低分散光ファイバーにおける非線形効果の抑制
【課題】ＤＳＦにわたってＣバンドの光学信号を伝送する大容量、長距離の光学通信システムを提供すること。
【解決手段】上記装置は、複数の光学信号を供給する光学送信器と、光学結合器と、分散補償ファイバー（ＤＣＦ）の複数のセグメントと、光学受信器とを含み、複数の光学信号の各々は、複数の波長のうちの対応する１つを有し、複数の光学信号の各々は、位相変調形式に従って変調され、光学結合器は、複数の光学信号を結合するように構成されており、複数の光学信号を波長分割多重信号として分散シフトファイバー（ＤＳＦ）の複数の連続したセグメントを含む光学通信経路に供給し、ＤＣＦの複数のセグメントの各々は、光学通信経路に連結されるように構成されており、ＤＣＦの複数のセグメントは、ＤＳＦの複数の連続したセグメントのうちの隣接するセグメントの間に提供され、光学受信器は、光学通信経路の末端部分に連結されている入力を有する。
【解決手段】上記装置は、複数の光学信号を供給する光学送信器と、光学結合器と、分散補償ファイバー（ＤＣＦ）の複数のセグメントと、光学受信器とを含み、複数の光学信号の各々は、複数の波長のうちの対応する１つを有し、複数の光学信号の各々は、位相変調形式に従って変調され、光学結合器は、複数の光学信号を結合するように構成されており、複数の光学信号を波長分割多重信号として分散シフトファイバー（ＤＳＦ）の複数の連続したセグメントを含む光学通信経路に供給し、ＤＣＦの複数のセグメントの各々は、光学通信経路に連結されるように構成されており、ＤＣＦの複数のセグメントは、ＤＳＦの複数の連続したセグメントのうちの隣接するセグメントの間に提供され、光学受信器は、光学通信経路の末端部分に連結されている入力を有する。
【発明の詳細な説明】
【背景技術】
【０００１】
（背景）
ファイバー光学通信システムにおいて、光学信号は、データのシンボルを運送するために変調され、そして光ファイバー上に、光学送信器から受信器まで伝送され、その結果、所与のシンボルがシンボル期間の間に伝送される。光学信号は、通常、単一公称波長であるが、各信号は、異なるスペクトル成分を含み得る。各光学信号のスペクトル成分は、異なる速度で伝送ファイバーを介して伝播し得る。「色分散」として知られたこの効果は、１つのシンボル期間のスペクトル成分が後に続くシンボル期間と実質的に同じ時間で受信器に到着することを引き起こし得、それによって、劣化した受信器感度を引き起こす。色分散は、より高いビットレートでますます著しくなる。
【０００２】
早期のファイバー光学通信システムは、１３１０ｎｍの波長を有する光を出力する送信器を含み、１３１０ｎｍの波長は、従来の単一モード光ファイバーが実質的にゼロ分散を有する波長である。光ファイバーが作られる材料であるシリカの吸収は、１３１０ｎｍにおいて、１５５０ｎｍでの吸収より大きい。従って、その後のシステムは、１５５０ｎｍまたはその付近で光学信号を伝送するように開発された。従来の単一モード光ファイバーシステムは、このような波長でかなりの色分散を有するので、１５５０ｎｍにおいてゼロまたは実質的にゼロの分散を有するファイバー（分散シフトファイバー（ＤＳＦ））が開発された。
【０００３】
ファイバー光学通信システムのデータ運送容量を増大させるために、波長分割多重化が開発され、波長分割多重化においては、複数の送信器は、異なる波長で変調された光学信号を出力する。次に、光学信号は、光ファイバー上に結合され、波長分割多重化（ＷＤＭ）の信号として伝送される。
【０００４】
しかしながら、ＷＤＭ信号がＤＳＦ上で伝送される場合に、互いに波長でスペクトル的に近い光学信号は、ファイバーの低分散のために、長距離にわたって互いに相関されたまま（位相マッチング）であり得る。このような位相マッチングの状態下において、異なる波長の光学信号は、他の波長における追加の光学成分（混合物）を生成するように、互いに強く相互作用し得る。このような混合物は、ＷＤＭ信号の他の光学信号と同じ、または実質的に同じ波長を有し得、混合物の大きさは、光学信号が伝播する距離と、このような光学信号の間の周波数または波長間隔とに関連する。従って、２つのスペクトル的に近く、かつ位相マッチングされる光学信号がＤＳＦ上に長距離にわたって伝播する場合に、生じた混合物は、大きさで増大し得、光学信号波長の１つにおいてかなりのノイズとして観測され得る。「４波混合」と呼ばれる非線形効果は、かなりの歪みを導入し、比較的に高いエラーレートをもたらし得る。ＤＳＦのゼロ分散波長に近い光学信号波長が、特に、４波混合の効果に受けやすいことにより、Ｃバンドの波長を有する制限された数の光学信号が、一般的に、ＤＳＦ上に伝送される。従って、ＤＳＦを含む光学ネットワークは、しばしば、実質的に制限された容量を有する。加えて、混合物の大きさが、光学信号のパワーに関連するので、このような光学ネットワークは、一般的に、より短い距離にわたって、減少されたパワーを有する光学信号を発進する。
【０００５】
それ故に、１５５０ｎｍの周りの波長領域（Ｃバンド、１５３０ｎｍ〜１５６５ｎｍ）で小さい色分散を有する非ゼロ分散シフトファイバー（ＮＺＤＳＦ）が開発されており、ゼロ分散波長は、ちょうどこの領域の外側にある。従って、Ｃバンド波長がＮＺ−ＤＳＦファイバーのゼロ分散波長にスペクトル的に近くないことにより、位相マッチングも４波混合も実質的に減少される。
【０００６】
しかしながら、主にＤＳＦファイバーが一旦展開された場合のこのようなファイバーを取り替えるコストのために、ＤＳＦファイバープラントが今も使用されている。ＤＳＦを含むファイバー光学ネットワークの容量を増大させるために、１５６５ｎｍ〜１６２５ｎｍの波長領域（「Ｌバンド」）で光学信号を出力する複数の送信器を含むシステムが開発されている。しかしながら、Ｌバンド送信器は、Ｃバンド送信器に提供されるレーザーより高くあり得るレーザーを含む。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
従って、ＤＳＦを介してＣバンドの光学信号を伝送する大容量、長距離の光学通信システムに対するニーズがある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
（本発明の要約）
本開示の局面と一致して、複数の光学信号を供給する光学送信器ブロックを含む装置が提供される。複数の光学信号の各々は、複数の波長のうちの対応する１つを有し、位相変調形式に従って変調される。光学結合器も提供され、光学結合器は、複数の光学信号を結合するように構成されており、複数の光学信号を波長分割多重信号として光学通信経路に供給する。光学通信経路は、分散シフトファイバー（ＤＳＦ）の複数の連続したセグメントを含む。分散補償ファイバー（ＤＣＦ）の複数のセグメントがさらに提供される。ＤＣＦの複数のセグメントの各々は、光学通信経路に連結されるように構成されており、ＤＣＦの複数のセグメントは、ＤＳＦの複数の連続したセグメントのうちの隣接するセグメントの間に提供される。さらに、光学通信経路の末端部分に連結されている入力を有する光学受信器が提供される。
【０００９】
本開示のさらなる局面と一致して、実質的に１５５０ｎｍと等しい波長を有する複数の光学信号のうちの１つに関連付けられたＱ値は、例えば、少なくとも１０と等しい。
【００１０】
本開示の追加の局面と一致して、位相変調形式に従って複数の光学信号の各々を変調することを含む方法が提供される。複数の光学信号の各々は、複数の波長のうちの対応する１つを有する。方法は、複数の光学信号を結合して、波長分割多重信号を光学通信経路に提供することをさらに含み、光学通信経路は、分散シフトファイバー（ＤＳＦ）の複数の連続したセグメントを含む。加えて、方法は、光学通信経路に沿って提供される分散補償ファイバー（ＤＣＦ）の複数のセグメントを介して複数の光学信号を伝送することを含み、それにより、複数の光学信号に関連付けられた位相が、１つのＤＳＦセグメントから次のセグメントまで互いに対して相関されない。
【００１１】
前の一般的説明および以下の詳細な説明は、請求項のように、本発明の限定ではなく、ただ代表的かつ説明的であることが理解されるべきである。
【００１２】
本明細書に組み込まれ、かつ一部分を構成する添付の図面は、説明と共に、本発明の１つ（またはいくつか）の実施形態を例示し、本発明の原理を説明するために役に立つ。
【００１３】
例えば、本発明は、以下の項目を提供する。
（項目１）
装置であって、該装置は、
複数の光学信号を供給する光学送信器ブロックであって、該複数の光学信号の各々は、複数の波長のうちの対応する１つを有し、該複数の光学信号の各々は、位相変調形式に従って変調される、光学送信器ブロックと、
該複数の光学信号を結合するように構成されている光学結合器であって、該光学結合器は、該複数の光学信号を波長分割多重信号として分散シフトファイバー（ＤＳＦ）の複数の連続したセグメントを含む光学通信経路に供給する、光学結合器と、
分散補償ファイバー（ＤＣＦ）の複数のセグメントであって、該ＤＣＦの複数のセグメントの各々は、該光学通信経路に連結されるように構成されており、該ＤＣＦの複数のセグメントは、該ＤＳＦの複数の連続したセグメントのうちの隣接するセグメントの間に提供される、ＤＣＦの複数のセグメントと、
該光学通信経路の末端部分に連結されている入力を有する光学受信器と
を含む、装置。
（項目２）
上記光学通信経路は、上記光学受信器の上記入力において関連付けられた非ゼロ色分散を有する、上記項目に記載の装置。
（項目３）
上記ＤＳＦの複数の連続したセグメントの各々は、１５５０ｎｍにおいて実質的にゼロである関連付けられた色分散を有する、上記項目のいずれかに記載の装置。
（項目４）
上記非ゼロ色分散は、１５５０ｎｍの波長の光に関連付けられる、上記項目のいずれかに記載の装置。
（項目５）
上記複数の光学信号の各々は、複数のデータストリームのうちの対応する１つを運送し、該複数のデータストリームの各々は、互いに対して異なる、上記項目のいずれかに記載の装置。
（項目６）
上記ＤＳＦの複数の連続したセグメントの各々は、１５５０ｎｍにおいて実質的にゼロ色分散を有する、上記項目のいずれかに記載の装置。
（項目７）
上記ＤＣＦの複数のセグメントの各々は、関連付けられた正の色分散を有する、上記項目のいずれかに記載の装置。
（項目８）
上記ＤＣＦの複数のセグメントの各々は、関連付けられた負の色分散を有する、上記項目のいずれかに記載の装置。
（項目９）
上記ＤＣＦの複数のセグメントのうちの第１のセグメントは、関連付けられた負の色分散を有し、該ＤＣＦの複数のセグメントのうちの第２のセグメントは、関連付けられた正の色分散を有する、上記項目のいずれかに記載の装置。
（項目１０）
上記複数の光学信号の各々は、直角位相シフトキーイング（ＱＰＳＫ）変調形式に従って変調される、上記項目のいずれかに記載の装置。
（項目１１）
上記複数の波長は、１５３０ｎｍ〜１５６５ｎｍの範囲内にある、上記項目のいずれかに記載の装置。
（項目１２）
複数の光学増幅器をさらに含み、該複数の増幅器の各々は、上記ＤＣＦの複数のセグメントのうちの対応する１つを含む、上記項目のいずれかに記載の装置。
（項目１３）
装置であって、該装置は、
複数の光学信号を供給する光学送信器ブロックであって、該複数の光学信号の各々は、複数の波長のうちの対応する１つを有し、該複数の光学信号の各々は、位相変調形式に従って変調される、光学送信器ブロックと、
該複数の光学信号を結合するように構成されている光学結合器であって、該光学結合器は、該複数の光学信号を波長分割多重信号として分散シフトファイバー（ＤＳＦ）の複数の連続したセグメントを含む光学通信経路に供給する、光学結合器と、
分散補償ファイバー（ＤＣＦ）の複数のセグメントであって、該ＤＣＦの複数のセグメントの各々は、該光学通信経路に連結されるように構成されており、該ＤＣＦの複数のセグメントは、該ＤＳＦの複数の連続したセグメントのうちの隣接するセグメントの間に提供される、ＤＣＦの複数のセグメントと、
該光学通信経路の末端部分に連結されている入力を有する光学受信器ノードと
を含み、
実質的に１５５０ｎｍと等しい波長を有する該複数の光学信号のうちの１つに関連付けられたＱ値は、少なくとも１０と等しい、装置。
（項目１４）
上記光学通信経路は、上記光学受信器ノードの上記入力において関連付けられた非ゼロ色分散を有する、上記項目のいずれかに記載の装置。
（項目１５）
上記ＤＳＦの複数の連続したセグメントの各々は、１５５０ｎｍにおいて実質的にゼロ分散である関連付けられた色分散を有する、上記項目のいずれかに記載の装置。
（項目１６）
上記非ゼロ色分散は、１５５０ｎｍの波長の光に関連付けられる、上記項目のいずれかに記載の装置。
（項目１７）
上記複数の光学信号の各々は、複数のデータストリームのうちの対応する１つを運送し、該複数のデータストリームの各々は、互いに対して異なる、上記項目のいずれかに記載の装置。
（項目１８）
上記ＤＳＦの複数の連続したセグメントの各々は、１５５０ｎｍにおいて実質的にゼロ色分散を有する、上記項目のいずれかに記載の装置。
（項目１９）
上記ＤＣＦの複数のセグメントの各々は、関連付けられた正の色分散を有する、上記項目のいずれかに記載の装置。
（項目２０）
上記ＤＣＦの複数のセグメントの各々は、関連付けられた負の色分散を有する、上記項目のいずれかに記載の装置。
（項目２１）
装置であって、該装置は、
複数の光学信号のうちの対応する１つを供給する光学送信器ブロックであって、該複数の光学信号の各々は、複数の波長のうちの対応する１つを有し、該複数の光学信号の各々は、位相変調形式に従って変調される、光学送信器ブロックと、
光学結合器であって、該光学結合器は、該複数の光学信号を結合するように構成されている、光学結合器と、
分散シフトファイバー（ＤＳＦ）の複数の連続したセグメントを含む光学通信経路であって、該光学結合器は、該複数の光学信号を波長分割多重信号として該光学通信経路に供給する、光学通信経路と、
分散補償ファイバー（ＤＣＦ）の複数のセグメントであって、該ＤＣＦの複数のセグメントの各々は、該光学通信経路に連結されるように構成されており、該ＤＣＦの複数のセグメントは、該ＤＳＦの複数の連続したセグメントのうちの隣接するセグメントの間に提供される、ＤＣＦの複数のセグメントと、
該光学通信経路の末端部分に連結されている入力を有する光学受信器と
を含む、装置。
（項目２２）
装置であって、該装置は、
複数の光学信号を供給する光学送信器ブロックであって、該複数の光学信号の各々は、複数の波長のうちの対応する１つを有し、該複数の光学信号の各々は、位相変調形式に従って変調される、光学送信器ブロックと、
該複数の光学信号を結合するように構成されている光学結合器であって、該光学結合器は、該複数の光学信号を波長分割多重信号として低分散ファイバーの複数の連続したセグメントを含む光学通信経路に供給する、光学結合器と、
分散補償ファイバー（ＤＣＦ）の複数のセグメントであって、該ＤＣＦの複数のセグメントの各々は、該光学通信経路に連結されるように構成されており、該ＤＣＦの複数のセグメントは、該低分散ファイバーの複数の連続したセグメントのうちの隣接するセグメントの間に提供される、ＤＣＦの複数のセグメントと、
該光学通信経路の末端部分に連結されている入力を有する光学受信器と
を含む、装置。
【００１４】
（摘要）
本開示と一致して、色分散が、分散シフトファイバー（ＤＳＦ）の複数のセグメントまたはスパンを含む光学通信経路内に導入される。色分散は、光学通信経路に沿って伝播する光学信号の間に位相ミスマッチングを生成し、すなわち、光学信号が相関されず、混合物が大きさにおいて減少され、従って４波混合に起因するノイズが減少される。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】図１は、本開示の局面と一致する光学通信システムを例示する。
【図２】図２は、本開示の局面と一致する受信器ブロックの例を例示する。
【図３】図３は、本開示と一致する光学増幅器の例を例示する。
【図４】図４は、第１の族の代表的な曲線を例示し、各曲線は、対応する分散増分（ｄＤ）に対する表示品質因子（Ｑ）対波長ごとのパワーを表す。
【図５】図５は、第２の族の代表的な曲線を例示し、各曲線は、対応する分散増分（ｄＤ）に対する表示品質因子（Ｑ）対波長ごとのパワーを表す。
【図６ａ】図６ａは、本開示と一致する代表的な分散マップを例示する。
【図６ｂ】図６ｂは、本開示と一致する代表的な分散マップを例示する。
【図６ｃ】図６ｃは、本開示と一致する代表的な分散マップを例示する。
【図６ｄ】図６ｄは、本開示と一致する代表的な分散マップを例示する。
【図７】図７は、本開示のさらなる局面と一致するＱ因子対増分の分散（ｄＤ）のグラフを例示する。
【図８】図８は、本開示の追加の局面と一致するＱ対波長のグラフを例示する。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
本開示と一致して、色分散は、分散シフトファイバー（ＤＳＦ）の複数のセグメントまたはスパンを含む光学通信経路内に導入される。色分散は、光学通信経路に沿って伝播する光学信号の間に位相ミスマッチングを生成し、すなわち、光学信号が相関されないより、合計の混合物が、ＤＳＦの１つのセグメントから次のセグメントへ、大きさにおいて減少され、４波混合に起因する非線形効果が従って減少される。
【００１７】
添付の図面に例示されている参照が、本開示の以下の代表的な実施形態に対して詳細に加えられる。また、同じ参照数字が、同じまたは同様なパーツを指すように、図面を通じて使用される。
【００１８】
図１は、本開示と一致する光学通信システム１００を例示する。光学通信システム１００は、複数の光学送信器ブロックＴＸ−１〜ＴＸ−ｎを含み、各光学送信器ブロックは、対応するグループの光学信号を供給する。各グループ内の光学信号のそれぞれは、複数の波長のうちの対応する１つを有する。例えば、光学送信器ブロックＴＸ−１は、第１のグループまたは第１の複数の光学信号を出力し、各光学信号は、第１の複数の波長（例えば、λ１〜λ１０）のうちの対応する１つを有する。加えて、光学送信器ブロックＴＸ−ｎは、第２のグループまたは第２の複数の光学信号を出力し、各光学信号は、第２の複数の波長（例えば、λｎ−９〜λｎ）のうちの対応する１つを有する。
【００１９】
一般的には、波長λ１〜λｎは、互いに対して、スペクトル的に均一に間隔を空けられており、そしてＣバンド内にある。１つの例において、最短波長λ１は、Ｃバンドの最短波長であり、または１５３０ｎｍと等しく、または実質的に等しい波長であり得る。最長波長λｎは、Ｃバンドの最長波長であり、または１５７０ｎｍと等しく、または実質的に等しい波長であり得る。一般的には、各光学信号は、特有または異なるデータストリームまたはビットの系列を運送する。
【００２０】
１つの例において、光学信号のそれぞれは、光学信号の位相が変調される変調形式（例えば、直角位相シフトキーイング（ＱＰＳＫ））に従って特定のデータストリームを運送するように変調される。さらなる例において、各光学信号が分極多重化されることにより、各光学信号は、横電気（ＴＥ）分極を有する第１の成分と、横磁気（ＴＭ）分極を有する第２の成分を有する。代表的な送信器の構造および動作は、２０１０年１０月５日に出願した米国特許出願第１２／８９７，７８６号および２０１０年１２月３０日に出願した米国特許出願第１２／９８１，８３５号においてさらに説明されている。上記２つの文献の全容は、参照することによって本明細書において援用される。
【００２１】
さらに図１に示されるように、送信器ブロックＴＸ−１〜ＴＸ−ｎから出力された光学信号は、公知の光学マルチプレクサー１０２に入力され得、光学マルチプレクサー１０２は、光学信号を波長分割多重化光学信号として結合し、かつ光学通信経路１０４へ出力する。光学通信経路１０４は、分散シフトファイバー（ＤＳＦ）の連続した複数のセグメントまたはスパン１１２−１〜１１２−ｎを含み得る。複数の光学増幅器１１０−１〜１１０−ｎ−１も提供され得、各光学増幅器は、ＤＳＦスパン１１２−１〜１１２−ｎのうちの対応する１つに連結されている。
【００２２】
分散補償ファイバー（ＤＣＦ）１０８のセグメントが、光学通信経路１０４の第１の端部１０４−１において分散を導入するために、マルチプレクサー１０２の出力１０８−１において提供され得る。ＤＣＦ１１４の別のセグメントが、オプション的に、光学通信経路１０４の第２の端部１０４−２において提供され得る。加えて、以下により詳細に議論されるように、ＤＣＦセグメントは、オプション的に、光学増幅器１１０−１〜１１０−ｎ−１のそれぞれにおいて提供され得る。
【００２３】
光学通信経路１０４を介して伝播した後に、ＷＤＭ信号が、次に、入力１４８−１を
介して光学受信器ノード１４８の光学デマルチプレクサー１０６に提供される。光学デマルチプレクサー１０６は、ＷＤＭ信号の光学信号成分を多重分離し、または結合解除し、そしてさらなる処理のために、対応する受信器ブロックＲＸ−１〜ＲＸ−ｎに各光学信号グループを供給する公知の光学デマルチプレクサーであり得る。例えば、波長λ１〜λ１０を有する第１のグループ内の光学信号が、受信器ブロックＲＸ−１に供給され得、波長λｎ−９〜λｎを有する第２のグループの光学信号が、受信器ブロックＲＸ−ｎに提供され得る。
【００２４】
次に、受信器ブロックＲＸ−１は、図２を参照してより詳細に説明される。残りの受信器ブロックＲＸ−２〜ＲＸ−ｎは、受信器ブロックＲＸ−１と同じまたは類似な構造を有することが理解される。１つの例において、ＲｘブロックＲＸ−１〜ＲＸ−ｎのそれぞれは、コヒーレントイントラダイン受信器を構成する。
【００２５】
受信器ブロックＲＸ−１は、基板２０４上に提供された受信器フォトニック集積回路（ＰＩＣ）２０２を含み得る。ＰＩＣ２０２は、公知の光学デマルチプレクサー２０３（例えば、デインターリーバまたは整列された導波管回折格子（ＡＷＧ））を含み、光学デマルチプレクサー２０３は、波長λ１〜λ１０を有する第１のＷＤＭ光学信号部分を受信する入力を有し、第１のＷＤＭ光学信号部分の各波長成分を光学受信器回路ＯＲ−１〜ＯＲ−１０のうちの対応する１つに供給する。代替的には、デマルチプレクサー２０３は、第１のＷＤＭ光学信号部分のパワースプリット部分を光学受信器回路ＯＲ−１〜ＯＲ−１０のそれぞれに供給する公知の光学スプリッタまたはパワースプリッタによって取り替えられ得、各波長に関連付けられたデータまたは情報は、受信器ブロックＲＸ−１内に提供された回路によって、電気ドメイン内に復調され、または多重分離され得る。本開示と一致して、光学信号の数、従っておよび波長の数は、本明細書に議論された光学信号および波長の具体的な数に限定されないことが理解される。むしろ、任意の数の光学信号および波長も、送信器および受信器も本開示に従って提供され得る。光学受信器ＯＲ−１の詳細は、前述の２０１０年１２月３０日に出願した米国特許出願第１２／９８１，８３５号においてさらに説明されている。
【００２６】
さらに図２に示されるように、各光学受信器回路ＯＲ−１〜ＯＲ−１０は、対応するグルーピングのアナログ電気信号をアナログ−デジタルコンバータ（ＡＤＣ）回路２０６に供給する。各アナログ電気信号グループピングは、第１のＷＤＭ光学信号部分のそれぞれの波長成分によって運送されるデータを表す。各ＡＤＣ回路はまた、アナログ電気信号の電圧および／または電流を調整する公知のトランスインピーダンス増幅器および自動ゲイン制御回路を含み得る。
【００２７】
ＡＤＣ回路２０６は、光学受信器回路ＯＲ−１〜ＯＲ−１０によって出力された各アナログ電気信号グルーピングに関連付けられたデジタルサンプルを供給する。次に、これらのデジタルサンプルがＤＳＰ２０８によって処理され、ＤＳＰ２０８は、公知の方法で第１のＷＤＭ光学信号部分の各スペクトル成分に関連付けられたさまざまなパラメータ（例えば、位相、大きさ、ビットエラーレート（ＢＥＲ）、および光学信号対ノイズの比率（ＯＳＮＲ））を決定し得る。ＤＳＰ２０８はまた、前述のＤＣＦセグメントによって導入された分散から生じ得るエラーをオフセットし、または修正するための電子分散補償（ＥＤＣ）を行う回路を含み得る。ＥＤＣに関連して使用され得る回路の例は、２０１０年５月２４日に出願した米国特許出願第１２／７８５，６７９号、２０１０年１１月２３日に出願した米国特許出願第１２／９２６，５３３号、および２０１１年２月２８日に出願した米国特許出願第１３／０３７，３１５号において説明されている。
【００２８】
前述のように、マルチプレクサー１０２から出力されたＷＤＭ信号は、光学通信経路１０４に沿って、さまざまな場所において、光学増幅器１１０−１〜１１０−ｎ−１によってパワーブーストされ、または増幅され得る。次に、代表的な光学増幅器１１０−１が、図３を参照して説明される。
【００２９】
増幅器１１０−１は、エルビウムドープファイバー３０４の第１のセグメントを有する第１のステージ３０２を含み得る。また、ポンプレーザー３０６が提供され得、ポンプレーザー３０６は、例えば、９８０ｎｍの波長でのポンプ光を用いてエルビウムドープファイバー３０４をポンプする。ＷＤＭ信号は、ファイバー３０４を介して伝播し、そしてファイバー３０４によって増幅される。次に、ＷＤＭ信号は、オプション的に提供されたＤＣＦ３０７を介して伝播し、次に第２のステージ３１２へ移動する。
【００３０】
第２のステージ３１２は、エルビウムドープファイバー３０４と同じ組成または異なる組成を有し得るエルビウムドープファイバー３１４の第２のセグメントを含む。ポンプレーザー３１６は、ＷＤＭ信号をさらに増幅させる適切なゲインを提供するファイバー３１４を活性化するための１４８０ｎｍの波長、または他の適切なポンプ波長を有する。
【００３１】
以下により詳細に議論されるように、各光学増幅器のＤＣＦ３０７は、分散の増分量（例えば、５、１０、１５、２０、５０、１００ｐｓ／ｎｍまたは他の量）を導入し得る。ＤＣＦセグメント３０７によって各光学増幅器１１０−１〜１１０−ｎ−１内に導入された分散の増分量は、同じであり得、または異なり得る。代替的には、ＤＣＦ３０７のいくつかのセグメントは、正の分散を導入し得るが、他のセグメントは、負の分散を導入し得る。その一方で、正の分散と負の分散とは、同じまたは異なる大きさを有し得る。さらに、ＤＣＦ３０７のあるセグメントは、同じ大きさおよび／または符号の分散を導入し得、その一方で、他のセグメントは、異なる大きさおよび／または符号の分散を導入する。さらに、ＤＣＦの増分セグメントを利用することに代わって、ＤＣＦのまとめたセグメント、または比較的に長いセグメントが、送信器ＴＸ−１〜ＴＸ−ｎの付近または受信器ＲＸ−１〜ＲＸ−ｎの付近に提供され得る。
【００３２】
概して理解されるように、第１のセグメントまたはスパンの光ファイバーにわたって伝播する第１および第２のデータを運送する光学信号（それぞれ、第１および第２の波長を有する）は、例えば、第３の波長におけるスプリアス信号または混合物を生成し得る。波長分割多重化（ＷＤＭ）システムにおいて、第３の波長を有する第３のデータを運送する光学信号も伝送され得る。従って、この例において、混合物は、第３のデータを運送する光学信号と同じ波長を有し得る。第１および第２の光学信号が、第２のセグメントに伝播し、第１のセグメントの開始での相対位相差と同じ相対位相差を有する場合に、第２のセグメント内に生成された混合物は、第１のスパン内に生成された混合物にコヒーレント的に付加し、それによって合計の混合物の大きさを増大させる。さらに、同じ位相の、または相関された第１および第２の光学信号が、追加の連続スパンを通して移動する場合、各スパン内に生成された混合物は、互いに対して同じ位相であり、互いにさらにコヒーレント的に付加し、それによって、第３の波長で合計の混合物の大きさを増大させ、また、この例では第３の波長における第３の光学信号が壊され、そして著しく劣化されるようにする。従来には、混合物の大きさを減少させるために、第１および第２の光学信号が比較的に低い発進パワーを用いて伝送されたが、このやり方は、Ｃバンド光学信号がＤＳＦ内に伝送され得る距離を減少させる。加えて、前述のように、互いから離れてスペクトル的に間隔を空けられて、かつＤＳＦのゼロ分散波長に近くない光学信号を提供することによって、４波混合が減少された。結果として、制限された容量が得られる。
【００３３】
それに反して、本開示と一致して、第１および第２の光学信号は、ＤＣＦの存在に起因して、例えば、各連続スパンにおいて互いに対してシフトされ、またはオフセットされ得る。４波混合物が各スパン内に生成され得るが、このような４波混合物は互いに対して位相がずれている。ここで、生じた４波混合物は、一般的に、１つのスパンから次のスパンに互いにコヒーレント的に付加するランダムな位相を有することにより、合計の混合物の大きさは、混合物がコヒーレント的に付加するときの大きさより著しく小さい。従って、混合物の大きさが、発進パワーを減少させることなく減少され得、スペクトル的に密集したＣバンド光学信号が、ＤＳＦにおいてより長い距離にわたって伝送され得る。従って、Ｃバンドの光学信号を伝送する長距離、大容量システムがＤＳＦ上に実現され得る。
【００３４】
前述のように、位相差は、光学通信経路１０４に沿って、ＤＣＦ（例えば、ＤＣＦ３０７）の１つ以上のセグメントを含むことによって導入され得る。しかしながら、ＤＣＦセグメントによって引き起こされる追加の色分散は、追加の信号の歪みを生成し得る。しかしながら、このような色分散に誘起される歪みは、前述のように電子分散補償（ＥＤＣ）回路を使用し得るＤＳＰ２０８によって修正され、またはオフセットされ得る。代替的には、色分散は、正の分散と負の分散とを有するＤＣＦの適切な組み合わせを含むことによって光学的に修正され得、それにより、光学通信経路３０７の正味分散が、実質的にオフセットされ、または補償される。好ましくは、分散増分の大きさは十分に大きいことより、任意の所与のスパン１１２内にゼロ分散を経験するＷＤＭ信号内の光学信号がない。
【００３５】
図４は、一族の曲線４００を例示し、各曲線が、各光学増幅器１１０内のＤＣＦ３０７によって導入される異なる量の増分分散に関連付けられている。族４００の各曲線は、品質因子（Ｑ）のシミュレーション結果を示し、品質因子（Ｑ）は、各スパン１１２内に導入される分散の各増分（ｄＤ）（例えば、０ｐｓ／ｎｍ、５ｐｓ／ｎｍ、１０ｐｓ／ｎｍ、１５ｐｓ／ｎｍ、２０ｐｓ／ｎｍ、５０ｐｓ／ｎｍ、および１００ｐｓ／ｎｍ）に対して、ビットエラーレート（ＢＥＲ）対Ｐｗｖ（または波長ごとのパワー）を示すパラメータである（すなわち、高いＱは、より低いビットエラーレットおよび高い信号対ノイズの比率に対応する）。図４において、各光学信号が分極多重化され（例えば、ＴＥ成分およびＴＭ成分を有する）、各光学信号が、実質的に１００Ｇｂｉｔ／秒に等しいデータレートでＱＰＳＫ変調されている。図５は、同様に、分散の各増分に対して、Ｑ因子対波長ごとのパワーの一族の曲線（５００）を例示する。ここで、しかしながら、各光学信号が、分極多重化され、各光学信号が、実質的に４０Ｇｂｉｔ／秒に等しいデータレートでＱＰＳＫ変調されている。さらに、各曲線は、ＤＳＦの２０個のスパンを含む光学通信経路にわたるシミュレーション伝送を示し、各スパンは、８０ｋｍの長さおよび１５５０ｎｍと近似的に等しいゼロ分散波長を有する。公知の方法で修正されたＭａｔＬａｂのバージョンが、図４〜８に示されるスロットを生成するために使用された。ＭａｔｈＬａｂは、ＭａｔＷｏｒｋｓ，Ｉｎｃ．から、市販され利用可能である。図４および図５の両方において、Ｑ値は、１５５０ｎｍ付近の波長における光学信号またはチャンネルに対するものである。
【００３６】
図４および５に示されるように、波長ごとの所与のパワーに対して、分散が導入されない（曲線ｄＤ＝０）かまたは増分分散が低い（曲線ｄＤ＝５〜１５ｐｓ／ｎｍ）場合に、対応するＱ因子が小さくなる。各増幅器（１１０−１〜１１０−ｎ−１）においてＤＣＦ３０７によって導入される増分分散の量が増加される（曲線ｄＤ＝１０（１０ｐｓ／ｎｍ）、ｄＤ＝１５（１５ｐｓ／ｎｍ）、ｄＤ＝２０（２０ｐｓ／ｎｍ）、ｄＤ＝５０（５０ｐｓ／ｎｍ））につれて、Ｑ因子が対応して増大する。従って、増加された分散を用いて、導入された分散がないかまたは少ないときに達成可能であり得る場合より、より大きいパワーを有するより多くの光学信号が発進されることが可能である。このようなより大きなパワーを用いて、光学信号は、追加の分散なしに他の方法で達成され得る距離より長い距離にわたって伝播し得、従って長距離の地上および水中のシステムにおいて有利である。さらに図４および５に示されるように、５０ｐｓ／ｎｍの増分分散によって達成されるＱ因子は、実質的に、１００ｐｓ／ｎｍの増分分散（曲線ｄＤ＝１００を留意する）を用いて達成されるＱ因子と同じである。従って、あるにしても、５０ｐｓ／ｎｍによって増加する増分分散は、結果としてＱの最大の増加をもたらす。
【００３７】
図６ａ〜６ｄは、前述の２０スパンのシステムに関連付けられた「分散マップ」（マップ１〜マップ４）の例を例示する。各分散マップは、蓄積された分散の量対光学通信経路の距離を図示する。マップ１（図６ａ）によって示されるシナリオにおいて、各ＤＣＦセグメント３０７は、各スパン（例えば、図１に示されるスパン１１２−１）に対して、最大約９００ｋｍの距離まで＋５０ｐｓ／ｎｍの増分の色分散を導入し、光学通信経路の残りの長さに対して、各ＤＣＦセグメント３０７は、−５０ｐｓ／ｎｍの増分の色分散を導入する。従って、光学通信経路の端部において（例えば、経路１０４上に１６００ｋｍの伝播の後に）、正味または蓄積された色分散は、１００ｐｓ／ｎｍより小さく、ただし、０ｐｓ／ｎｍより大きい（１５５０ｎｍ以外での非ゼロ色分散の例が、ここで示される）。ここで、図６ｃ（以下に議論される）においても、分散は、実質的に、正の分散と負の分散との両方を有するＤＣＦセグメントの組み合わせを用いて光学的に補償され、またはオフセットされる。
【００３８】
図６ｂに示されるマップ２において、各ＤＣＦセグメント３０７は、光学通信経路１０４の全長に対して、＋５０ｐｓ／ｎｍの増分の色分散を導入し、それにより、蓄積された分散は、約９５０ｐｓ／ｎｍである。加えて、マップ３（図６ｃ）において、各ＤＣＦセグメント３０７は、各スパン（例えば、スパン１１２−１）に対して、最大約９００ｋｍの距離まで−５０ｐｓ／ｎｍの増分の色分散を導入し、光学通信経路の残りの長さに対して、各ＤＣＦセグメント３０７は、＋５０ｐｓ／ｎｍの増分の色分散を導入する。従って、光学通信経路の端部において（例えば、１６００ｋｍの伝播の後に）、正味または蓄積された色分散は、０ｐｓ／ｎｍと−１００ｐｓ／ｎｍとの間にある。さらに、図６ｄ（マップ４）に示されるように、各ＤＣＦセグメント３０７は、光学通信経路の全長に対して、−５０ｐｓ／ｎｍの増分の色分散を導入し、それにより、蓄積された分散は、約−９５０ｐｓ／ｎｍである。
【００３９】
図７は、マップ１〜４の各々に対する、シミュレーションのＱ因子値対分散増分（ｄＤ）のプロットを例示する。図７に示されるように、ｄＤが最大５０ｐｓ／ｎｍの分散増分まで増大するにつれて、Ｑが増大され、または向上され、約１００ｐｓ／ｎｍの分散増分に対して、あるとしても、Ｑのわずかの増加が観察される。さらに図７に示されるように、Ｑは、マップ４に対して増加するｄＱより、マップ１〜３に対して増加するｄＤを用いてより急激に増加する。従って、所与の分散増分に対して、より大きなＱは、正味正の分散または実質的にゼロと等しい正味の分散を有する分散マップに対して観察され得る。
【００４０】
図８は、以下のシナリオ：追加の分散がない場合（曲線ｄＤ＝０）、マップ１（ｄＤＭａｐ１）、およびマップ２（ｄＤＭａｐ２）の各々において、Ｑ因子と前述の２０スパン（ＤＳＦ）光学通信経路に関連する波長との関係を例示する。図８に示されるように、導入される分散がない場合に、Ｑは、約１５４４ｎｍ〜１５５６ｎｍの範囲の波長を有する光学信号に対して減少され、６ｄＢの最小Ｑは、ＤＳＦの典型的なゼロ分散波長（１５５０ｎｍ）にある。しかしながら、マップ１および２に関連付けられたＱは、それぞれ、たとえ約１５４４ｎｍ〜１５５６ｎｍの範囲以外の波長においても、導入される分散がない場合のＱより著しく大きい。特に、１０ｄＢより大きいＱ因子値（この場合において、１１ｄＢ以上のＱ因子値）が、ゼロ分散波長（この例において１５５０ｎｍである）において得られることが可能である。
【００４１】
一般的には、例えば、ＷＤＭ信号が完全に分散補償されないので、光学通信経路１０４は、端部１０４−２において取られ、または測定された場合、１５５０ｎｍにおいて非ゼロまたは残留の色分散を有する。前述のように、電子分散補償（ＥＤＣ）は、このような残留の色分散を補償し、または修正するために使用され得る。
【００４２】
従って、連続したＤＳＦスパンを含む光学通信経路内に分散を導入することによって、非線形効果（例えば、４波混合）が減少され得、それによって、より大容量、強いパワーを有するＣバンドの光学信号がより距離にわたって伝送することを可能にする。このようなシステムはまた、コストを減少し得る。なぜなら、Ｃバンド伝送に関連付けられた部品（例えば、レーザー）は、他の波長（例えば、Ｌバンドの波長）に関連付けられる部品より安い場合もある。
【００４３】
他の実施形態は、当業者にとって、本明細書の配慮から明白にある。例えば、本開示は、前述の位相変調光学信号を供給する光学送信器ブロックに限定されない。送信器ブロックは、オン−オフキーイング（ＯＯＫ）変調形式または他の変調形式に従って変調される光学信号を供給する。加えて、図１において、光学増幅器は、伝送されたＷＤＭ信号の事前増幅を提供するために、マルチプレクサー１０２の出力１０２−１において提供され得る。加えて、光学増幅器は、ＷＤＭ信号の後の増幅を提供するために、受信器ノード１０４の入力１０４−２において提供され得る。このような光学増幅器は、光学増幅器１１０−１〜１１０−ｎと同様な構造を有し得、または１つのステージを含み得る。前述の光学増幅器の各々は、エルビウムドープファイバーまたは別の公知光学増幅器（例えば、半導体光学増幅器）を含み得る。さらに、各スパン１１２は、ファイバー、例えば、「低分散ファイバー」を含み得る。このような低分散ファイバーは、０／６ ｐｓｎ／ｎｍ／ｋｍ以下である大きさの分散を有し得、そしてＤＳＦを含み得る。本明細書および実施例は、以下の請求項によって示されている本発明の真の範囲および精神に対して代表例のみとして考慮されることを意図される。
【背景技術】
【０００１】
（背景）
ファイバー光学通信システムにおいて、光学信号は、データのシンボルを運送するために変調され、そして光ファイバー上に、光学送信器から受信器まで伝送され、その結果、所与のシンボルがシンボル期間の間に伝送される。光学信号は、通常、単一公称波長であるが、各信号は、異なるスペクトル成分を含み得る。各光学信号のスペクトル成分は、異なる速度で伝送ファイバーを介して伝播し得る。「色分散」として知られたこの効果は、１つのシンボル期間のスペクトル成分が後に続くシンボル期間と実質的に同じ時間で受信器に到着することを引き起こし得、それによって、劣化した受信器感度を引き起こす。色分散は、より高いビットレートでますます著しくなる。
【０００２】
早期のファイバー光学通信システムは、１３１０ｎｍの波長を有する光を出力する送信器を含み、１３１０ｎｍの波長は、従来の単一モード光ファイバーが実質的にゼロ分散を有する波長である。光ファイバーが作られる材料であるシリカの吸収は、１３１０ｎｍにおいて、１５５０ｎｍでの吸収より大きい。従って、その後のシステムは、１５５０ｎｍまたはその付近で光学信号を伝送するように開発された。従来の単一モード光ファイバーシステムは、このような波長でかなりの色分散を有するので、１５５０ｎｍにおいてゼロまたは実質的にゼロの分散を有するファイバー（分散シフトファイバー（ＤＳＦ））が開発された。
【０００３】
ファイバー光学通信システムのデータ運送容量を増大させるために、波長分割多重化が開発され、波長分割多重化においては、複数の送信器は、異なる波長で変調された光学信号を出力する。次に、光学信号は、光ファイバー上に結合され、波長分割多重化（ＷＤＭ）の信号として伝送される。
【０００４】
しかしながら、ＷＤＭ信号がＤＳＦ上で伝送される場合に、互いに波長でスペクトル的に近い光学信号は、ファイバーの低分散のために、長距離にわたって互いに相関されたまま（位相マッチング）であり得る。このような位相マッチングの状態下において、異なる波長の光学信号は、他の波長における追加の光学成分（混合物）を生成するように、互いに強く相互作用し得る。このような混合物は、ＷＤＭ信号の他の光学信号と同じ、または実質的に同じ波長を有し得、混合物の大きさは、光学信号が伝播する距離と、このような光学信号の間の周波数または波長間隔とに関連する。従って、２つのスペクトル的に近く、かつ位相マッチングされる光学信号がＤＳＦ上に長距離にわたって伝播する場合に、生じた混合物は、大きさで増大し得、光学信号波長の１つにおいてかなりのノイズとして観測され得る。「４波混合」と呼ばれる非線形効果は、かなりの歪みを導入し、比較的に高いエラーレートをもたらし得る。ＤＳＦのゼロ分散波長に近い光学信号波長が、特に、４波混合の効果に受けやすいことにより、Ｃバンドの波長を有する制限された数の光学信号が、一般的に、ＤＳＦ上に伝送される。従って、ＤＳＦを含む光学ネットワークは、しばしば、実質的に制限された容量を有する。加えて、混合物の大きさが、光学信号のパワーに関連するので、このような光学ネットワークは、一般的に、より短い距離にわたって、減少されたパワーを有する光学信号を発進する。
【０００５】
それ故に、１５５０ｎｍの周りの波長領域（Ｃバンド、１５３０ｎｍ〜１５６５ｎｍ）で小さい色分散を有する非ゼロ分散シフトファイバー（ＮＺＤＳＦ）が開発されており、ゼロ分散波長は、ちょうどこの領域の外側にある。従って、Ｃバンド波長がＮＺ−ＤＳＦファイバーのゼロ分散波長にスペクトル的に近くないことにより、位相マッチングも４波混合も実質的に減少される。
【０００６】
しかしながら、主にＤＳＦファイバーが一旦展開された場合のこのようなファイバーを取り替えるコストのために、ＤＳＦファイバープラントが今も使用されている。ＤＳＦを含むファイバー光学ネットワークの容量を増大させるために、１５６５ｎｍ〜１６２５ｎｍの波長領域（「Ｌバンド」）で光学信号を出力する複数の送信器を含むシステムが開発されている。しかしながら、Ｌバンド送信器は、Ｃバンド送信器に提供されるレーザーより高くあり得るレーザーを含む。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
従って、ＤＳＦを介してＣバンドの光学信号を伝送する大容量、長距離の光学通信システムに対するニーズがある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
（本発明の要約）
本開示の局面と一致して、複数の光学信号を供給する光学送信器ブロックを含む装置が提供される。複数の光学信号の各々は、複数の波長のうちの対応する１つを有し、位相変調形式に従って変調される。光学結合器も提供され、光学結合器は、複数の光学信号を結合するように構成されており、複数の光学信号を波長分割多重信号として光学通信経路に供給する。光学通信経路は、分散シフトファイバー（ＤＳＦ）の複数の連続したセグメントを含む。分散補償ファイバー（ＤＣＦ）の複数のセグメントがさらに提供される。ＤＣＦの複数のセグメントの各々は、光学通信経路に連結されるように構成されており、ＤＣＦの複数のセグメントは、ＤＳＦの複数の連続したセグメントのうちの隣接するセグメントの間に提供される。さらに、光学通信経路の末端部分に連結されている入力を有する光学受信器が提供される。
【０００９】
本開示のさらなる局面と一致して、実質的に１５５０ｎｍと等しい波長を有する複数の光学信号のうちの１つに関連付けられたＱ値は、例えば、少なくとも１０と等しい。
【００１０】
本開示の追加の局面と一致して、位相変調形式に従って複数の光学信号の各々を変調することを含む方法が提供される。複数の光学信号の各々は、複数の波長のうちの対応する１つを有する。方法は、複数の光学信号を結合して、波長分割多重信号を光学通信経路に提供することをさらに含み、光学通信経路は、分散シフトファイバー（ＤＳＦ）の複数の連続したセグメントを含む。加えて、方法は、光学通信経路に沿って提供される分散補償ファイバー（ＤＣＦ）の複数のセグメントを介して複数の光学信号を伝送することを含み、それにより、複数の光学信号に関連付けられた位相が、１つのＤＳＦセグメントから次のセグメントまで互いに対して相関されない。
【００１１】
前の一般的説明および以下の詳細な説明は、請求項のように、本発明の限定ではなく、ただ代表的かつ説明的であることが理解されるべきである。
【００１２】
本明細書に組み込まれ、かつ一部分を構成する添付の図面は、説明と共に、本発明の１つ（またはいくつか）の実施形態を例示し、本発明の原理を説明するために役に立つ。
【００１３】
例えば、本発明は、以下の項目を提供する。
（項目１）
装置であって、該装置は、
複数の光学信号を供給する光学送信器ブロックであって、該複数の光学信号の各々は、複数の波長のうちの対応する１つを有し、該複数の光学信号の各々は、位相変調形式に従って変調される、光学送信器ブロックと、
該複数の光学信号を結合するように構成されている光学結合器であって、該光学結合器は、該複数の光学信号を波長分割多重信号として分散シフトファイバー（ＤＳＦ）の複数の連続したセグメントを含む光学通信経路に供給する、光学結合器と、
分散補償ファイバー（ＤＣＦ）の複数のセグメントであって、該ＤＣＦの複数のセグメントの各々は、該光学通信経路に連結されるように構成されており、該ＤＣＦの複数のセグメントは、該ＤＳＦの複数の連続したセグメントのうちの隣接するセグメントの間に提供される、ＤＣＦの複数のセグメントと、
該光学通信経路の末端部分に連結されている入力を有する光学受信器と
を含む、装置。
（項目２）
上記光学通信経路は、上記光学受信器の上記入力において関連付けられた非ゼロ色分散を有する、上記項目に記載の装置。
（項目３）
上記ＤＳＦの複数の連続したセグメントの各々は、１５５０ｎｍにおいて実質的にゼロである関連付けられた色分散を有する、上記項目のいずれかに記載の装置。
（項目４）
上記非ゼロ色分散は、１５５０ｎｍの波長の光に関連付けられる、上記項目のいずれかに記載の装置。
（項目５）
上記複数の光学信号の各々は、複数のデータストリームのうちの対応する１つを運送し、該複数のデータストリームの各々は、互いに対して異なる、上記項目のいずれかに記載の装置。
（項目６）
上記ＤＳＦの複数の連続したセグメントの各々は、１５５０ｎｍにおいて実質的にゼロ色分散を有する、上記項目のいずれかに記載の装置。
（項目７）
上記ＤＣＦの複数のセグメントの各々は、関連付けられた正の色分散を有する、上記項目のいずれかに記載の装置。
（項目８）
上記ＤＣＦの複数のセグメントの各々は、関連付けられた負の色分散を有する、上記項目のいずれかに記載の装置。
（項目９）
上記ＤＣＦの複数のセグメントのうちの第１のセグメントは、関連付けられた負の色分散を有し、該ＤＣＦの複数のセグメントのうちの第２のセグメントは、関連付けられた正の色分散を有する、上記項目のいずれかに記載の装置。
（項目１０）
上記複数の光学信号の各々は、直角位相シフトキーイング（ＱＰＳＫ）変調形式に従って変調される、上記項目のいずれかに記載の装置。
（項目１１）
上記複数の波長は、１５３０ｎｍ〜１５６５ｎｍの範囲内にある、上記項目のいずれかに記載の装置。
（項目１２）
複数の光学増幅器をさらに含み、該複数の増幅器の各々は、上記ＤＣＦの複数のセグメントのうちの対応する１つを含む、上記項目のいずれかに記載の装置。
（項目１３）
装置であって、該装置は、
複数の光学信号を供給する光学送信器ブロックであって、該複数の光学信号の各々は、複数の波長のうちの対応する１つを有し、該複数の光学信号の各々は、位相変調形式に従って変調される、光学送信器ブロックと、
該複数の光学信号を結合するように構成されている光学結合器であって、該光学結合器は、該複数の光学信号を波長分割多重信号として分散シフトファイバー（ＤＳＦ）の複数の連続したセグメントを含む光学通信経路に供給する、光学結合器と、
分散補償ファイバー（ＤＣＦ）の複数のセグメントであって、該ＤＣＦの複数のセグメントの各々は、該光学通信経路に連結されるように構成されており、該ＤＣＦの複数のセグメントは、該ＤＳＦの複数の連続したセグメントのうちの隣接するセグメントの間に提供される、ＤＣＦの複数のセグメントと、
該光学通信経路の末端部分に連結されている入力を有する光学受信器ノードと
を含み、
実質的に１５５０ｎｍと等しい波長を有する該複数の光学信号のうちの１つに関連付けられたＱ値は、少なくとも１０と等しい、装置。
（項目１４）
上記光学通信経路は、上記光学受信器ノードの上記入力において関連付けられた非ゼロ色分散を有する、上記項目のいずれかに記載の装置。
（項目１５）
上記ＤＳＦの複数の連続したセグメントの各々は、１５５０ｎｍにおいて実質的にゼロ分散である関連付けられた色分散を有する、上記項目のいずれかに記載の装置。
（項目１６）
上記非ゼロ色分散は、１５５０ｎｍの波長の光に関連付けられる、上記項目のいずれかに記載の装置。
（項目１７）
上記複数の光学信号の各々は、複数のデータストリームのうちの対応する１つを運送し、該複数のデータストリームの各々は、互いに対して異なる、上記項目のいずれかに記載の装置。
（項目１８）
上記ＤＳＦの複数の連続したセグメントの各々は、１５５０ｎｍにおいて実質的にゼロ色分散を有する、上記項目のいずれかに記載の装置。
（項目１９）
上記ＤＣＦの複数のセグメントの各々は、関連付けられた正の色分散を有する、上記項目のいずれかに記載の装置。
（項目２０）
上記ＤＣＦの複数のセグメントの各々は、関連付けられた負の色分散を有する、上記項目のいずれかに記載の装置。
（項目２１）
装置であって、該装置は、
複数の光学信号のうちの対応する１つを供給する光学送信器ブロックであって、該複数の光学信号の各々は、複数の波長のうちの対応する１つを有し、該複数の光学信号の各々は、位相変調形式に従って変調される、光学送信器ブロックと、
光学結合器であって、該光学結合器は、該複数の光学信号を結合するように構成されている、光学結合器と、
分散シフトファイバー（ＤＳＦ）の複数の連続したセグメントを含む光学通信経路であって、該光学結合器は、該複数の光学信号を波長分割多重信号として該光学通信経路に供給する、光学通信経路と、
分散補償ファイバー（ＤＣＦ）の複数のセグメントであって、該ＤＣＦの複数のセグメントの各々は、該光学通信経路に連結されるように構成されており、該ＤＣＦの複数のセグメントは、該ＤＳＦの複数の連続したセグメントのうちの隣接するセグメントの間に提供される、ＤＣＦの複数のセグメントと、
該光学通信経路の末端部分に連結されている入力を有する光学受信器と
を含む、装置。
（項目２２）
装置であって、該装置は、
複数の光学信号を供給する光学送信器ブロックであって、該複数の光学信号の各々は、複数の波長のうちの対応する１つを有し、該複数の光学信号の各々は、位相変調形式に従って変調される、光学送信器ブロックと、
該複数の光学信号を結合するように構成されている光学結合器であって、該光学結合器は、該複数の光学信号を波長分割多重信号として低分散ファイバーの複数の連続したセグメントを含む光学通信経路に供給する、光学結合器と、
分散補償ファイバー（ＤＣＦ）の複数のセグメントであって、該ＤＣＦの複数のセグメントの各々は、該光学通信経路に連結されるように構成されており、該ＤＣＦの複数のセグメントは、該低分散ファイバーの複数の連続したセグメントのうちの隣接するセグメントの間に提供される、ＤＣＦの複数のセグメントと、
該光学通信経路の末端部分に連結されている入力を有する光学受信器と
を含む、装置。
【００１４】
（摘要）
本開示と一致して、色分散が、分散シフトファイバー（ＤＳＦ）の複数のセグメントまたはスパンを含む光学通信経路内に導入される。色分散は、光学通信経路に沿って伝播する光学信号の間に位相ミスマッチングを生成し、すなわち、光学信号が相関されず、混合物が大きさにおいて減少され、従って４波混合に起因するノイズが減少される。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】図１は、本開示の局面と一致する光学通信システムを例示する。
【図２】図２は、本開示の局面と一致する受信器ブロックの例を例示する。
【図３】図３は、本開示と一致する光学増幅器の例を例示する。
【図４】図４は、第１の族の代表的な曲線を例示し、各曲線は、対応する分散増分（ｄＤ）に対する表示品質因子（Ｑ）対波長ごとのパワーを表す。
【図５】図５は、第２の族の代表的な曲線を例示し、各曲線は、対応する分散増分（ｄＤ）に対する表示品質因子（Ｑ）対波長ごとのパワーを表す。
【図６ａ】図６ａは、本開示と一致する代表的な分散マップを例示する。
【図６ｂ】図６ｂは、本開示と一致する代表的な分散マップを例示する。
【図６ｃ】図６ｃは、本開示と一致する代表的な分散マップを例示する。
【図６ｄ】図６ｄは、本開示と一致する代表的な分散マップを例示する。
【図７】図７は、本開示のさらなる局面と一致するＱ因子対増分の分散（ｄＤ）のグラフを例示する。
【図８】図８は、本開示の追加の局面と一致するＱ対波長のグラフを例示する。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
本開示と一致して、色分散は、分散シフトファイバー（ＤＳＦ）の複数のセグメントまたはスパンを含む光学通信経路内に導入される。色分散は、光学通信経路に沿って伝播する光学信号の間に位相ミスマッチングを生成し、すなわち、光学信号が相関されないより、合計の混合物が、ＤＳＦの１つのセグメントから次のセグメントへ、大きさにおいて減少され、４波混合に起因する非線形効果が従って減少される。
【００１７】
添付の図面に例示されている参照が、本開示の以下の代表的な実施形態に対して詳細に加えられる。また、同じ参照数字が、同じまたは同様なパーツを指すように、図面を通じて使用される。
【００１８】
図１は、本開示と一致する光学通信システム１００を例示する。光学通信システム１００は、複数の光学送信器ブロックＴＸ−１〜ＴＸ−ｎを含み、各光学送信器ブロックは、対応するグループの光学信号を供給する。各グループ内の光学信号のそれぞれは、複数の波長のうちの対応する１つを有する。例えば、光学送信器ブロックＴＸ−１は、第１のグループまたは第１の複数の光学信号を出力し、各光学信号は、第１の複数の波長（例えば、λ１〜λ１０）のうちの対応する１つを有する。加えて、光学送信器ブロックＴＸ−ｎは、第２のグループまたは第２の複数の光学信号を出力し、各光学信号は、第２の複数の波長（例えば、λｎ−９〜λｎ）のうちの対応する１つを有する。
【００１９】
一般的には、波長λ１〜λｎは、互いに対して、スペクトル的に均一に間隔を空けられており、そしてＣバンド内にある。１つの例において、最短波長λ１は、Ｃバンドの最短波長であり、または１５３０ｎｍと等しく、または実質的に等しい波長であり得る。最長波長λｎは、Ｃバンドの最長波長であり、または１５７０ｎｍと等しく、または実質的に等しい波長であり得る。一般的には、各光学信号は、特有または異なるデータストリームまたはビットの系列を運送する。
【００２０】
１つの例において、光学信号のそれぞれは、光学信号の位相が変調される変調形式（例えば、直角位相シフトキーイング（ＱＰＳＫ））に従って特定のデータストリームを運送するように変調される。さらなる例において、各光学信号が分極多重化されることにより、各光学信号は、横電気（ＴＥ）分極を有する第１の成分と、横磁気（ＴＭ）分極を有する第２の成分を有する。代表的な送信器の構造および動作は、２０１０年１０月５日に出願した米国特許出願第１２／８９７，７８６号および２０１０年１２月３０日に出願した米国特許出願第１２／９８１，８３５号においてさらに説明されている。上記２つの文献の全容は、参照することによって本明細書において援用される。
【００２１】
さらに図１に示されるように、送信器ブロックＴＸ−１〜ＴＸ−ｎから出力された光学信号は、公知の光学マルチプレクサー１０２に入力され得、光学マルチプレクサー１０２は、光学信号を波長分割多重化光学信号として結合し、かつ光学通信経路１０４へ出力する。光学通信経路１０４は、分散シフトファイバー（ＤＳＦ）の連続した複数のセグメントまたはスパン１１２−１〜１１２−ｎを含み得る。複数の光学増幅器１１０−１〜１１０−ｎ−１も提供され得、各光学増幅器は、ＤＳＦスパン１１２−１〜１１２−ｎのうちの対応する１つに連結されている。
【００２２】
分散補償ファイバー（ＤＣＦ）１０８のセグメントが、光学通信経路１０４の第１の端部１０４−１において分散を導入するために、マルチプレクサー１０２の出力１０８−１において提供され得る。ＤＣＦ１１４の別のセグメントが、オプション的に、光学通信経路１０４の第２の端部１０４−２において提供され得る。加えて、以下により詳細に議論されるように、ＤＣＦセグメントは、オプション的に、光学増幅器１１０−１〜１１０−ｎ−１のそれぞれにおいて提供され得る。
【００２３】
光学通信経路１０４を介して伝播した後に、ＷＤＭ信号が、次に、入力１４８−１を
介して光学受信器ノード１４８の光学デマルチプレクサー１０６に提供される。光学デマルチプレクサー１０６は、ＷＤＭ信号の光学信号成分を多重分離し、または結合解除し、そしてさらなる処理のために、対応する受信器ブロックＲＸ−１〜ＲＸ−ｎに各光学信号グループを供給する公知の光学デマルチプレクサーであり得る。例えば、波長λ１〜λ１０を有する第１のグループ内の光学信号が、受信器ブロックＲＸ−１に供給され得、波長λｎ−９〜λｎを有する第２のグループの光学信号が、受信器ブロックＲＸ−ｎに提供され得る。
【００２４】
次に、受信器ブロックＲＸ−１は、図２を参照してより詳細に説明される。残りの受信器ブロックＲＸ−２〜ＲＸ−ｎは、受信器ブロックＲＸ−１と同じまたは類似な構造を有することが理解される。１つの例において、ＲｘブロックＲＸ−１〜ＲＸ−ｎのそれぞれは、コヒーレントイントラダイン受信器を構成する。
【００２５】
受信器ブロックＲＸ−１は、基板２０４上に提供された受信器フォトニック集積回路（ＰＩＣ）２０２を含み得る。ＰＩＣ２０２は、公知の光学デマルチプレクサー２０３（例えば、デインターリーバまたは整列された導波管回折格子（ＡＷＧ））を含み、光学デマルチプレクサー２０３は、波長λ１〜λ１０を有する第１のＷＤＭ光学信号部分を受信する入力を有し、第１のＷＤＭ光学信号部分の各波長成分を光学受信器回路ＯＲ−１〜ＯＲ−１０のうちの対応する１つに供給する。代替的には、デマルチプレクサー２０３は、第１のＷＤＭ光学信号部分のパワースプリット部分を光学受信器回路ＯＲ−１〜ＯＲ−１０のそれぞれに供給する公知の光学スプリッタまたはパワースプリッタによって取り替えられ得、各波長に関連付けられたデータまたは情報は、受信器ブロックＲＸ−１内に提供された回路によって、電気ドメイン内に復調され、または多重分離され得る。本開示と一致して、光学信号の数、従っておよび波長の数は、本明細書に議論された光学信号および波長の具体的な数に限定されないことが理解される。むしろ、任意の数の光学信号および波長も、送信器および受信器も本開示に従って提供され得る。光学受信器ＯＲ−１の詳細は、前述の２０１０年１２月３０日に出願した米国特許出願第１２／９８１，８３５号においてさらに説明されている。
【００２６】
さらに図２に示されるように、各光学受信器回路ＯＲ−１〜ＯＲ−１０は、対応するグルーピングのアナログ電気信号をアナログ−デジタルコンバータ（ＡＤＣ）回路２０６に供給する。各アナログ電気信号グループピングは、第１のＷＤＭ光学信号部分のそれぞれの波長成分によって運送されるデータを表す。各ＡＤＣ回路はまた、アナログ電気信号の電圧および／または電流を調整する公知のトランスインピーダンス増幅器および自動ゲイン制御回路を含み得る。
【００２７】
ＡＤＣ回路２０６は、光学受信器回路ＯＲ−１〜ＯＲ−１０によって出力された各アナログ電気信号グルーピングに関連付けられたデジタルサンプルを供給する。次に、これらのデジタルサンプルがＤＳＰ２０８によって処理され、ＤＳＰ２０８は、公知の方法で第１のＷＤＭ光学信号部分の各スペクトル成分に関連付けられたさまざまなパラメータ（例えば、位相、大きさ、ビットエラーレート（ＢＥＲ）、および光学信号対ノイズの比率（ＯＳＮＲ））を決定し得る。ＤＳＰ２０８はまた、前述のＤＣＦセグメントによって導入された分散から生じ得るエラーをオフセットし、または修正するための電子分散補償（ＥＤＣ）を行う回路を含み得る。ＥＤＣに関連して使用され得る回路の例は、２０１０年５月２４日に出願した米国特許出願第１２／７８５，６７９号、２０１０年１１月２３日に出願した米国特許出願第１２／９２６，５３３号、および２０１１年２月２８日に出願した米国特許出願第１３／０３７，３１５号において説明されている。
【００２８】
前述のように、マルチプレクサー１０２から出力されたＷＤＭ信号は、光学通信経路１０４に沿って、さまざまな場所において、光学増幅器１１０−１〜１１０−ｎ−１によってパワーブーストされ、または増幅され得る。次に、代表的な光学増幅器１１０−１が、図３を参照して説明される。
【００２９】
増幅器１１０−１は、エルビウムドープファイバー３０４の第１のセグメントを有する第１のステージ３０２を含み得る。また、ポンプレーザー３０６が提供され得、ポンプレーザー３０６は、例えば、９８０ｎｍの波長でのポンプ光を用いてエルビウムドープファイバー３０４をポンプする。ＷＤＭ信号は、ファイバー３０４を介して伝播し、そしてファイバー３０４によって増幅される。次に、ＷＤＭ信号は、オプション的に提供されたＤＣＦ３０７を介して伝播し、次に第２のステージ３１２へ移動する。
【００３０】
第２のステージ３１２は、エルビウムドープファイバー３０４と同じ組成または異なる組成を有し得るエルビウムドープファイバー３１４の第２のセグメントを含む。ポンプレーザー３１６は、ＷＤＭ信号をさらに増幅させる適切なゲインを提供するファイバー３１４を活性化するための１４８０ｎｍの波長、または他の適切なポンプ波長を有する。
【００３１】
以下により詳細に議論されるように、各光学増幅器のＤＣＦ３０７は、分散の増分量（例えば、５、１０、１５、２０、５０、１００ｐｓ／ｎｍまたは他の量）を導入し得る。ＤＣＦセグメント３０７によって各光学増幅器１１０−１〜１１０−ｎ−１内に導入された分散の増分量は、同じであり得、または異なり得る。代替的には、ＤＣＦ３０７のいくつかのセグメントは、正の分散を導入し得るが、他のセグメントは、負の分散を導入し得る。その一方で、正の分散と負の分散とは、同じまたは異なる大きさを有し得る。さらに、ＤＣＦ３０７のあるセグメントは、同じ大きさおよび／または符号の分散を導入し得、その一方で、他のセグメントは、異なる大きさおよび／または符号の分散を導入する。さらに、ＤＣＦの増分セグメントを利用することに代わって、ＤＣＦのまとめたセグメント、または比較的に長いセグメントが、送信器ＴＸ−１〜ＴＸ−ｎの付近または受信器ＲＸ−１〜ＲＸ−ｎの付近に提供され得る。
【００３２】
概して理解されるように、第１のセグメントまたはスパンの光ファイバーにわたって伝播する第１および第２のデータを運送する光学信号（それぞれ、第１および第２の波長を有する）は、例えば、第３の波長におけるスプリアス信号または混合物を生成し得る。波長分割多重化（ＷＤＭ）システムにおいて、第３の波長を有する第３のデータを運送する光学信号も伝送され得る。従って、この例において、混合物は、第３のデータを運送する光学信号と同じ波長を有し得る。第１および第２の光学信号が、第２のセグメントに伝播し、第１のセグメントの開始での相対位相差と同じ相対位相差を有する場合に、第２のセグメント内に生成された混合物は、第１のスパン内に生成された混合物にコヒーレント的に付加し、それによって合計の混合物の大きさを増大させる。さらに、同じ位相の、または相関された第１および第２の光学信号が、追加の連続スパンを通して移動する場合、各スパン内に生成された混合物は、互いに対して同じ位相であり、互いにさらにコヒーレント的に付加し、それによって、第３の波長で合計の混合物の大きさを増大させ、また、この例では第３の波長における第３の光学信号が壊され、そして著しく劣化されるようにする。従来には、混合物の大きさを減少させるために、第１および第２の光学信号が比較的に低い発進パワーを用いて伝送されたが、このやり方は、Ｃバンド光学信号がＤＳＦ内に伝送され得る距離を減少させる。加えて、前述のように、互いから離れてスペクトル的に間隔を空けられて、かつＤＳＦのゼロ分散波長に近くない光学信号を提供することによって、４波混合が減少された。結果として、制限された容量が得られる。
【００３３】
それに反して、本開示と一致して、第１および第２の光学信号は、ＤＣＦの存在に起因して、例えば、各連続スパンにおいて互いに対してシフトされ、またはオフセットされ得る。４波混合物が各スパン内に生成され得るが、このような４波混合物は互いに対して位相がずれている。ここで、生じた４波混合物は、一般的に、１つのスパンから次のスパンに互いにコヒーレント的に付加するランダムな位相を有することにより、合計の混合物の大きさは、混合物がコヒーレント的に付加するときの大きさより著しく小さい。従って、混合物の大きさが、発進パワーを減少させることなく減少され得、スペクトル的に密集したＣバンド光学信号が、ＤＳＦにおいてより長い距離にわたって伝送され得る。従って、Ｃバンドの光学信号を伝送する長距離、大容量システムがＤＳＦ上に実現され得る。
【００３４】
前述のように、位相差は、光学通信経路１０４に沿って、ＤＣＦ（例えば、ＤＣＦ３０７）の１つ以上のセグメントを含むことによって導入され得る。しかしながら、ＤＣＦセグメントによって引き起こされる追加の色分散は、追加の信号の歪みを生成し得る。しかしながら、このような色分散に誘起される歪みは、前述のように電子分散補償（ＥＤＣ）回路を使用し得るＤＳＰ２０８によって修正され、またはオフセットされ得る。代替的には、色分散は、正の分散と負の分散とを有するＤＣＦの適切な組み合わせを含むことによって光学的に修正され得、それにより、光学通信経路３０７の正味分散が、実質的にオフセットされ、または補償される。好ましくは、分散増分の大きさは十分に大きいことより、任意の所与のスパン１１２内にゼロ分散を経験するＷＤＭ信号内の光学信号がない。
【００３５】
図４は、一族の曲線４００を例示し、各曲線が、各光学増幅器１１０内のＤＣＦ３０７によって導入される異なる量の増分分散に関連付けられている。族４００の各曲線は、品質因子（Ｑ）のシミュレーション結果を示し、品質因子（Ｑ）は、各スパン１１２内に導入される分散の各増分（ｄＤ）（例えば、０ｐｓ／ｎｍ、５ｐｓ／ｎｍ、１０ｐｓ／ｎｍ、１５ｐｓ／ｎｍ、２０ｐｓ／ｎｍ、５０ｐｓ／ｎｍ、および１００ｐｓ／ｎｍ）に対して、ビットエラーレート（ＢＥＲ）対Ｐｗｖ（または波長ごとのパワー）を示すパラメータである（すなわち、高いＱは、より低いビットエラーレットおよび高い信号対ノイズの比率に対応する）。図４において、各光学信号が分極多重化され（例えば、ＴＥ成分およびＴＭ成分を有する）、各光学信号が、実質的に１００Ｇｂｉｔ／秒に等しいデータレートでＱＰＳＫ変調されている。図５は、同様に、分散の各増分に対して、Ｑ因子対波長ごとのパワーの一族の曲線（５００）を例示する。ここで、しかしながら、各光学信号が、分極多重化され、各光学信号が、実質的に４０Ｇｂｉｔ／秒に等しいデータレートでＱＰＳＫ変調されている。さらに、各曲線は、ＤＳＦの２０個のスパンを含む光学通信経路にわたるシミュレーション伝送を示し、各スパンは、８０ｋｍの長さおよび１５５０ｎｍと近似的に等しいゼロ分散波長を有する。公知の方法で修正されたＭａｔＬａｂのバージョンが、図４〜８に示されるスロットを生成するために使用された。ＭａｔｈＬａｂは、ＭａｔＷｏｒｋｓ，Ｉｎｃ．から、市販され利用可能である。図４および図５の両方において、Ｑ値は、１５５０ｎｍ付近の波長における光学信号またはチャンネルに対するものである。
【００３６】
図４および５に示されるように、波長ごとの所与のパワーに対して、分散が導入されない（曲線ｄＤ＝０）かまたは増分分散が低い（曲線ｄＤ＝５〜１５ｐｓ／ｎｍ）場合に、対応するＱ因子が小さくなる。各増幅器（１１０−１〜１１０−ｎ−１）においてＤＣＦ３０７によって導入される増分分散の量が増加される（曲線ｄＤ＝１０（１０ｐｓ／ｎｍ）、ｄＤ＝１５（１５ｐｓ／ｎｍ）、ｄＤ＝２０（２０ｐｓ／ｎｍ）、ｄＤ＝５０（５０ｐｓ／ｎｍ））につれて、Ｑ因子が対応して増大する。従って、増加された分散を用いて、導入された分散がないかまたは少ないときに達成可能であり得る場合より、より大きいパワーを有するより多くの光学信号が発進されることが可能である。このようなより大きなパワーを用いて、光学信号は、追加の分散なしに他の方法で達成され得る距離より長い距離にわたって伝播し得、従って長距離の地上および水中のシステムにおいて有利である。さらに図４および５に示されるように、５０ｐｓ／ｎｍの増分分散によって達成されるＱ因子は、実質的に、１００ｐｓ／ｎｍの増分分散（曲線ｄＤ＝１００を留意する）を用いて達成されるＱ因子と同じである。従って、あるにしても、５０ｐｓ／ｎｍによって増加する増分分散は、結果としてＱの最大の増加をもたらす。
【００３７】
図６ａ〜６ｄは、前述の２０スパンのシステムに関連付けられた「分散マップ」（マップ１〜マップ４）の例を例示する。各分散マップは、蓄積された分散の量対光学通信経路の距離を図示する。マップ１（図６ａ）によって示されるシナリオにおいて、各ＤＣＦセグメント３０７は、各スパン（例えば、図１に示されるスパン１１２−１）に対して、最大約９００ｋｍの距離まで＋５０ｐｓ／ｎｍの増分の色分散を導入し、光学通信経路の残りの長さに対して、各ＤＣＦセグメント３０７は、−５０ｐｓ／ｎｍの増分の色分散を導入する。従って、光学通信経路の端部において（例えば、経路１０４上に１６００ｋｍの伝播の後に）、正味または蓄積された色分散は、１００ｐｓ／ｎｍより小さく、ただし、０ｐｓ／ｎｍより大きい（１５５０ｎｍ以外での非ゼロ色分散の例が、ここで示される）。ここで、図６ｃ（以下に議論される）においても、分散は、実質的に、正の分散と負の分散との両方を有するＤＣＦセグメントの組み合わせを用いて光学的に補償され、またはオフセットされる。
【００３８】
図６ｂに示されるマップ２において、各ＤＣＦセグメント３０７は、光学通信経路１０４の全長に対して、＋５０ｐｓ／ｎｍの増分の色分散を導入し、それにより、蓄積された分散は、約９５０ｐｓ／ｎｍである。加えて、マップ３（図６ｃ）において、各ＤＣＦセグメント３０７は、各スパン（例えば、スパン１１２−１）に対して、最大約９００ｋｍの距離まで−５０ｐｓ／ｎｍの増分の色分散を導入し、光学通信経路の残りの長さに対して、各ＤＣＦセグメント３０７は、＋５０ｐｓ／ｎｍの増分の色分散を導入する。従って、光学通信経路の端部において（例えば、１６００ｋｍの伝播の後に）、正味または蓄積された色分散は、０ｐｓ／ｎｍと−１００ｐｓ／ｎｍとの間にある。さらに、図６ｄ（マップ４）に示されるように、各ＤＣＦセグメント３０７は、光学通信経路の全長に対して、−５０ｐｓ／ｎｍの増分の色分散を導入し、それにより、蓄積された分散は、約−９５０ｐｓ／ｎｍである。
【００３９】
図７は、マップ１〜４の各々に対する、シミュレーションのＱ因子値対分散増分（ｄＤ）のプロットを例示する。図７に示されるように、ｄＤが最大５０ｐｓ／ｎｍの分散増分まで増大するにつれて、Ｑが増大され、または向上され、約１００ｐｓ／ｎｍの分散増分に対して、あるとしても、Ｑのわずかの増加が観察される。さらに図７に示されるように、Ｑは、マップ４に対して増加するｄＱより、マップ１〜３に対して増加するｄＤを用いてより急激に増加する。従って、所与の分散増分に対して、より大きなＱは、正味正の分散または実質的にゼロと等しい正味の分散を有する分散マップに対して観察され得る。
【００４０】
図８は、以下のシナリオ：追加の分散がない場合（曲線ｄＤ＝０）、マップ１（ｄＤＭａｐ１）、およびマップ２（ｄＤＭａｐ２）の各々において、Ｑ因子と前述の２０スパン（ＤＳＦ）光学通信経路に関連する波長との関係を例示する。図８に示されるように、導入される分散がない場合に、Ｑは、約１５４４ｎｍ〜１５５６ｎｍの範囲の波長を有する光学信号に対して減少され、６ｄＢの最小Ｑは、ＤＳＦの典型的なゼロ分散波長（１５５０ｎｍ）にある。しかしながら、マップ１および２に関連付けられたＱは、それぞれ、たとえ約１５４４ｎｍ〜１５５６ｎｍの範囲以外の波長においても、導入される分散がない場合のＱより著しく大きい。特に、１０ｄＢより大きいＱ因子値（この場合において、１１ｄＢ以上のＱ因子値）が、ゼロ分散波長（この例において１５５０ｎｍである）において得られることが可能である。
【００４１】
一般的には、例えば、ＷＤＭ信号が完全に分散補償されないので、光学通信経路１０４は、端部１０４−２において取られ、または測定された場合、１５５０ｎｍにおいて非ゼロまたは残留の色分散を有する。前述のように、電子分散補償（ＥＤＣ）は、このような残留の色分散を補償し、または修正するために使用され得る。
【００４２】
従って、連続したＤＳＦスパンを含む光学通信経路内に分散を導入することによって、非線形効果（例えば、４波混合）が減少され得、それによって、より大容量、強いパワーを有するＣバンドの光学信号がより距離にわたって伝送することを可能にする。このようなシステムはまた、コストを減少し得る。なぜなら、Ｃバンド伝送に関連付けられた部品（例えば、レーザー）は、他の波長（例えば、Ｌバンドの波長）に関連付けられる部品より安い場合もある。
【００４３】
他の実施形態は、当業者にとって、本明細書の配慮から明白にある。例えば、本開示は、前述の位相変調光学信号を供給する光学送信器ブロックに限定されない。送信器ブロックは、オン−オフキーイング（ＯＯＫ）変調形式または他の変調形式に従って変調される光学信号を供給する。加えて、図１において、光学増幅器は、伝送されたＷＤＭ信号の事前増幅を提供するために、マルチプレクサー１０２の出力１０２−１において提供され得る。加えて、光学増幅器は、ＷＤＭ信号の後の増幅を提供するために、受信器ノード１０４の入力１０４−２において提供され得る。このような光学増幅器は、光学増幅器１１０−１〜１１０−ｎと同様な構造を有し得、または１つのステージを含み得る。前述の光学増幅器の各々は、エルビウムドープファイバーまたは別の公知光学増幅器（例えば、半導体光学増幅器）を含み得る。さらに、各スパン１１２は、ファイバー、例えば、「低分散ファイバー」を含み得る。このような低分散ファイバーは、０／６ ｐｓｎ／ｎｍ／ｋｍ以下である大きさの分散を有し得、そしてＤＳＦを含み得る。本明細書および実施例は、以下の請求項によって示されている本発明の真の範囲および精神に対して代表例のみとして考慮されることを意図される。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
装置であって、該装置は、
複数の光学信号を供給する光学送信器ブロックであって、該複数の光学信号の各々は、複数の波長のうちの対応する１つを有し、該複数の光学信号の各々は、位相変調形式に従って変調される、光学送信器ブロックと、
該複数の光学信号を結合するように構成されている光学結合器であって、該光学結合器は、該複数の光学信号を波長分割多重信号として分散シフトファイバー（ＤＳＦ）の複数の連続したセグメントを含む光学通信経路に供給する、光学結合器と、
分散補償ファイバー（ＤＣＦ）の複数のセグメントであって、該ＤＣＦの複数のセグメントの各々は、該光学通信経路に連結されるように構成されており、該ＤＣＦの複数のセグメントは、該ＤＳＦの複数の連続したセグメントのうちの隣接するセグメントの間に提供される、ＤＣＦの複数のセグメントと、
該光学通信経路の末端部分に連結されている入力を有する光学受信器と
を含む、装置。
【請求項２】
前記光学通信経路は、前記光学受信器の前記入力において関連付けられた非ゼロ色分散を有する、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記ＤＳＦの複数の連続したセグメントの各々は、１５５０ｎｍにおいて実質的にゼロである関連付けられた色分散を有する、請求項１に記載の装置。
【請求項４】
前記非ゼロ色分散は、１５５０ｎｍの波長の光に関連付けられる、請求項１に記載の装置。
【請求項５】
前記複数の光学信号の各々は、複数のデータストリームのうちの対応する１つを運送し、該複数のデータストリームの各々は、互いに対して異なる、請求項１に記載の装置。
【請求項６】
前記ＤＳＦの複数の連続したセグメントの各々は、１５５０ｎｍにおいて実質的にゼロ色分散を有する、請求項１に記載の装置。
【請求項７】
前記ＤＣＦの複数のセグメントの各々は、関連付けられた正の色分散を有する、請求項１に記載の装置。
【請求項８】
前記ＤＣＦの複数のセグメントの各々は、関連付けられた負の色分散を有する、請求項１に記載の装置。
【請求項９】
前記ＤＣＦの複数のセグメントのうちの第１のセグメントは、関連付けられた負の色分散を有し、該ＤＣＦの複数のセグメントのうちの第２のセグメントは、関連付けられた正の色分散を有する、請求項１に記載の装置。
【請求項１０】
前記複数の光学信号の各々は、直角位相シフトキーイング（ＱＰＳＫ）変調形式に従って変調される、請求項１に記載の装置。
【請求項１１】
前記複数の波長は、１５３０ｎｍ〜１５６５ｎｍの範囲内にある、請求項１に記載の装置。
【請求項１２】
複数の光学増幅器をさらに含み、該複数の増幅器の各々は、前記ＤＣＦの複数のセグメントのうちの対応する１つを含む、請求項１に記載の装置。
【請求項１３】
装置であって、該装置は、
複数の光学信号を供給する光学送信器ブロックであって、該複数の光学信号の各々は、複数の波長のうちの対応する１つを有し、該複数の光学信号の各々は、位相変調形式に従って変調される、光学送信器ブロックと、
該複数の光学信号を結合するように構成されている光学結合器であって、該光学結合器は、該複数の光学信号を波長分割多重信号として分散シフトファイバー（ＤＳＦ）の複数の連続したセグメントを含む光学通信経路に供給する、光学結合器と、
分散補償ファイバー（ＤＣＦ）の複数のセグメントであって、該ＤＣＦの複数のセグメントの各々は、該光学通信経路に連結されるように構成されており、該ＤＣＦの複数のセグメントは、該ＤＳＦの複数の連続したセグメントのうちの隣接するセグメントの間に提供される、ＤＣＦの複数のセグメントと、
該光学通信経路の末端部分に連結されている入力を有する光学受信器ノードと
を含み、
実質的に１５５０ｎｍと等しい波長を有する該複数の光学信号のうちの１つに関連付けられたＱ値は、少なくとも１０と等しい、装置。
【請求項１４】
前記光学通信経路は、前記光学受信器ノードの前記入力において関連付けられた非ゼロ色分散を有する、請求項１３に記載の装置。
【請求項１５】
前記ＤＳＦの複数の連続したセグメントの各々は、１５５０ｎｍにおいて実質的にゼロ分散である関連付けられた色分散を有する、請求項１３に記載の装置。
【請求項１６】
前記非ゼロ色分散は、１５５０ｎｍの波長の光に関連付けられる、請求項１３に記載の装置。
【請求項１７】
前記複数の光学信号の各々は、複数のデータストリームのうちの対応する１つを運送し、該複数のデータストリームの各々は、互いに対して異なる、請求項１３に記載の装置。
【請求項１８】
前記ＤＳＦの複数の連続したセグメントの各々は、１５５０ｎｍにおいて実質的にゼロ色分散を有する、請求項１３に記載の装置。
【請求項１９】
前記ＤＣＦの複数のセグメントの各々は、関連付けられた正の色分散を有する、請求項１３に記載の装置。
【請求項２０】
前記ＤＣＦの複数のセグメントの各々は、関連付けられた負の色分散を有する、請求項１に記載の装置。
【請求項２１】
装置であって、該装置は、
複数の光学信号のうちの対応する１つを供給する光学送信器ブロックであって、該複数の光学信号の各々は、複数の波長のうちの対応する１つを有し、該複数の光学信号の各々は、位相変調形式に従って変調される、光学送信器ブロックと、
光学結合器であって、該光学結合器は、該複数の光学信号を結合するように構成されている、光学結合器と、
分散シフトファイバー（ＤＳＦ）の複数の連続したセグメントを含む光学通信経路であって、該光学結合器は、該複数の光学信号を波長分割多重信号として該光学通信経路に供給する、光学通信経路と、
分散補償ファイバー（ＤＣＦ）の複数のセグメントであって、該ＤＣＦの複数のセグメントの各々は、該光学通信経路に連結されるように構成されており、該ＤＣＦの複数のセグメントは、該ＤＳＦの複数の連続したセグメントのうちの隣接するセグメントの間に提供される、ＤＣＦの複数のセグメントと、
該光学通信経路の末端部分に連結されている入力を有する光学受信器と
を含む、装置。
【請求項２２】
装置であって、該装置は、
複数の光学信号を供給する光学送信器ブロックであって、該複数の光学信号の各々は、複数の波長のうちの対応する１つを有し、該複数の光学信号の各々は、位相変調形式に従って変調される、光学送信器ブロックと、
該複数の光学信号を結合するように構成されている光学結合器であって、該光学結合器は、該複数の光学信号を波長分割多重信号として低分散ファイバーの複数の連続したセグメントを含む光学通信経路に供給する、光学結合器と、
分散補償ファイバー（ＤＣＦ）の複数のセグメントであって、該ＤＣＦの複数のセグメントの各々は、該光学通信経路に連結されるように構成されており、該ＤＣＦの複数のセグメントは、該低分散ファイバーの複数の連続したセグメントのうちの隣接するセグメントの間に提供される、ＤＣＦの複数のセグメントと、
該光学通信経路の末端部分に連結されている入力を有する光学受信器と
を含む、装置。
【請求項１】
装置であって、該装置は、
複数の光学信号を供給する光学送信器ブロックであって、該複数の光学信号の各々は、複数の波長のうちの対応する１つを有し、該複数の光学信号の各々は、位相変調形式に従って変調される、光学送信器ブロックと、
該複数の光学信号を結合するように構成されている光学結合器であって、該光学結合器は、該複数の光学信号を波長分割多重信号として分散シフトファイバー（ＤＳＦ）の複数の連続したセグメントを含む光学通信経路に供給する、光学結合器と、
分散補償ファイバー（ＤＣＦ）の複数のセグメントであって、該ＤＣＦの複数のセグメントの各々は、該光学通信経路に連結されるように構成されており、該ＤＣＦの複数のセグメントは、該ＤＳＦの複数の連続したセグメントのうちの隣接するセグメントの間に提供される、ＤＣＦの複数のセグメントと、
該光学通信経路の末端部分に連結されている入力を有する光学受信器と
を含む、装置。
【請求項２】
前記光学通信経路は、前記光学受信器の前記入力において関連付けられた非ゼロ色分散を有する、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記ＤＳＦの複数の連続したセグメントの各々は、１５５０ｎｍにおいて実質的にゼロである関連付けられた色分散を有する、請求項１に記載の装置。
【請求項４】
前記非ゼロ色分散は、１５５０ｎｍの波長の光に関連付けられる、請求項１に記載の装置。
【請求項５】
前記複数の光学信号の各々は、複数のデータストリームのうちの対応する１つを運送し、該複数のデータストリームの各々は、互いに対して異なる、請求項１に記載の装置。
【請求項６】
前記ＤＳＦの複数の連続したセグメントの各々は、１５５０ｎｍにおいて実質的にゼロ色分散を有する、請求項１に記載の装置。
【請求項７】
前記ＤＣＦの複数のセグメントの各々は、関連付けられた正の色分散を有する、請求項１に記載の装置。
【請求項８】
前記ＤＣＦの複数のセグメントの各々は、関連付けられた負の色分散を有する、請求項１に記載の装置。
【請求項９】
前記ＤＣＦの複数のセグメントのうちの第１のセグメントは、関連付けられた負の色分散を有し、該ＤＣＦの複数のセグメントのうちの第２のセグメントは、関連付けられた正の色分散を有する、請求項１に記載の装置。
【請求項１０】
前記複数の光学信号の各々は、直角位相シフトキーイング（ＱＰＳＫ）変調形式に従って変調される、請求項１に記載の装置。
【請求項１１】
前記複数の波長は、１５３０ｎｍ〜１５６５ｎｍの範囲内にある、請求項１に記載の装置。
【請求項１２】
複数の光学増幅器をさらに含み、該複数の増幅器の各々は、前記ＤＣＦの複数のセグメントのうちの対応する１つを含む、請求項１に記載の装置。
【請求項１３】
装置であって、該装置は、
複数の光学信号を供給する光学送信器ブロックであって、該複数の光学信号の各々は、複数の波長のうちの対応する１つを有し、該複数の光学信号の各々は、位相変調形式に従って変調される、光学送信器ブロックと、
該複数の光学信号を結合するように構成されている光学結合器であって、該光学結合器は、該複数の光学信号を波長分割多重信号として分散シフトファイバー（ＤＳＦ）の複数の連続したセグメントを含む光学通信経路に供給する、光学結合器と、
分散補償ファイバー（ＤＣＦ）の複数のセグメントであって、該ＤＣＦの複数のセグメントの各々は、該光学通信経路に連結されるように構成されており、該ＤＣＦの複数のセグメントは、該ＤＳＦの複数の連続したセグメントのうちの隣接するセグメントの間に提供される、ＤＣＦの複数のセグメントと、
該光学通信経路の末端部分に連結されている入力を有する光学受信器ノードと
を含み、
実質的に１５５０ｎｍと等しい波長を有する該複数の光学信号のうちの１つに関連付けられたＱ値は、少なくとも１０と等しい、装置。
【請求項１４】
前記光学通信経路は、前記光学受信器ノードの前記入力において関連付けられた非ゼロ色分散を有する、請求項１３に記載の装置。
【請求項１５】
前記ＤＳＦの複数の連続したセグメントの各々は、１５５０ｎｍにおいて実質的にゼロ分散である関連付けられた色分散を有する、請求項１３に記載の装置。
【請求項１６】
前記非ゼロ色分散は、１５５０ｎｍの波長の光に関連付けられる、請求項１３に記載の装置。
【請求項１７】
前記複数の光学信号の各々は、複数のデータストリームのうちの対応する１つを運送し、該複数のデータストリームの各々は、互いに対して異なる、請求項１３に記載の装置。
【請求項１８】
前記ＤＳＦの複数の連続したセグメントの各々は、１５５０ｎｍにおいて実質的にゼロ色分散を有する、請求項１３に記載の装置。
【請求項１９】
前記ＤＣＦの複数のセグメントの各々は、関連付けられた正の色分散を有する、請求項１３に記載の装置。
【請求項２０】
前記ＤＣＦの複数のセグメントの各々は、関連付けられた負の色分散を有する、請求項１に記載の装置。
【請求項２１】
装置であって、該装置は、
複数の光学信号のうちの対応する１つを供給する光学送信器ブロックであって、該複数の光学信号の各々は、複数の波長のうちの対応する１つを有し、該複数の光学信号の各々は、位相変調形式に従って変調される、光学送信器ブロックと、
光学結合器であって、該光学結合器は、該複数の光学信号を結合するように構成されている、光学結合器と、
分散シフトファイバー（ＤＳＦ）の複数の連続したセグメントを含む光学通信経路であって、該光学結合器は、該複数の光学信号を波長分割多重信号として該光学通信経路に供給する、光学通信経路と、
分散補償ファイバー（ＤＣＦ）の複数のセグメントであって、該ＤＣＦの複数のセグメントの各々は、該光学通信経路に連結されるように構成されており、該ＤＣＦの複数のセグメントは、該ＤＳＦの複数の連続したセグメントのうちの隣接するセグメントの間に提供される、ＤＣＦの複数のセグメントと、
該光学通信経路の末端部分に連結されている入力を有する光学受信器と
を含む、装置。
【請求項２２】
装置であって、該装置は、
複数の光学信号を供給する光学送信器ブロックであって、該複数の光学信号の各々は、複数の波長のうちの対応する１つを有し、該複数の光学信号の各々は、位相変調形式に従って変調される、光学送信器ブロックと、
該複数の光学信号を結合するように構成されている光学結合器であって、該光学結合器は、該複数の光学信号を波長分割多重信号として低分散ファイバーの複数の連続したセグメントを含む光学通信経路に供給する、光学結合器と、
分散補償ファイバー（ＤＣＦ）の複数のセグメントであって、該ＤＣＦの複数のセグメントの各々は、該光学通信経路に連結されるように構成されており、該ＤＣＦの複数のセグメントは、該低分散ファイバーの複数の連続したセグメントのうちの隣接するセグメントの間に提供される、ＤＣＦの複数のセグメントと、
該光学通信経路の末端部分に連結されている入力を有する光学受信器と
を含む、装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６ａ】
【図６ｂ】
【図６ｃ】
【図６ｄ】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６ａ】
【図６ｂ】
【図６ｃ】
【図６ｄ】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２０１３−３４１９８（Ｐ２０１３−３４１９８Ａ）
【公開日】平成２５年２月１４日（２０１３．２．１４）
【国際特許分類】
【外国語出願】
【出願番号】特願２０１２−１５２０６６（Ｐ２０１２−１５２０６６）
【出願日】平成２４年７月６日（２０１２．７．６）
【出願人】（５０６３４６７４９）インフィネラ コーポレイション (17)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年２月１４日（２０１３．２．１４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１２−１５２０６６（Ｐ２０１２−１５２０６６）
【出願日】平成２４年７月６日（２０１２．７．６）
【出願人】（５０６３４６７４９）インフィネラ コーポレイション (17)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]