、他の経路は非コヒーレント光チャネルを有する。一実施形態においては、コヒーレントチャネルは経路２１１に供給され、非コヒーレントチャネルは経路２１２に供給される。他の実施形態においては、コヒーレントチャネルは経路２１２に供給され、非コヒーレントチャネルは経路２１１に供給される。
【００２５】
経路２１１は分散要素（ＤＥ）２４１を有し、光増幅要素２２１を任意に有し、光増幅要素２５１を任意に有する。増幅要素２２１及び２５１は別個のモジュールであることが可能であり、又は、１つの増幅モジュールの異なる増幅ステージであることが可能である。光増幅要素２２１及び２５１は、入力ポートに対して出力ポートで、より高い光パワーを提供し、ＤＥ２４１の光パワー損失を少なくとも一部を補償する。
【００２６】
図２Ａにおいては、分散要素（ＤＥ）２４１は２つの光増幅器２２１及び２５１間に位置付けられているが、ＤＥ２４１の位置は、経路２１１内のどこでも可能である。
【００２７】
他の実施形態においては、分散要素２４１は、増幅要素２２１及び２５１の１つ又はそれ以上の一部であることが可能である。これの一例は、増幅ゲインファイバスプールが分散的であるディスクリートラマン増幅モジュールである。この実施形態においては、１つの増幅モジュールは、ＤＥ２４１と、増幅要素２２１又は２５１（若しくは、両方）とを有することが可能である。他の実施形態においては、光経路２１１に沿った２つ又はそれ以上のモジュールは、分散の正味の合計が、分散要素２４１として図２Ａに示されている、分散要素を有することが可能である。例えば、増幅モジュールは、増幅要素２２１及び２５１を有し、別個の分散補償モジュールに加えて、内部分散を有することが可能である。
【００２８】
図２Ａにおける要素についての上記説明により、それらの要素は機能又は方法を表し、個別のモジュールに必ずしも対応していないが、一部の実施形態においては、図２Ａの要素は、個別のモジュールに対応している。
【００２９】
経路２１２は任意に、分散要素（ＤＥ）２４２を有し、光増幅要素２２２を任意に有し、光増幅要素２５２を任意に有し、損失要素２３２を任意に有する。ＤＥ２４２並びに増幅要素２２２及び２５２は、経路２１１について記載されている対応する要素と同じ機能を備えている。しかしながら、ＤＥ２４２の分散（使用される場合）は、ＤＥ２４１の分散とは異なる。このように、経路２１１及び２１２の総分散はかなり異なる。
【００３０】
一実施形態においては、損失要素２３２は、経路２１１における信号波長についてのＤＥ２４１の損失と類似する、経路２１２における信号波長についての損失値を有する。他の実施形態においては、損失要素２３２は、経路２１１における信号波長につてのＤＥ２４１の損失と類似する、経路２１２における信号波長についての損失値を有し、増幅要素２２１、２５１、２２２、２５２及びＤＥ２４２は用いられない。損失要素２３２は減衰の固定値であることが可能であり、又は、経路２１２における信号波長についての減衰の変動値であることが可能である。損失要素２３２は受動減衰器であることが可能であり、又は、能動（電気的に制御された）減衰器であることが可能である。
【００３１】
図２Ａにおいては、分散要素（ＤＥ）２４２及び損失要素（Ｌ）２３２は、２つの光増幅器２２２と２５２との間に位置付けられているが、ＤＥ２４２及びＬ２３２の位置は、経路２１２におけるどこでも可能である。
【００３２】
一実施形態においては、光要素２２１、２５１、２２２、２３２及び２５２は、経路２１１及び２１２の総経路損失又はゲインに略等しい方法を提供する。
【００３３】
光マルチプレクサ２８０は、経路２１１及び２１２における信号波長を受信し、それらの信号波長を単独の経路２２０に対して結合する。任意に、増幅要素２６０は、混合された光信号を増幅し、それにより、コヒーレント光波長信号及び非コヒーレント光波長信号の両方に別個の増幅を与える。
【００３４】
増幅要素２６０が、マルチプレクサ２８０の後の光アセンブリにおいて示されているが、他の実施形態においては、増幅要素２６０は、デマルチプレクサ２７０の前に位置付けられ、同じ機能を備えている。
【００３５】
一実施形態においては、光要素２２１、２５１、２２２、２３２、２５２及び２６０は、入力ポート２１０から出力ポート２２０（任意の増幅要素２６０の後）にコヒーレント光波長信号及び非コヒーレント光波長信号の全経路損失又はゲインを略等しくする方法を提供する。
【００３６】
図２Ａの光アセンブリは、すべてのチャネルについての性能を改善することが可能であるコヒーレントチャネル及び非コヒーレントチャネルに異なる分散を与える。分散要素２４１及び２４２は、典型的には有害な非線形光効果を高め、故に、チャネルの品質を低下させる分散補償ファイバを有することが可能である。分散補償ファイバにおける非線形効果は、コヒーレントチャネル及び非コヒーレントチャネルの両方が混合される場合に、向上することが可能である。従って、コヒーレントチャネル及び非コヒーレントチャネルのための別個の経路を提供することは、それらのチャネル間の非線形相互作用を低減し、光信号の品質を改善する。
【００３７】
図２Ｂは、光アセンブリ２００の一実施形態である光アセンブリ２０１を示している。光アセンブリ２０１の要素は、光アセンブリ２００の対応する要素と同じ機能を有することが理解できる。光アセンブリ２０１においては、コヒーレント光チャネルは光経路２１２（それはコヒーレント光波長チャネルを担持するために、本明細書においては、“コヒーレント光経路”とも呼ばれる）に供給される一方、非コヒーレント光チャネルは光経路２１１（それは非コヒーレント光波長チャネルを担持するために、本明細書においては、“非コヒーレント光経路”とも呼ばれる）に供給される。
【００３８】
非コヒーレント光波長チャネルは、もし存在する場合に、コヒーレント光波長チャネルに導入される分散に比べて、異なる分散を非コヒーレント光チャネルに導入する分散要素に移動する。図に示されている場合、例えば、コヒーレント光波長チャネルは、ＤＥ２４１がコヒーレント光波長チャネルについて何れの分散も提供しないように、ＤＥ２４１に完全にバイパスをつける。
【００３９】
非コヒーレント光波長チャネルがＤＥ２４１を通り抜けるとき、信号パワーにおいてある損失が存在する。従って、増幅要素２５１が、ＤＥ２４１における光信号パワーの損失を少なくとも一部を回復するように、備えられる。ＤＥ２４１の非コヒーレント光波長チャネルで生じる減衰量は、ＤＥ２４１をバイパスづけすることを可能にするコヒーレント光波長チャネルが経験する減衰よりかなり大きい。増幅要素２５１は、故に、一旦、２つの信号が、マルチプレクサ２８０を用いて、再び結合されると、非コヒーレント光波長チャネルの光パワーを、コヒーレント光波長チャネルの光パワーと、よりインラインにする助けとなる。図示している実施形態においては、増幅要素２５１は、コヒーレント光波長チャネルのための何れの増幅も提供しない。更に、一実施形態においては、増幅要素は、ＤＥ２４１を通り抜けた非コヒーレント光波長チャネルにより失われた光パワーの少なくとも５０％であって、１５０％より光パワーを戻すように供給する。
【００４０】
増幅要素２５１は、例えば、増幅を提供するように任意にポンピングされる第２の分散要素を有することが可能である。例えば、希土類元素がドープされたファイバ増幅器ではなく、ポンピングされた分散要素を使用することにより、ラインにおいて前方ラマン増幅及び／又は後方ラマン増幅と任意に結合して、光チャネルの広いバンド幅をそのチャネルがサポートするようにする、広いバンドの増幅を可能にする。しかしながら、増幅器２５１はまた、希土類元素がドープされたファイバ増幅器、又は希土類元素がドープされたファイバ増幅及びファイバラマン増幅の両方を用いるハイブリッド増幅器であることが可能である。一実施形態においては、増幅器２５１は分散要素２４１を有する。他の実施形態においては、増幅要素２５１は、非コヒーレント光チャネルに増幅を与える著しい内部分散の有無に拘わらず、任意の光増幅器であることが可能である。
【００４１】
光マルチプレクサ２８０は、ポート２２０において混合されたコヒーレント及び非コヒーレント光信号を生成するように、コヒーレント光波長信号及び非コヒーレント光波長信号を受信して、結合する。光アセンブリ２０１は、非コヒーレント光波長チャネルに分散を適用し、インラインに含まれるために、光アセンブリ２０１は、コヒーレント光波長チャネル及び非コヒーレント波長チャネルについて異なる分散マップを生成する助けとなる。従って、光アセンブリ２０１は、非コヒーレントチャネルに比べて、異なる分散マップがコヒーレントチャネルに適用されるように、システムで用いられることが可能である。
【００４２】
コヒーレント検出及び非コヒーレント検出は、分散マップに対するそれらの感度がかなり異なる。非コヒーレント検出（“直接検出”とも呼ばれる）については、現在のシステムは、累積分散の絶対値を比較的低く保つように、分散周波数を補償する。他方、コヒーレント検出については、累積分散の絶対値は、かなり高いことが可能であり、略５０，０００ｐｓ／ｎｍ程度に高いことも可能である。更に、分散が略０にかなり近づく場合、非線形歪みは、信号品質又はコヒーレント検出の有効性を低下させ得る。従って、直接検出とは対照的に、異なる分散マップが、コヒーレント検出を受ける光波長チャネルについて構築されることが可能である。
【００４３】
図２Ｂにおける光アセンブリは、すべてのチャネルについての性能を改善することが可能であるコヒーレントチャネル及び非コヒーレントチャネルに対する異なる分散を与える。分散要素２４１は、典型的にはチャネルの品質を低下させる有害な非線形光学的効果を増加させる分散補償ファイバを有することが可能である。従って、光アセンブリ２０１はまた、ＤＥ２４１において可能性の高い非線形相互作用をバイパスづけすることにより、コヒーレントチャネルの性能を改善することが可能である。
【００４４】
従って、本明細書で説明している原理は、分散補償が関与する限り、異なる光波長チャネルが異なって処理されることが可能であり、それにより、ハイブリッド光波長チャネルが信号システムで用いられることを可能にする、光アセンブリを提供する。
【００４５】
図３は、距離Ｄ１及び距離Ｄ２においてインラインで図２Ａの光アセンブリ２００の２つを有することにより可能にされる混合された分散マップ３００の実施例を示している。この場合、光アセンブリ２００は、すべてのノード又は中継器に含まれないが、他の実施形態においては、光アセンブリ２００は、各々の光ファイバスパンに含まれることが可能である。混合された分散マップは、コヒーレント光チャネル（以下、“コヒーレント分散マップ”とも呼ばれ、破線で示されている）についての分散マップ３１１と、非コヒーレント光チャネル（以下、“非コヒーレント分散マップ”とも呼ばれ、実線で示されている）についての分散マップ３１２とを有する。
【００４６】
この混合された分散マップ３００においては、事前補償（つまり、送信端末で適用される分散）は存在しないが、確かに適用される事前補償は存在し得、事前補償は、コヒーレント分散マップ３１１及び非コヒーレント分散マップ３１２の一方又は両方について異なり得る。図３においては、図２Ａの光アセンブリ２００の実施例が、点Ｄ１及びＤ２に示されている、図示している場合においては、コヒーレント光波長チャネルは、分散補償中、非コヒーレントチャネルから少し分離される。コヒーレント光波長チャネルは、故に、分散補償をバイパスづけし、従って、コヒーレント光波長チャネルの累積分散は累積する。コヒーレント光波長チャネルに与えられるある分散補償（例えば、累積分散が、電子領域において補償されることが可能である限界、例えば、５０，０００ｐｓ／ｎｍに近づく場合）が存在し得る。しかしながら、図３は、コヒーレント光波長チャネルについての分散補償を示していない。従って、その光システムは、もともと分散補償されていないシステムであることが可能である。
【００４７】
しかしながら、非コヒーレント光波長チャネルについては、分散補償が、点Ｄ１及びＤ２において適用される。それらの位置においては、非コヒーレント光波長チャネルは、コヒーレント光波長チャネルから分離され、非コヒーレント光波長チャネルは分散補償される。Ｄ１及びＤ２において非コヒーレント光波長チャネルに適用される分散量は、リンクの累積分散より小さい、その分散に等しい、又はその分散より大きいことが可能である。図示している実施例においては、略０である非コヒーレント光波長チャネル３３０の総累積分散を戻す、ある最終的な分散補償（矢印３２０で示されている）が適用される。これは重要であり、故に、非コヒーレント光波長チャネルが直接、検出される。非コヒーレント分散マップ３１２は、従って、より不規則な鋸歯形状パターンをとる。
【００４８】
従って、基本的に分散補償されないシステムにおいてさえ、光アセンブリ２００の実施例は、非コヒーレントチャネルの累積分散が略０に保たれるようにされる一方、コヒーレントチャネルの分散は累積が継続される又は少なくともかなり高くされるように、インラインに周期的に位置付けられることが可能である。
【００４９】
図示されている図３の実施形態においては、光アセンブリ３００は、すべての光ファイバスパンに位置付けられていない。例えば、距離０から距離Ｄ１まで約３６０ｋｍの光学距離、距離Ｄ１から距離Ｄ２まで約５３０ｋｍの光学距離、距離Ｄ２から受信端末まで約２５０ｋｍの光学距離が存在する。それらの距離は、中継器間の平均距離より大きい。しかしながら、本明細書で説明している原理はまた、光アセンブリ２００がすべての光ファイバスパンにおいて位置付けられる場合に、適用可能である。
【００５０】
光アセンブリ２００又は２０１が図１の光通信システムで用いられる場合、任意の光中継器１１５、１２５は光アセンブリ２００又は２０１を有することが可能である。任意の光通信システム１００の送信器１１１／受信器１２８及び送信器１２１／受信器１１８が、コヒーレント光チャネル又は非コヒーレント光チャネルであることが可能である。しかしながら、光アセンブリ２００のデマルチプレクサ／マルチプレクサのタイプに依存して、光チャネルがコヒーレント又は非コヒーレントである制約が存在することが可能である。例えば、光チャネルの波長が制限されることが可能である
本発明は、本発明の主旨及び重要な特徴から逸脱することなく、他の特定の形態に具現化されることが可能である。上記の実施形態は、すべての点で、単に例示であって、限定的なものではないとみなされる必要がある。本発明の範囲は、従って、上記の詳述によるのではなく、特許請求の範囲によるとして意図されている。特許請求の範囲と同等な意味及び範囲内にあるすべての変形は、それらの特許請求の範囲に包含される。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、２つの光端末を結合する光リンクにおける光アセンブリに関する。
【背景技術】
【０００２】
光ファイバ通信ネットワークは、ネットワークノード間に高速データを供給することにより情報時代の重要な要求に対して貢献している、光ファイバ通信ネットワークは、相互接続された光ファイバリンクの集合体を有する。簡単にいうと、光ファイバリンクは、光ファイバに光の形で情報を発信する光信号ソースを有する。内部反射の原理のために、光信号は、最終的に光信号受信器で受信されるまで、光ファイバの中を通って伝播される。光ファイバリンクが双方向性である場合、情報は、典型的には、別個の光ファイバを用いて、逆に通信されることが可能である。
【０００３】
複数の光ファイバリンクは、広範な用途で用いられることが可能であり、各々の光ファイバリンクは、様々な長さの光ファイバリンクを必要とする。例えば、比較的短い光ファイバリンクは、コンピュータとその近接する周辺装置との間で、又はローカルビデオソース（例えば、ＤＶＤ、ＤＶＲ）とテレビとの間で情報を通信するように用いられることが可能である。しかしながら、反対の極端においては、情報が２つのネットワークノード間で通信されるとき、光ファイバリンクは数百ｋｍ、更には数千ｋｍに及ぶことが可能である。
【０００４】
長距離及び超長距離オプティクスとは、数百ｋｍ又は数千ｋｍのオーダーの長い光ファイバリンクにおける光信号の送信のことをいう。典型的には、長距離オプティクスは、単一の光ファイバにおける別個のチャネルでの光信号の送信を有し、各々のチャネルは、波長分割多重方式（ＷＤＭ）及び高密度波分割多重方式（ＤＷＤＭ）の原理を用いて、光の別個の波長に対応している。
【０００５】
ＷＤＭ又はＤＷＤＭを用いてそのような長い距離に亘る光信号の送信は、特に、チャネル領域毎に１秒当たりのギガバイトの高いビットレートにおける膨大な技術的挑戦を提供している。高速での長距離及び超長距離の光通信の技術における何れの改善においても、かなりの時間及び資源が必要である。各々の改善は、そのような改善がしばしば、世界中でのかなり広範囲に亘る通信の利用可能性に繋がるために、かなりの前進を示すことが可能である。従って、そのような前進は、関係がますます希薄になる地理的な場所と、協調する、学習する、ビジネスを展開する人間の能力を加速する可能性を高くする。
【発明の概要】
【課題を解決しようとする手段】
【０００６】
本明細書で詳述している実施形態は、２つの光端末を結合する光リンクにおける光アセンブリに関する。光アセンブリは、分散補償及び別個の増幅が関与している限り、各々が別個に処理される光波長チャネルの２つの群を受信して、多重分離する。光アセンブリはその場合、更なる送信のために同じファイバに戻るようにそれらの２つの群を多重化する。例えば、光波長チャネルの一の群は各々、コヒーレントチャネルであり、分散補償を受けないことが可能である一方、他の群は、光アセンブリにおいて分散補償を受ける非コヒーレントチャネルを有することが可能である。光アセンブリの例は、光送信端末と光受信端末との間に分配され、それにより、コヒーレントチャネルに比べて、異なる分散マップを非コヒーレントチャネルに与えることが可能である。これは、特定のコヒーレントチャネル又は非コヒーレントチャネルについての性能を改善する方に分散マップが、より調整されるようにする。
【０００７】
上記の及び他の有利点及び特徴が得られる方法を記載するように、種々の実施形態の更なる特徴について、添付図を参照して以下で詳述している。それらの図は単に例示としての実施形態を示し、故に、本発明の範囲を限定するとみなされないと理解されるべきものであり、それらの実施形態においては、添付図を用いて、付加的な特異性について詳細に記載されている。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本明細書で説明している原理が用いられている光通信システムを示す図である。
【図２Ａ】図１の光通信システムで動作する光アセンブリであって、コヒーレント光チャネルが非コヒーレント光チャネルから分離されている、光アセンブリの模式図である。
【図２Ｂ】図２Ａの光アセンブリの特定の実施例を示す図である。
【図３】図２の光アセンブリが分散補償されていないシステムにおけるコヒーレントチャネルの分散マップにおいてどのように動作することが可能であるかを示す分散マップであって、非コヒーレントチャネルが、非コヒーレントチャネルに関して分散補償を実行するように、図２Ａ又は２Ｂの光アセンブリを用いて周期的に分離される、分散マップを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
本明細書に記載する実施形態に従って、光リンクにおける光ノードが２つの光端末に結合している。光ノードの何れも、分散補償及び別個の増幅が関与している限り、各々が別個の処理される光波長チャネルの２つの群を受信して、多重分離する光アセンブリを有することが可能である。光アセンブリはその場合、更なる送信のために同じファイバに戻るようにそれら２つの群を多重化する。例えば、光波長チャネルの一の群は各々、コヒーレントチャネルであり、分散補償は受けないことが可能である一方、他の群は、光アセンブリにおいて分散補償を受ける非コヒーレントチャネルを有することが可能である。
【００１０】
用語“コヒーレント”とは、検出中に送信されるチャネルの電場（振幅及び位相の両方）を測定する能力のことをいう。この情報は、電子領域における光分散を補償することが可能である強力なディジタルプロセッサに供給されることが可能である。この電子的分散補償は、光リンクにおける光分散の不十分な補償（又は補償なし）若しくは過剰補償を可能にするが、それは必要ない。
【００１１】
コヒーレントチャネルに異なる分散を適用することには複数の有利点がある。１つの有利点は、一部の場合に、コヒーレントチャネルの品質は、光分散補償が最小化されるときの、最も高い点での、コヒーレントチャネルの光送信の品質に関連するものである。しかしながら、非コヒーレントチャネルは光分散補償（受信器の分散許容範囲内のまで）を必要とする。従って、同じ光ファイバにおいてコヒーレントチャネル及び非コヒーレントチャネルを結合するとき、チャネルの各々のタイプについて異なる光分散補償を有することが好ましい場合がある。
【００１２】
他の場合、コヒーレントチャネルの品質は、付加的な光分散を適用することにより改善することが可能であり、この１つの例は、２つの光端末を接続する光ファイバが、１つ又はそれ以上の送信されたコヒーレントチャネルの波長と略同じ波長において、かなり低い分散又は０分散を有する光リンクである。
【００１３】
図１は、本明細書で記載している原理を採用している例示としての光通信システム１００を模式的に示している。光通信システム１００においては、光信号の使用により端末１０１及び１０２間で情報が通信される。この用途において使用される慣例のために、端末１０１から端末１０２に伝播する光信号は“イースタン”と呼ばれる一方、端末１０２から端末１０１に伝播する光信号は“ウェスタン”と呼ばれる。用語“イースタン”及び“ウェスタン”は、反対方向に伝播する２つの光信号間の容易な区別を可能にするために容易に用いられる技術用語である。用語“イースタン”及び“ウェスタン”の使用は、図１における構成要素の任意の実際の地理的な関係を意味するものではない。例えば、本明細書で用いる慣例が端末１０１から端末１０２に伝播する“イースタン”光信号を有する場合でさえ、端末１０１は、端末１０２のイースト向きに地理的に位置付けられる。
【００１４】
一実施形態においては、光信号は波長分割多重方式（ＷＤＭ）及び高密度波分割多重方式（ＤＷＤＭ）である。ＷＤＭ又はＤＷＤＭにおいては、以下で“光波長チャネル”という複数の別個の光チャネルの各々において情報が通信される。各々の光波長チャネルは、光通信のための特定の波長が割り当てられる。従って、ＷＤＭ又はＤＷＤＭ光信号を用いて通信するように、端末１０１は“ｎ”個の光送信器１１１（光送信器１１１（１）乃至１１１（ｎ）を有し、ここで、ｎは正の整数である）を有することが可能であり、各々の光送信器は、対応するイースタン光波長チャネルにおいて送信するためのものである。同様に、端末１０２は、光送信器１２１（１）乃至１２１（ｎ）を有する“ｎ”個の光送信器１２１を有し、各々の光送信器はまた、対応するウェスタン光波長チャネルにおいて送信するためのものである。本明細書に記載している原理はしかしながら、イースタン光波長チャネルの数がウェスタン光波長チャネルの数と同じである通信に限定されるものではない。更に、本明細書に記載している原理は、光送信器の各々の正確な構造に限定されるものではない。しかしながら、レーザは、特定の周波数において送信するための適切な光送信器である。即ち、光送信器は各々、複数のレーザ送信器であることさえ、可能であり、ある周波数範囲内で調節可能である。
【００１５】
イースタン方向の光送信のためのイースタンチャネルに関しては、端末１０１は、光マルチプレクサ１１２を用いて光送信器１１１からの複数のイースタン光波長信号を単独の信号イースタン光信号に多重化し、それはその場合、第１ファイバリンク１１４（１）に送信される前に、任意のイースタン光増幅器１１３により光学的に増幅されることが可能である。本明細書においては、用語“ファイバリンク”及び“ファイバスパン”は、相互に交換可能に用いられる。
【００１６】
イースタンチャネルにおいては、端末１０１と１０２との間に“ｍ”個の中継器１１５及び“ｍ＋１”個の光ファイバリンク１１４が存在する。繰り返されない光通信システムにおいては、単独のファイバリンク１１４（１）が存在するが、端末１０１と１０２との間には中継器が存在しないように、“ｍ”は０である。繰り返される光通信システムにおいては、“ｍ”は１又はそれ以上である。従って、存在する場合には、中継器の各々は、光信号を増幅するために電力を消費する。
【００１７】
最後の光ファイバリンク１１４（ｍ＋１）からのイースタン光信号はその場合、任意の光増幅器１１６により端末１０２において任意に増幅される。イースタン光信号はその場合、光分波器１１７を用いて種々の波長の光波長チャネルに分波される。種々の光波長チャネルはその場合、受信器１１８（１）乃至１１８（ｎ）を有する光受信器１１８を対応させることにより、受信されて、処理されることが可能である。
【００１８】
ウェスタン方向における光送信のためのウェスタンチャネルに関しては、端子１０２は、光マルチプレクサ２２を用いて、信号のウェスタン光信号に光送信器１２１（光送信器１２１（１）乃至１２１（ｎ）を有する）からのウェスタン光波長信号の各々を多重化する。多重化された光信号はその場合、第１ファイバリンク１２４（ｍ＋１）に送信される前に、任意のウェスタン光増幅器１２３により光学的に増幅されることが可能である。もう一度、“ｍ”個の中継器１２５（１２５（１）乃至１２５（ｍ）とラベル付けされている）及び“ｍ＋１”個の光ファイバリンク（１２４（１）乃至１２４（ｍ＋１）とラベル付けされている）が存在する。繰り返されない環境においては、ウェスタンチャネルに、１つの光ファイバリンク１２４（１）のみが存在し、中継器１２５は存在しないことを思い出されたい。
【００１９】
最後の光ファイバリンク１２４（１）からのウェスタン光信号はその場合、任意の光増幅器１２６により端末１０１において光学的に増幅される。ウェスタン光信号はその場合、個別の波長分割光チャネルが受信器１２８（受信器１２８（１）乃至１２８（ｎ）を有する）により受信されて、処理されるとすぐ、光分波器１２７を用いて分波される。端末１０１及び／又は１０２は、光通信システム１００に示されている要素すべてを必要とはしない。例えば、光増幅器１１３、１１６、１２３及び／又は１２６は、一部の構成においては用いられないことが可能である。更に、存在する場合には、対応する光増幅器１１３、１１６、１２３及び／又は１２６の各々は、必要に応じて、複数の光増幅器の組み合わせであることが可能である。
【００２０】
しばしば、中継器間の光路長は略同じである。中継器間の距離は、全部の端末間の光路長、データ速度、光ファイバの品質、光ファイバの損失特性、中継器の数（存在する場合には）、各々の中継器に対して供給可能な電力量（中継器が存在する場合には）等に依存する。しかしながら、高品質のシングルモードファイバについての中継器間の（又は、繰り返されないシステムにおける端末から端末への）典型的な光路長は、約５０ｋｍであり得、実際には、３０ｋｍ乃至９０ｋｍ又はそれ以上の範囲内であることが可能である。即ち、本明細書に記載されている原理は、中継器間の任意の特定な光路長に限定されるものではなく、光路長が一の繰り返されるセグメントから次のセグメントまでと同じである中継器システムに限定されるものではない。
【００２１】
光通信システム１００は、単に例示目的で、単純な形で表されることが可能である。本明細書で説明している原理は、かなり複雑な光通信システムまで拡張することが可能である。本明細書で説明している原理は、各々は多重化されたＷＤＭ光信号を通信するためである、複数の光ファイバの対が存在する光通信に適用することが可能である。更に、本明細書で説明している原理はまた、一方向において１つ又はそれ以上の光ファイバの対及び／又は光波長チャネルを分割する１つ又はそれ以上の分岐ノードが存在する光通信に適用することが可能である。更に、本明細書で説明している原理は、ウェスタン方向に比べてイースタン方向において異なる数の中継器が存在する非対称の二方向性の光チャネルに適用することが可能である。
【００２２】
図２Ａは、図１の光通信システム１００においてインラインで使用されることが可能である光アセンブリ２００を示している。例えば、光通信システム１００のイースタン方向において光アセンブリがインラインで含まれることを検討する。その場合に、複数のイースタン中継器が存在する場合、光アセンブリ２００は、それらの中継器に含まれることが可能である。代替として、光アセンブリ２００は、恐らく光分岐挿入マルチプレクサ等の任意のノードに含まれることが可能である。
【００２３】
光アセンブリ２００は、光ノードにおける前の光構成要素又は前の光ファイバから光信号を受信する受信ポート２１０を有する。受信された光信号は、コヒーレント光チャネル及び非コヒーレント光波長チャネルの両方を有する点で、混合されたコヒーレント及び非コヒーレント光信号である。コヒーレント光波長チャネルは、コヒーレントに検出される光波長チャネルである。非コヒーレント光波長チャネルは、光信号の電場を測定することなしに直接（又は、非コヒーレントに）検出される光波長チャネルである。
【００２４】
光デマルチプレクサ２７０は光波長チャネルを受信し、信号を少なくとも２つの部分２１１及び２１２に多重分離し、一の経路はコヒーレント光チャネルを有し、他の経路は非コヒーレント光チャネルを有する。一実施形態においては、コヒーレントチャネルは経路２１１に供給され、非コヒーレントチャネルは経路２１２に供給される。他の実施形態においては、コヒーレントチャネルは経路２１２に供給され、非コヒーレントチャネルは経路２１１に供給される。
【００２５】
経路２１１は分散要素（ＤＥ）２４１を有し、光増幅要素２２１を任意に有し、光増幅要素２５１を任意に有する。増幅要素２２１及び２５１は別個のモジュールであることが可能であり、又は、１つの増幅モジュールの異なる増幅ステージであることが可能である。光増幅要素２２１及び２５１は、入力ポートに対して出力ポートで、より高い光パワーを提供し、ＤＥ２４１の光パワー損失を少なくとも一部を補償する。
【００２６】
図２Ａにおいては、分散要素（ＤＥ）２４１は２つの光増幅器２２１及び２５１間に位置付けられているが、ＤＥ２４１の位置は、経路２１１内のどこでも可能である。
【００２７】
他の実施形態においては、分散要素２４１は、増幅要素２２１及び２５１の１つ又はそれ以上の一部であることが可能である。これの一例は、増幅ゲインファイバスプールが分散的であるディスクリートラマン増幅モジュールである。この実施形態においては、１つの増幅モジュールは、ＤＥ２４１と、増幅要素２２１又は２５１（若しくは、両方）とを有することが可能である。他の実施形態においては、光経路２１１に沿った２つ又はそれ以上のモジュールは、分散の正味の合計が、分散要素２４１として図２Ａに示されている、分散要素を有することが可能である。例えば、増幅モジュールは、増幅要素２２１及び２５１を有し、別個の分散補償モジュールに加えて、内部分散を有することが可能である。
【００２８】
図２Ａにおける要素についての上記説明により、それらの要素は機能又は方法を表し、個別のモジュールに必ずしも対応していないが、一部の実施形態においては、図２Ａの要素は、個別のモジュールに対応している。
【００２９】
経路２１２は任意に、分散要素（ＤＥ）２４２を有し、光増幅要素２２２を任意に有し、光増幅要素２５２を任意に有し、損失要素２３２を任意に有する。ＤＥ２４２並びに増幅要素２２２及び２５２は、経路２１１について記載されている対応する要素と同じ機能を備えている。しかしながら、ＤＥ２４２の分散（使用される場合）は、ＤＥ２４１の分散とは異なる。このように、経路２１１及び２１２の総分散はかなり異なる。
【００３０】
一実施形態においては、損失要素２３２は、経路２１１における信号波長についてのＤＥ２４１の損失と類似する、経路２１２における信号波長についての損失値を有する。他の実施形態においては、損失要素２３２は、経路２１１における信号波長につてのＤＥ２４１の損失と類似する、経路２１２における信号波長についての損失値を有し、増幅要素２２１、２５１、２２２、２５２及びＤＥ２４２は用いられない。損失要素２３２は減衰の固定値であることが可能であり、又は、経路２１２における信号波長についての減衰の変動値であることが可能である。損失要素２３２は受動減衰器であることが可能であり、又は、能動（電気的に制御された）減衰器であることが可能である。
【００３１】
図２Ａにおいては、分散要素（ＤＥ）２４２及び損失要素（Ｌ）２３２は、２つの光増幅器２２２と２５２との間に位置付けられているが、ＤＥ２４２及びＬ２３２の位置は、経路２１２におけるどこでも可能である。
【００３２】
一実施形態においては、光要素２２１、２５１、２２２、２３２及び２５２は、経路２１１及び２１２の総経路損失又はゲインに略等しい方法を提供する。
【００３３】
光マルチプレクサ２８０は、経路２１１及び２１２における信号波長を受信し、それらの信号波長を単独の経路２２０に対して結合する。任意に、増幅要素２６０は、混合された光信号を増幅し、それにより、コヒーレント光波長信号及び非コヒーレント光波長信号の両方に別個の増幅を与える。
【００３４】
増幅要素２６０が、マルチプレクサ２８０の後の光アセンブリにおいて示されているが、他の実施形態においては、増幅要素２６０は、デマルチプレクサ２７０の前に位置付けられ、同じ機能を備えている。
【００３５】
一実施形態においては、光要素２２１、２５１、２２２、２３２、２５２及び２６０は、入力ポート２１０から出力ポート２２０（任意の増幅要素２６０の後）にコヒーレント光波長信号及び非コヒーレント光波長信号の全経路損失又はゲインを略等しくする方法を提供する。
【００３６】
図２Ａの光アセンブリは、すべてのチャネルについての性能を改善することが可能であるコヒーレントチャネル及び非コヒーレントチャネルに異なる分散を与える。分散要素２４１及び２４２は、典型的には有害な非線形光効果を高め、故に、チャネルの品質を低下させる分散補償ファイバを有することが可能である。分散補償ファイバにおける非線形効果は、コヒーレントチャネル及び非コヒーレントチャネルの両方が混合される場合に、向上することが可能である。従って、コヒーレントチャネル及び非コヒーレントチャネルのための別個の経路を提供することは、それらのチャネル間の非線形相互作用を低減し、光信号の品質を改善する。
【００３７】
図２Ｂは、光アセンブリ２００の一実施形態である光アセンブリ２０１を示している。光アセンブリ２０１の要素は、光アセンブリ２００の対応する要素と同じ機能を有することが理解できる。光アセンブリ２０１においては、コヒーレント光チャネルは光経路２１２（それはコヒーレント光波長チャネルを担持するために、本明細書においては、“コヒーレント光経路”とも呼ばれる）に供給される一方、非コヒーレント光チャネルは光経路２１１（それは非コヒーレント光波長チャネルを担持するために、本明細書においては、“非コヒーレント光経路”とも呼ばれる）に供給される。
【００３８】
非コヒーレント光波長チャネルは、もし存在する場合に、コヒーレント光波長チャネルに導入される分散に比べて、異なる分散を非コヒーレント光チャネルに導入する分散要素に移動する。図に示されている場合、例えば、コヒーレント光波長チャネルは、ＤＥ２４１がコヒーレント光波長チャネルについて何れの分散も提供しないように、ＤＥ２４１に完全にバイパスをつける。
【００３９】
非コヒーレント光波長チャネルがＤＥ２４１を通り抜けるとき、信号パワーにおいてある損失が存在する。従って、増幅要素２５１が、ＤＥ２４１における光信号パワーの損失を少なくとも一部を回復するように、備えられる。ＤＥ２４１の非コヒーレント光波長チャネルで生じる減衰量は、ＤＥ２４１をバイパスづけすることを可能にするコヒーレント光波長チャネルが経験する減衰よりかなり大きい。増幅要素２５１は、故に、一旦、２つの信号が、マルチプレクサ２８０を用いて、再び結合されると、非コヒーレント光波長チャネルの光パワーを、コヒーレント光波長チャネルの光パワーと、よりインラインにする助けとなる。図示している実施形態においては、増幅要素２５１は、コヒーレント光波長チャネルのための何れの増幅も提供しない。更に、一実施形態においては、増幅要素は、ＤＥ２４１を通り抜けた非コヒーレント光波長チャネルにより失われた光パワーの少なくとも５０％であって、１５０％より光パワーを戻すように供給する。
【００４０】
増幅要素２５１は、例えば、増幅を提供するように任意にポンピングされる第２の分散要素を有することが可能である。例えば、希土類元素がドープされたファイバ増幅器ではなく、ポンピングされた分散要素を使用することにより、ラインにおいて前方ラマン増幅及び／又は後方ラマン増幅と任意に結合して、光チャネルの広いバンド幅をそのチャネルがサポートするようにする、広いバンドの増幅を可能にする。しかしながら、増幅器２５１はまた、希土類元素がドープされたファイバ増幅器、又は希土類元素がドープされたファイバ増幅及びファイバラマン増幅の両方を用いるハイブリッド増幅器であることが可能である。一実施形態においては、増幅器２５１は分散要素２４１を有する。他の実施形態においては、増幅要素２５１は、非コヒーレント光チャネルに増幅を与える著しい内部分散の有無に拘わらず、任意の光増幅器であることが可能である。
【００４１】
光マルチプレクサ２８０は、ポート２２０において混合されたコヒーレント及び非コヒーレント光信号を生成するように、コヒーレント光波長信号及び非コヒーレント光波長信号を受信して、結合する。光アセンブリ２０１は、非コヒーレント光波長チャネルに分散を適用し、インラインに含まれるために、光アセンブリ２０１は、コヒーレント光波長チャネル及び非コヒーレント波長チャネルについて異なる分散マップを生成する助けとなる。従って、光アセンブリ２０１は、非コヒーレントチャネルに比べて、異なる分散マップがコヒーレントチャネルに適用されるように、システムで用いられることが可能である。
【００４２】
コヒーレント検出及び非コヒーレント検出は、分散マップに対するそれらの感度がかなり異なる。非コヒーレント検出（“直接検出”とも呼ばれる）については、現在のシステムは、累積分散の絶対値を比較的低く保つように、分散周波数を補償する。他方、コヒーレント検出については、累積分散の絶対値は、かなり高いことが可能であり、略５０，０００ｐｓ／ｎｍ程度に高いことも可能である。更に、分散が略０にかなり近づく場合、非線形歪みは、信号品質又はコヒーレント検出の有効性を低下させ得る。従って、直接検出とは対照的に、異なる分散マップが、コヒーレント検出を受ける光波長チャネルについて構築されることが可能である。
【００４３】
図２Ｂにおける光アセンブリは、すべてのチャネルについての性能を改善することが可能であるコヒーレントチャネル及び非コヒーレントチャネルに対する異なる分散を与える。分散要素２４１は、典型的にはチャネルの品質を低下させる有害な非線形光学的効果を増加させる分散補償ファイバを有することが可能である。従って、光アセンブリ２０１はまた、ＤＥ２４１において可能性の高い非線形相互作用をバイパスづけすることにより、コヒーレントチャネルの性能を改善することが可能である。
【００４４】
従って、本明細書で説明している原理は、分散補償が関与する限り、異なる光波長チャネルが異なって処理されることが可能であり、それにより、ハイブリッド光波長チャネルが信号システムで用いられることを可能にする、光アセンブリを提供する。
【００４５】
図３は、距離Ｄ１及び距離Ｄ２においてインラインで図２Ａの光アセンブリ２００の２つを有することにより可能にされる混合された分散マップ３００の実施例を示している。この場合、光アセンブリ２００は、すべてのノード又は中継器に含まれないが、他の実施形態においては、光アセンブリ２００は、各々の光ファイバスパンに含まれることが可能である。混合された分散マップは、コヒーレント光チャネル（以下、“コヒーレント分散マップ”とも呼ばれ、破線で示されている）についての分散マップ３１１と、非コヒーレント光チャネル（以下、“非コヒーレント分散マップ”とも呼ばれ、実線で示されている）についての分散マップ３１２とを有する。
【００４６】
この混合された分散マップ３００においては、事前補償（つまり、送信端末で適用される分散）は存在しないが、確かに適用される事前補償は存在し得、事前補償は、コヒーレント分散マップ３１１及び非コヒーレント分散マップ３１２の一方又は両方について異なり得る。図３においては、図２Ａの光アセンブリ２００の実施例が、点Ｄ１及びＤ２に示されている、図示している場合においては、コヒーレント光波長チャネルは、分散補償中、非コヒーレントチャネルから少し分離される。コヒーレント光波長チャネルは、故に、分散補償をバイパスづけし、従って、コヒーレント光波長チャネルの累積分散は累積する。コヒーレント光波長チャネルに与えられるある分散補償（例えば、累積分散が、電子領域において補償されることが可能である限界、例えば、５０，０００ｐｓ／ｎｍに近づく場合）が存在し得る。しかしながら、図３は、コヒーレント光波長チャネルについての分散補償を示していない。従って、その光システムは、もともと分散補償されていないシステムであることが可能である。
【００４７】
しかしながら、非コヒーレント光波長チャネルについては、分散補償が、点Ｄ１及びＤ２において適用される。それらの位置においては、非コヒーレント光波長チャネルは、コヒーレント光波長チャネルから分離され、非コヒーレント光波長チャネルは分散補償される。Ｄ１及びＤ２において非コヒーレント光波長チャネルに適用される分散量は、リンクの累積分散より小さい、その分散に等しい、又はその分散より大きいことが可能である。図示している実施例においては、略０である非コヒーレント光波長チャネル３３０の総累積分散を戻す、ある最終的な分散補償（矢印３２０で示されている）が適用される。これは重要であり、故に、非コヒーレント光波長チャネルが直接、検出される。非コヒーレント分散マップ３１２は、従って、より不規則な鋸歯形状パターンをとる。
【００４８】
従って、基本的に分散補償されないシステムにおいてさえ、光アセンブリ２００の実施例は、非コヒーレントチャネルの累積分散が略０に保たれるようにされる一方、コヒーレントチャネルの分散は累積が継続される又は少なくともかなり高くされるように、インラインに周期的に位置付けられることが可能である。
【００４９】
図示されている図３の実施形態においては、光アセンブリ３００は、すべての光ファイバスパンに位置付けられていない。例えば、距離０から距離Ｄ１まで約３６０ｋｍの光学距離、距離Ｄ１から距離Ｄ２まで約５３０ｋｍの光学距離、距離Ｄ２から受信端末まで約２５０ｋｍの光学距離が存在する。それらの距離は、中継器間の平均距離より大きい。しかしながら、本明細書で説明している原理はまた、光アセンブリ２００がすべての光ファイバスパンにおいて位置付けられる場合に、適用可能である。
【００５０】
光アセンブリ２００又は２０１が図１の光通信システムで用いられる場合、任意の光中継器１１５、１２５は光アセンブリ２００又は２０１を有することが可能である。任意の光通信システム１００の送信器１１１／受信器１２８及び送信器１２１／受信器１１８が、コヒーレント光チャネル又は非コヒーレント光チャネルであることが可能である。しかしながら、光アセンブリ２００のデマルチプレクサ／マルチプレクサのタイプに依存して、光チャネルがコヒーレント又は非コヒーレントである制約が存在することが可能である。例えば、光チャネルの波長が制限されることが可能である
本発明は、本発明の主旨及び重要な特徴から逸脱することなく、他の特定の形態に具現化されることが可能である。上記の実施形態は、すべての点で、単に例示であって、限定的なものではないとみなされる必要がある。本発明の範囲は、従って、上記の詳述によるのではなく、特許請求の範囲によるとして意図されている。特許請求の範囲と同等な意味及び範囲内にあるすべての変形は、それらの特許請求の範囲に包含される。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
コヒーレント光波長チャネル及び非コヒーレント光波長チャネルの結合を有する混合された光信号を受信する入力光ポート；
コヒーレント光経路に、複数のコヒーレント光波長チャネルが供給され、非コヒーレント光波長チャネルが供給されないように、及び、非コヒーレント光経路に、複数の非コヒーレント光波長チャネルが供給され、コヒーレント光波長チャネルが供給されないように、前記入力光ポートに存在する光波長チャネルの前記結合を分離する光マルチプレクサ；
前記コヒーレント光経路及び前記非コヒーレント光経路の一方又は両方に備えられている分散要素であって、存在する場合に、前記コヒーレント光経路に適用される分散量に比べて、異なる分散量が、前記非コヒーレント光経路を介して進む前記複数の非コヒーレント光波長チャネルに適用されるように、動作される、分散要素；並びに
前記光マルチプレクサの出力に関して混合されたコヒーレント及び非コヒーレント光出力信号を生成するように、前記コヒーレント光経路及び前記非コヒーレント光経路から光波長チャネルを受信して、結合する光マルチプレクサ；
を有する光アセンブリ。
【請求項２】
前記入力光ポートから前記光マルチプレクサの前記出力への第１経路及び第２経路の光ゲイン又は光損失に略等しくする１つ又はそれ以上の光要素であって、前記第１経路は、前記入力光ポートから、光デマルチプレクサ、前記非コヒーレント光経路、前記光マルチプレクサを介して、前記光マルチプレクサの前記出力に繋がり、前記第２経路は、前記入力光ポートから、前記光デマルチプレクサ、前記コヒーレント光経路、前記光マルチプレクサを介して、前記光マルチプレクサの前記出力に繋がっている、１つ又はそれ以上の光要素；
を更に有する、請求項１に記載の光アセンブリ。
【請求項３】
前記１つ又はそれ以上の光要素の少なくとも１つの光要素は光減衰器である、請求項２に記載の光アセンブリ。
【請求項４】
前記１つ又はそれ以上の光要素の少なくとも１つの光要素は光増幅器である、請求項２に記載の光アセンブリ。
【請求項５】
前記光増幅器は、希土類元素がドープされた増幅器、ディスクリートラマン増幅器、又は希土類元素がドープされたファイバ増幅及びファイバラマン増幅の両方を有するハイブリッド光増幅器の少なくとも１つの増幅器を有する、請求項４に記載の光アセンブリ。
【請求項６】
前記混合されたコヒーレント及び非コヒーレント光信号を増幅する光増幅器；
を更に有する、請求項１に記載の光アセンブリ。
【請求項７】
前記分散要素は前記非コヒーレント光経路に含まれる、請求項１に記載の光アセンブリ。
【請求項８】
前記コヒーレント光経路は分散要素を含まない、請求項７に記載の光アセンブリ。
【請求項９】
前記コヒーレント光経路は増幅器を含まない、請求項８に記載の光アセンブリ。
【請求項１０】
前記非コヒーレント光経路は、前記非コヒーレント光経路において前記光要素の残りが寄与する損失の５０％乃至１５０％を補償するのに十分なゲインを有する光増幅器を有する、請求項７に記載の光アセンブリ。
【請求項１１】
前記分散要素は、前記コヒーレント光経路に含まれる、請求項１に記載の光アセンブリ。
【請求項１２】
送信端末；
受信端末；
複数の光中継器；並びに
非コヒーレント光チャネルからコヒーレント光チャネルを分離し、もし存在する場合に、前記受信端末の方への更なる送信のために、前記コヒーレント光チャネル及び前記非コヒーレント光チャネルを再結合する前に、前記コヒーレント光チャネルに適用される、前記非コヒーレント光チャネルに異なる分散を適用する、複数の光アセンブリ；
を有する光システム。
【請求項１３】
前記複数の光アセンブリの少なくも１つの光アセンブリは：
入力において混合されたコヒーレント及び非コヒーレント光信号を受信し、複数のコヒーレント光波長チャネルをコヒーレント光経路に、及び、複数の非コヒーレント光波長チャネルを非コヒーレント光経路に出力する光デマルチプレクサ；
もし存在する場合に、前記コヒーレント光経路に適用される分散に比べて、差分分散が、前記非コヒーレント光経路に適用されるように、前記コヒーレント光経路及び前記非コヒーレント光経路の一方又は両方に備えられる分散要素；
混合されたコヒーレント及び非コヒーレント光出力信号を生成するように、前記コヒーレント光経路からの前記複数のコヒーレント光波長チャネルと、前記非コヒーレント光経路からの複数の非コヒーレント光波長チャネルとを受信して、結合する光マルチプレクサ；
を有する、請求項１２に記載の光システム。
【請求項１４】
前記複数の光中継器の一部は前記複数の光アセンブリを有さない、請求項１２に記載の光システム。
【請求項１５】
前記複数の光中継器の各々は前記複数の光アセンブリの少なくとも１つの光アセンブリを有する、請求項１２に記載の光システム。
【請求項１６】
コヒーレント光チャネル及び非コヒーレント光チャネルに異なる分散を適用する方法であって：
コヒーレント光波長チャネル及び非コヒーレント光波長チャネルの結合を有する混合された光信号を受信するステップ；
前記複数のコヒーレント光波長チャネルをコヒーレント光経路に、及び、前記複数の非コヒーレント光波長チャネルを非コヒーレント光経路に多重分離するステップ；並びに
もし存在する場合に、前記コヒーレント光経路に適用される分散に比べて、異なる分散が、前記非コヒーレント光経路の前記複数の非コヒーレント光波長チャネルに適用されるように、前記コヒーレント光経路及び前記非コヒーレント光経路の一方又は両方に分散を適用するステップ；
混合されたコヒーレント及び非コヒーレント光出力信号を構築するように、前記複数のコヒーレント光波長チャネル及び前記複数の非コヒーレント光波長チャネルを多重化するステップ；
を有する方法。
【請求項１７】
差分分散が前記非コヒーレント光経路に適用され、前記コヒーレント光経路には分散が適用されないように、前記分散を適用するステップが動作する、請求項１６に記載の方法。
【請求項１８】
前記多重分離するステップを実行するデマルチプレクサの入力から前記多重化するステップを実行するマルチプレクサの出力への第１経路及び第２経路の光ゲイン及び光損失を略等しくするステップであって、第１経路は、前記デマルチプレクサの前記入力から、前記光デマルチプレクサ、前記非コヒーレント光経路、前記光マルチプレクサを介して、前記光マルチプレクサの前記出力に繋げ、前記第２経路は、前記デマルチプレクサの前記入力から、前記光デマルチプレクサ、前記コヒーレント光経路、前記光マルチプレクサを介して、前記光マルチプレクサの前記出力に繋げる、ステップ；
を更に有する、請求項１７に記載の方法。
【請求項１】
コヒーレント光波長チャネル及び非コヒーレント光波長チャネルの結合を有する混合された光信号を受信する入力光ポート；
コヒーレント光経路に、複数のコヒーレント光波長チャネルが供給され、非コヒーレント光波長チャネルが供給されないように、及び、非コヒーレント光経路に、複数の非コヒーレント光波長チャネルが供給され、コヒーレント光波長チャネルが供給されないように、前記入力光ポートに存在する光波長チャネルの前記結合を分離する光マルチプレクサ；
前記コヒーレント光経路及び前記非コヒーレント光経路の一方又は両方に備えられている分散要素であって、存在する場合に、前記コヒーレント光経路に適用される分散量に比べて、異なる分散量が、前記非コヒーレント光経路を介して進む前記複数の非コヒーレント光波長チャネルに適用されるように、動作される、分散要素；並びに
前記光マルチプレクサの出力に関して混合されたコヒーレント及び非コヒーレント光出力信号を生成するように、前記コヒーレント光経路及び前記非コヒーレント光経路から光波長チャネルを受信して、結合する光マルチプレクサ；
を有する光アセンブリ。
【請求項２】
前記入力光ポートから前記光マルチプレクサの前記出力への第１経路及び第２経路の光ゲイン又は光損失に略等しくする１つ又はそれ以上の光要素であって、前記第１経路は、前記入力光ポートから、光デマルチプレクサ、前記非コヒーレント光経路、前記光マルチプレクサを介して、前記光マルチプレクサの前記出力に繋がり、前記第２経路は、前記入力光ポートから、前記光デマルチプレクサ、前記コヒーレント光経路、前記光マルチプレクサを介して、前記光マルチプレクサの前記出力に繋がっている、１つ又はそれ以上の光要素；
を更に有する、請求項１に記載の光アセンブリ。
【請求項３】
前記１つ又はそれ以上の光要素の少なくとも１つの光要素は光減衰器である、請求項２に記載の光アセンブリ。
【請求項４】
前記１つ又はそれ以上の光要素の少なくとも１つの光要素は光増幅器である、請求項２に記載の光アセンブリ。
【請求項５】
前記光増幅器は、希土類元素がドープされた増幅器、ディスクリートラマン増幅器、又は希土類元素がドープされたファイバ増幅及びファイバラマン増幅の両方を有するハイブリッド光増幅器の少なくとも１つの増幅器を有する、請求項４に記載の光アセンブリ。
【請求項６】
前記混合されたコヒーレント及び非コヒーレント光信号を増幅する光増幅器；
を更に有する、請求項１に記載の光アセンブリ。
【請求項７】
前記分散要素は前記非コヒーレント光経路に含まれる、請求項１に記載の光アセンブリ。
【請求項８】
前記コヒーレント光経路は分散要素を含まない、請求項７に記載の光アセンブリ。
【請求項９】
前記コヒーレント光経路は増幅器を含まない、請求項８に記載の光アセンブリ。
【請求項１０】
前記非コヒーレント光経路は、前記非コヒーレント光経路において前記光要素の残りが寄与する損失の５０％乃至１５０％を補償するのに十分なゲインを有する光増幅器を有する、請求項７に記載の光アセンブリ。
【請求項１１】
前記分散要素は、前記コヒーレント光経路に含まれる、請求項１に記載の光アセンブリ。
【請求項１２】
送信端末；
受信端末；
複数の光中継器；並びに
非コヒーレント光チャネルからコヒーレント光チャネルを分離し、もし存在する場合に、前記受信端末の方への更なる送信のために、前記コヒーレント光チャネル及び前記非コヒーレント光チャネルを再結合する前に、前記コヒーレント光チャネルに適用される、前記非コヒーレント光チャネルに異なる分散を適用する、複数の光アセンブリ；
を有する光システム。
【請求項１３】
前記複数の光アセンブリの少なくも１つの光アセンブリは：
入力において混合されたコヒーレント及び非コヒーレント光信号を受信し、複数のコヒーレント光波長チャネルをコヒーレント光経路に、及び、複数の非コヒーレント光波長チャネルを非コヒーレント光経路に出力する光デマルチプレクサ；
もし存在する場合に、前記コヒーレント光経路に適用される分散に比べて、差分分散が、前記非コヒーレント光経路に適用されるように、前記コヒーレント光経路及び前記非コヒーレント光経路の一方又は両方に備えられる分散要素；
混合されたコヒーレント及び非コヒーレント光出力信号を生成するように、前記コヒーレント光経路からの前記複数のコヒーレント光波長チャネルと、前記非コヒーレント光経路からの複数の非コヒーレント光波長チャネルとを受信して、結合する光マルチプレクサ；
を有する、請求項１２に記載の光システム。
【請求項１４】
前記複数の光中継器の一部は前記複数の光アセンブリを有さない、請求項１２に記載の光システム。
【請求項１５】
前記複数の光中継器の各々は前記複数の光アセンブリの少なくとも１つの光アセンブリを有する、請求項１２に記載の光システム。
【請求項１６】
コヒーレント光チャネル及び非コヒーレント光チャネルに異なる分散を適用する方法であって：
コヒーレント光波長チャネル及び非コヒーレント光波長チャネルの結合を有する混合された光信号を受信するステップ；
前記複数のコヒーレント光波長チャネルをコヒーレント光経路に、及び、前記複数の非コヒーレント光波長チャネルを非コヒーレント光経路に多重分離するステップ；並びに
もし存在する場合に、前記コヒーレント光経路に適用される分散に比べて、異なる分散が、前記非コヒーレント光経路の前記複数の非コヒーレント光波長チャネルに適用されるように、前記コヒーレント光経路及び前記非コヒーレント光経路の一方又は両方に分散を適用するステップ；
混合されたコヒーレント及び非コヒーレント光出力信号を構築するように、前記複数のコヒーレント光波長チャネル及び前記複数の非コヒーレント光波長チャネルを多重化するステップ；
を有する方法。
【請求項１７】
差分分散が前記非コヒーレント光経路に適用され、前記コヒーレント光経路には分散が適用されないように、前記分散を適用するステップが動作する、請求項１６に記載の方法。
【請求項１８】
前記多重分離するステップを実行するデマルチプレクサの入力から前記多重化するステップを実行するマルチプレクサの出力への第１経路及び第２経路の光ゲイン及び光損失を略等しくするステップであって、第１経路は、前記デマルチプレクサの前記入力から、前記光デマルチプレクサ、前記非コヒーレント光経路、前記光マルチプレクサを介して、前記光マルチプレクサの前記出力に繋げ、前記第２経路は、前記デマルチプレクサの前記入力から、前記光デマルチプレクサ、前記コヒーレント光経路、前記光マルチプレクサを介して、前記光マルチプレクサの前記出力に繋げる、ステップ；
を更に有する、請求項１７に記載の方法。
【図１】
【図２Ａ】
【図２Ｂ】
【図３】
【図２Ａ】
【図２Ｂ】
【図３】
【公表番号】特表２０１３−５０９１３６（Ｐ２０１３−５０９１３６Ａ）
【公表日】平成２５年３月７日（２０１３．３．７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１２−５３６９５６（Ｐ２０１２−５３６９５６）
【出願日】平成２２年１０月２６日（２０１０．１０．２６）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＵＳ２０１０／０５４１１３
【国際公開番号】ＷＯ２０１１／０５６５８３
【国際公開日】平成２３年５月１２日（２０１１．５．１２）
【出願人】（５０７２８２１６３）エックステラ コミュニケーションズ，インコーポレイテッド (11)
【Ｆターム（参考）】
【公表日】平成２５年３月７日（２０１３．３．７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１０月２６日（２０１０．１０．２６）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＵＳ２０１０／０５４１１３
【国際公開番号】ＷＯ２０１１／０５６５８３
【国際公開日】平成２３年５月１２日（２０１１．５．１２）
【出願人】（５０７２８２１６３）エックステラ コミュニケーションズ，インコーポレイテッド (11)
【Ｆターム（参考）】
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