(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
偏波多重光信号の偏波スクランブル検出方法であって、
光ネットワークに関連する偏波多重光信号であって、スクランブル周波数に従ってスクランブルされた偏波配向を含む前記偏波多重光信号を受信することと、
受信した前記光信号の偏波スクランブルを示す偏波信号を受信することと、
前記偏波信号によって示される前記偏波スクランブルに従って前記光信号をデスクランブルすることと、
を含み、
前記偏波信号は、前記光信号の前記偏波配向を示す位相情報であって、前記偏波信号と前記光信号とに関連する伝搬時間に基づく前記位相情報を含む、
偏波多重光信号の偏波スクランブル検出方法。
【請求項２】
前記偏波信号を光監視チャネル（ＯＳＣ）上で受信することをさらに含む、請求項１に記載の偏波多重光信号の偏波スクランブル検出方法。
【請求項３】
前記スクランブル周波数で前記偏波配向をスクランブルして、前記光信号に関連する偏波依存性ロスを低減することをさらに含む、請求項１に記載の偏波多重光信号の偏波スクランブル検出方法。
【請求項４】
前記スクランブル周波数が、マスタークロックの関数となるように、前記光ネットワークに関連する前記マスタークロックの前記関数として前記偏波配向をスクランブルすることをさらに含み、前記偏波信号は、前記スクランブル周波数を示し前記マスタークロックに関連するクロック情報を含む、請求項３に記載の偏波多重光信号の偏波スクランブル検出方法。
【請求項５】
前記偏波配向をスクランブルすることは、前記スクランブル周波数で前記偏波配向を第１方向に回転させることを含み、前記偏波配向をデスクランブルすることは、前記スクランブル周波数で前記偏波配向を前記第１方向と反対側の第２方向に回転させることを含む、請求項３に記載の偏波多重光信号の偏波スクランブル検出方法。
【請求項６】
前記偏波スクランブルは、前記スクランブル周波数に関連する周波数と前記偏波配向に関連する位相とを含む正弦波の関数に近似する、請求項１に記載の偏波多重光信号の偏波スクランブル検出方法。
【請求項７】
前記偏波信号は、前記光信号の前記スクランブル周波数と偏波配向を示す、請求項１に記載の偏波多重光信号の偏波スクランブル検出方法。
【請求項８】
偏波多重光信号の偏波スクランブル検出システムであって、
スクランブル周波数に従って光ネットワークに関連する偏波多重光信号の偏波配向をスクランブルし、前記光信号に関連する偏波依存効果を低減する偏波スクランブラと、
前記光信号の前記偏波スクランブルを示す偏波信号を前記光ネットワークを介して送信する、前記偏波スクランブラに関連する光送信器と、
前記光ネットワーク上で偏波信号を受信し、前記偏波信号によって示された前記偏波スクランブルに従って前記光信号をデスクランブルする、前記光ネットワークに関連するデスクランブル部と、
を含み、
前記偏波信号は、前記光信号の前記偏波配向を示す位相情報であって、前記偏波信号と前記光信号とに関連する伝搬時間に基づく前記位相情報を含む、
偏波多重光信号の偏波スクランブル検出システム。
【請求項９】
前記光送信器は、光監視チャネル（ＯＳＣ）の上で前記偏波信号をさらに送信し、前記デスクランブル・ドライバは、前記光監視チャネル上で前記偏波信号をさらに受信する、請求項８に記載の偏波多重光信号の偏波スクランブル検出システム。
【請求項１０】
前記偏波スクランブラは、前記スクランブル周波数がマスタークロックの関数となるように前記光ネットワークに関連する前記マスタークロックの関数として前記偏波配向をさらにスクランブルし、前記偏波信号は、前記スクランブル周波数を示し前記マスタークロックに関連するクロック情報を含む、請求項８に記載の偏波多重光信号の偏波スクランブル検出システム。
【請求項１１】
前記偏波スクランブラは、前記スクランブル周波数で前記偏波配向を第１方向に回転させる第１偏波回転子を含み、前記デスクランブル部は、前記スクランブル周波数で前記偏波配向を前記第１方向と反対方向の第２方向に回転させる第２偏波回転子を含む、請求項８に記載の偏波多重光信号の偏波スクランブル検出システム。
【請求項１２】
前記偏波スクランブルは、前記スクランブル周波数に関連する周波数と前記偏波配向に関連する位相とを含む正弦波の関数に近似する、請求項８に記載の偏波多重光信号の偏波スクランブル検出システム。
【請求項１３】
前記デスクランブル部は、
前記光ネットワーク上で前記偏波信号を受信し、前記偏波信号によって示される前記偏波スクランブルに従って偏波デスクランブルを決定し、決定された前記偏波デスクランブルに基づいてデスクランブル・ドライバからのデスクランブル命令を生成する、デスクランブル・ドライバと、
前記偏波モニタが光信号を受信すると、前記光ネットワーク上で前記光信号を受信し、前記デスクランブル・ドライバから前記デスクランブル命令を受信し、前記デスクランブル・ドライバから受信した前記デスクランブル命令に従って前記光信号をデスクランブルする、前記デスクランブル・ドライバに通信接続された偏波デスクランブラと、
をさらに含む、請求項８に記載の偏波多重光信号の偏波スクランブル検出システム。
【請求項１４】
前記デスクランブル部は、前記光ネットワークに関連し、前記光信号と前記偏波信号とを受信するコヒーレントな光受信器に含まれる、請求項８に記載の偏波多重光信号の偏波スクランブル検出システム。
【請求項１５】
前記偏波信号は、前記光信号の前記スクランブル周波数および偏波配向を示す、請求項８に記載の偏波多重光信号の偏波スクランブル検出システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般的に光通信ネットワークに係わり、特に、偏波スクランブリングを利用した偏波多重信号の干渉を低減するためのシステムおよび方法に係わる。
【背景技術】
【０００２】
通信システム、有線テレビシステムおよびデータ通信システムでは、遠隔地点間で大量の情報を迅速に伝送するために光ネットワークが用いられる。光ネットワークにおいては、情報は、光ファイバを介して光信号方式で伝送される。光ネットワークは、ネットワーク内で様々な動作を行う、増幅器、分散補償器、マルチプレクサ／デマルチプレクサ・フィルタ、波長選択スイッチ、およびカプラなどの様々なネットワーク構成要素をも含み得る。
【０００３】
しかしながら、これらのそれぞれのネットワーク構成要素は、ネットワークを通過して移動する信号に対して、偏波依存の効果をも引き起こす。これらの効果は、信号の偏波状態の様々な成分に程度の異なるロスまたはゲインを与え、信号の様々な偏波要素のパワーレベルが不均一になる。これらの効果は、偏波依存性ロス（ＰＤＬ: polarization dependent loss）および偏波ホールバーニング（ＰＨＢ: polarization hole burning）を含み得る。偏波依存性ロスおよび／または偏波ホールバーニングにより生じたパワーの不均一化は、信号によって搬送される情報またはデータの歪みや消失の原因となり得る。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明によれば、偏波多重光信号の偏波依存効果に関連する不利益な点や問題点は、偏波スクランブルによって低減され得る。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の実施形態に従った偏波多重光信号の偏波スクランブルの検出方法は、光ネットワークに関連する偏波多重光信号を受信することを含む。偏波多重光信号は、スクランブルされた偏波配向を含み、偏波配向は、スクランブル周波数に従ってスクランブルされる。該方法は、受信した光信号の偏波スクランブルを示す偏波信号を受信することをさらに含む。該方法は、偏波信号により示された偏波スクランブルに従って光信号をデスクランブルすることをも含む。
【発明の効果】
【０００６】
本発明の実施形態に従った偏波多重光信号の偏波スクランブルの検出方法によれば、偏波依存効果に関連する不利益な点や問題点を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】偏波変調信号をスクランブルして、偏波依存性ロスおよび偏波ホールバーニングを低減する、光ネットワークの実施例の形態を示す図である。
【図２】光ネットワークにおいて、デスクランブル・ドライバに結合した偏波モニタの実施例の形態を含むシステムのブロック図である。
【図３】偏波変調信号をスクランブルして、偏波依存性ロスおよび偏波ホールバーニングを低減する、光ネットワークの他の実施例の形態を示す図である。
【図４】光ネットワークにおいて、デスクランブル・ドライバに結合した偏波モニタのその他の実施例の形態を含む、システムのブロック図である。
【図５】偏波変調信号をスクランブルして、偏波依存性ロスおよび偏波ホールバーニングを低減する光ネットワークの他の実施例の形態を示す図である。
【図６】１または複数の光挿入／分岐モジュール（ＯＡＤＭ）を含み、偏波変調信号をスクランブルして偏波依存性ロスおよび偏波ホールバーニングを低減する光ネットワークの実施例の形態を示す図である。
【図７】１または複数の光挿入／分岐モジュールを含み、偏波変調信号をスクランブルして偏波依存性ロスおよび偏波ホールバーニングを低減する光ネットワークのその他の実施例の形態を示す図である。
【図８】光信号の偏波スクランブルをコヒーレントに検出するコヒーレント受信器を含むネットワークの実施例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
本発明の内容、その特徴および有利な点をより理解するために、添付の図面を参照しながら以下に説明する。
図１は、偏波変調信号をスクランブルして、偏波依存性ロスおよび偏波ホールバーニングを低減する、光ネットワーク１００の例示的な実施形態を示す図である。以下で詳細に説明するが、光ネットワークの情報伝達能力を向上させるために、光信号の複数の偏波状態（ＳＯＰ: state of polarization）が、データや情報によって変調され得、偏波多重光信号が生成される。しかしながら、これらの偏波多重信号は、光ネットワーク１００を通過して伝搬する間に、様々な偏波依存効果を経験し得る。したがって、光信号の変調されたある偏波状態は、同じ光信号の変調された他の偏波状態とは異なった影響を受けることがある。また、偏波多重信号の偏波の性質は、望ましくない効果をもたらし得る。これらの偏波依存効果は、偏波依存性ロスおよび偏波ホールバーニングを含み得る。
【０００９】
以下で詳細に説明するが、光ネットワーク１００は、偏波変調信号の偏波スクランブルを通過する偏波変調信号の偏波依存性ロスおよび偏波ホールバーニングを低減しやすくするために、偏波スクランブラ（ＰＳ: polarization scrambler）１１４と、偏波スクランブラ１１４に結合するスクランブル・ドライバ１１６とを含み得る。本明細書の記載の目的上、用語「信号」または「光信号」は、偏波変調信号を指し得る。偏波スクランブルは、偏波依存効果が低減され、または最小化されるように、光信号の変調された偏波状態の偏波配向を絶え間なく変化させ得る。光ネットワーク１００は、光信号の受信と情報抽出を容易にするために、偏波スクランブラ１１４によって生成された偏波スクランブルのコヒーレントな検出とデスクランブルとを可能にし得る、偏波モニタ１２４と、偏波デスクランブラ（ＰＤＳ: polarization descrambler）１２６と、偏波モニタ１２４および偏波デスクランブラ１２６に結合したデスクランブル・ドライバ１１７を追加的に含み得る。
【００１０】
光ネットワーク１００は、ターミナルノードを有する二地点間の光ネットワーク、リング光ネットワーク、メッシュ光ネットワーク、またはその他の任意の適切な光ネットワークまたは光ネットワークの組合せを含み得る。光ファイバ１０６は、極めて僅かなロスしかない状態で光信号を長距離伝送できる、細いガラス・ストリングを含む。光ファイバ１０６は、単一モードファイバ（ＳＭＦ: single-mode fiber）、広域実効ファイバ（ＥＬＥＡＦ: enhanced large effective area fiber）またはＴｒｕｅＷａｖｅ（登録商標）減少スロープ（ＴＷ−ＲＳ:TrueWave(R) Reduced Slope）ファイバなどの任意の適切な種類のファイバを含み得る。
【００１１】
光ネットワーク１００は、ファイバ１０６で光信号を伝送する装置を含み得る。１以上の光波長の変調によって情報が波長上にエンコードされ、ネットワーク１００を介して情報が送受信され得る。光ネットワークにおいて、ネットワークの伝送スペクトル内の１以上の光波長は、チャネルと呼ばれ得る。各チャネルは、光ネットワーク１００を介して一定量の情報を搬送し得る。いくつかの例において、チャネルは、情報で変調された光の波長と、隣接チャネルの変調された波長間のバッファとしての役割を果たす付加的波長とを含み得る。
【００１２】
光ネットワーク１００の情報伝達能力を向上させるために、複数のチャネルで伝送される複数の信号は、単一の光信号に畳重され得る。単一光信号で成る複数チャネルにおける情報の通信プロセスは、光学において、波長分割多重（ＷＤＭ: wavelength division multiplexing）と呼ばれる。高密度波長分割多重（ＤＷＤＭ: dense wavelength division multiplexing）は、通常４０を超える、より多く（より高密度）の波長をファイバに多重化させることを言う。波長分割多重、高密度波長分割多重、またはその他の複数の波長伝送技術が光ネットワークに採用されて、１光ファイバ当たりの統合バンド幅を増加させる。波長分割多重または高密度波長分割多重がなければ、光ネットワークにおけるバンド幅は、もっぱら１波長のビットレートに制限され得る。より多くのバンド幅を用いると、光ネットワークは、より多くの情報量を伝送し得る。光ネットワーク１００は、波長分割多重、高密度波長分割多重またはその他の適切な複数チャネル多重技術を利用して、異なるチャネルを伝送し、複数チャネル信号を増幅し得る。
【００１３】
搬送されるチャネル数の他に、どれだけの量の情報が光ネットワークにおいて伝送され得るかに関して影響を与えるその他の要因は、伝送のビットレートであろう。ビットレートが大きいほど、伝送され得る情報量は多くなる。
【００１４】
偏波分割多重（ＰＤＭ: polarization division multiplexing）技術は、情報伝送のための、より多くのビットレートを達成し得る。偏波分割多重伝送は、情報をチャネルに関連する光信号の様々な偏波要素へ変調させることを含む。光信号の偏波は、光信号の発振の方向を指し得る。用語「偏波」は、通常、空間地点で電界ベクトルのチップによって描かれる、光信号の伝搬方向と垂直なパスを指す。用語「線形偏波」は、通常、電界ベクトルの配向の単一方向を指し得る。通常、任意の線形偏波は、それぞれｘ、ｙと標識付けられた互いに同位相の２つの独立した直交する成分に分解され得る。
【００１５】
例えば、偏波多重伝送において、レーザにより生成された光ビームは、高度に線形偏波であり得る。ビームは、ビームのｘ偏波要素およびビームのｙ偏波要素に従って、偏波ビームスプリッタによって分離され得る。ｘ偏波要素は、ビームの伝搬方向と垂直な水平軸に配置され得る。ｙ偏波要素は、ビームの伝搬方向と水平軸の両方に垂直な垂直軸に配置され得る。したがって、ｘ偏波要素は「水平偏波」であると言われ、ｙ偏波要素は「垂直偏波」であると言われ得る。用語「水平」および「垂直」は、軸の間の直交関係とこれらの軸に対して配置される偏波配向とを表現するための座標系を示すために単に使用されているにすぎない。かかる用語は、絶対的な如何なる偏波配向に限定されない。
【００１６】
ビームをｘ偏波要素とｙ偏波要素とに分離することに続いて、２つのビーム上で情報が変調され得る。変調に続き、２つのビームは、各々の偏波要素上に変調された情報を有する２つの偏波要素（例えば、ｘ偏波要素とｙ偏波要素）を有する光信号を、結合されたビームが含むように、偏波ビーム結合器によって結合され得る。したがって、情報を信号のｙ偏波要素およびｘ偏波要素の両方に変調することによって、その信号に関連するチャネルによって任意の所定時間に渡り搬送される情報量は、増加し得る（例えば、チャネルのビットレートが増加する）。
【００１７】
光ネットワークにおける様々な構成要素および装置は、光信号に関連する各チャネルの変調されたｘ偏波要素およびｙ偏波要素に異なる影響を及ぼし得る。その影響は、ｘ偏波要素とｙ偏波要素の配向に依存し得る。ファイバ１０６、マルチプレクサ１０４、および挿入／分岐モジュール（明示せず）は、信号がこれらの構成要素を通過する時に信号を減衰させ得、増幅器１０８は、信号を増幅させ得る。これらの構成要素は、偏波要素の配向に依存して、信号内で各チャネルの様々な偏波要素を異なる程度に減衰させ、または増幅させ、これが、偏波依存性ロスと偏波依存性ゲイン（ＰＤＧ: polarization dependent gain）の原因となる。
【００１８】
例えば、マルチプレクサ１０４は、あるチャネルに関連する変調された波長のｙ偏波を同じ波長の変調されたｘ偏波を減衰させるよりも大きく減衰させ得る。また、あるチャネルに関連するある波長の変調されたｘ偏波およびｙ偏波は、異なるチャネルに関連する他の波長の変調されたｘ偏波およびｙ偏波とは異なる影響を受け得る。同様に、増幅器１０８は、光信号に関連する各チャネルの変調されたｘ偏波要素およびｙ偏波要素を異なる程度で増幅し得る。したがって、多重偏波波長分割多重信号において、各チャネルの各変調された偏波要素は、光ネットワークを通過する間に、異なる程度のゲインとロスとを経験し得る。様々なネットワーク構成要素の偏波依存効果は、偏波依存性ロスおよび偏波依存性ゲインとの双方の結果であるが、その効果全体の結果は、単に偏波依存性ロスと称され得る。
【００１９】
その他の偏波依存効果は、偏波ホールバーニングである。偏波ホールバーニングは、通信システム内で信号強度を増幅するために利用される、エルビウム・ドープ・ファイバ増幅器（ＥＤＦＡ:erbium-doped fiber amplifier）などのレアアース・ドープ・ファイバ光増幅器の性能を大幅に低下させ得る。
【００２０】
偏波ホールバーニングは、強い偏波光信号がエルビウム・ドープ・ファイバ増幅器に入射されるときに起きる。この強い信号は、増幅器の異方性飽和をもたらし得る。かかる飽和効果は、エルビウム・ドープ・ファイバ増幅器の反転分布力学に関連するものであるが、飽和信号と同じ偏波状態（ＳＯＰ）で、エルビウム・ドープ・ファイバ増幅器の光に対する利得を減少させる。したがって、偏波ホールバーニングは、飽和信号に直交する偏波状態を有する信号に、飽和信号の有する利得よりも大きな増幅を与える。
【００２１】
その結果、飽和信号に直交する偏波状態における増幅自然放出（ＡＳＥ: amplified spontaneous emission）雑音は、飽和信号の偏波状態におけるそれよりも早く蓄積する。飽和、または飽和の近傍で動作する一連のエルビウム・ドープ・ファイバ増幅器を用いる通信システムでは、増幅自然放出雑音は、各増幅段階で蓄積し得る。システム全体に雑音が蓄積すると、飽和信号に直交する偏波状態を有する信号の信号雑音比（ＳＮＲ: signal noise ratio）が看過できないレベルまで上昇する。かかる場合における信号雑音比は、受信したデータストリームにおいてエラーを引き起こし得る。したがって、増幅光システムにおいて偏波ホールバーニングの効果を緩和することが望ましい。
【００２２】
以下でさらに詳細に開示するが、ネットワーク１００は、変調された偏波要素（例えば、ｘ偏波要素およびｙ偏波要素）の配向が絶えず変化するように、偏波分割多重信号の偏波をスクランブルし得る。変調された偏波要素の配向が絶えず変化し、偏波ホールバーニングおよび偏波依存性ロスがその偏波配向に依存することによって、任意の特定の変調された偏波要素上の偏波依存性ロスおよび偏波ホールバーニングが実質的に低減され、または分岐され得る。
【００２３】
また、さらに以下で説明するように、ネットワーク１００は、変調された偏波要素の偏波配向をコヒーレントに検出し得る。したがって、ネットワーク１００は、偏波分割多重信号をデスクランブルし得、偏波要素上に変調された情報が読み込まれるように、変調された偏波要素を再配向する。本明細書の目的上、光信号の用語「偏波」または「偏波配向」は、座標系に基づく、光信号の１つ以上の変調された偏波要素の偏波配向を指し得る。
【００２４】
光ネットワーク１００は、特定波長において光ネットワーク１００を通過する光信号を送信する、１つ以上の光送信器（Ｔｘ）１０２を含み得る。送信器１０２は、電気信号を光信号に変換し、光信号を送信するための任意のシステム、機器または装置を含み得る。例えば、送信器１０２は、レーザと、電気信号を受信し、電気信号に含まれる情報をレーザによって生成された光ビーム上に特定波長で変調し、ネットワークを通じて信号を運ぶビームを送信する変調器とをそれぞれ含み得る。
【００２５】
マルチプレクサ１０４は、送信器１０２に結合し得る。また、かかるマルチプレクサ１０４は、個別の波長において、送信器１０２によって送信される信号を単一の波長分割多重または高密度波長分割多重信号へと合成する任意のシステム、機器または装置であり得る。
【００２６】
増幅器１０８は、ネットワーク１００内で多重チャネルの信号を増幅し得る。増幅器１０８は、ファイバ１０６の一定長さの前および／または後に配置され得る。増幅器１０８は、信号を増幅する任意のシステム、機器、または装置を含み得る。例えば、増幅器１０８は、光信号を増幅する光中継器を含み得る。この増幅は、光-電気または電気−光変換なしに行われ得る。いくつかの実施形態において、増幅器１０８は、レアアース元素でドープされた光ファイバを含み得る。信号がファイバを通過するときに、光ファイバのドープされた部分の原子を励起するために外部エネルギーが用いられ得、これによって光信号強度が増大する。一例として、増幅器１０８は、エルビウム・ドープ・ファイバ増幅器を含み得る。しかしながら、半導体光増幅器（ＳＯＡ: semiconductor optical amplifier）などの、その他の任意の適切な増幅器も利用され得る。
【００２７】
ネットワーク１００は、ネットワーク１００の１つ以上の送信先において１つ以上のデマルチプレクサ１０５をも含み得る。デマルチプレクサ１０５は、波長分割多重信号をその個々のチャネルまたは波長に分離することによってデマルチプレクサとして動作し得る、任意のシステム機器または装置を含み得る。いくつかの実施形態において、デマルチプレクサ１０５は、個々のチャネルを合成して１つの波長分割多重信号にする代わりに、波長分割多重信号をその個々のチャネルに分離させ得るマルチプレクサ１０４を含み得る。例えば、ネットワーク１００は、４０チャネル高密度波長分割多重信号を送信および搬送し得る。デマルチプレクサ１０５は、単一の４０チャネル高密度波長分割多重信号を４０の異なるチャネルに従って４０の個別の信号へと分離し得る。
【００２８】
ネットワーク１００は、デマルチプレクサ１０５に結合した受信器１１２をも含み得る。各受信器１１２は、特定の波長またはチャネルにて送信される信号を受信し、それらが含む情報の信号を処理（例えば、変調をデコードして情報を抽出する）し得る。したがって、ネットワーク１００は、ネットワークのチャネル毎に少なくとも１つの受信器１１２を含み得る。
【００２９】
上述のように、光信号を送受信することに加えて、ネットワーク１００は、光信号の偏波をスクランブルして、偏波依存性ロスおよび偏波ホールバーニングを低減し得る。ネットワーク１００は、マルチプレクサ１０４の出力に結合した偏波スクランブラ１１４を含み得る。偏波スクランブラ１１４は、マルチプレクサ１０４から受信した光信号の偏波をスクランブルし得る。偏波スクランブラ１１４は、スクランブル技術に関する情報に従ってその信号がデスクランブルをもされ得るように、光信号の偏波をスクランブルし得る任意の適切なシステム、機器または装置を含み得る。いくつかの実施形態において、偏波スクランブラ１１４は、一定の回転速度で光信号の偏波を絶えず回転させることによって、光信号をスクランブルし得る。
【００３０】
したがって、光信号は、回転ないしスクランブルを正すために偏波を反対方向にかつスクランブルで使用されるのと同量を回転させることによって、その後デスクランブルされ得る。いくつかの実施形態において、偏波スクランブラ１１４は、ファラデー回転子を含み得る。
【００３１】
ネットワーク１００は、偏波スクランブラ１１４に結合したスクランブル・ドライバ１１６をも含み得る。スクランブル・ドライバ１１６は、偏波スクランブラ１１４の偏波スクランブルを制御および駆動する、任意の適切なシステム、機器または装置を含み得る。例えば、スクランブル・ドライバは、プロセッサおよびメモリを有する制御部を含み得る。メモリは、メモリ内に格納され、偏波スクランブラ１１４に信号のスクランブルを指示する命令を含み得る。プロセッサは、偏波スクランブラ１１４によって実行されるスクランブルをスクランブル・ドライバ１１６が制御できるように、メモリ内に格納された命令を読み出し、実行し得る。
【００３２】
いくつかの実施形態では、スクランブル・ドライバ１１６は、信号の偏波配向を完全に回転させ、一定の時間後に反復回転させるといったように、一定の周波数で信号の偏波を回転させるように偏波スクランブラ１１４を駆動させる。スクランブル速度は、近似的に２キロヘルツ（２ｋＨｚ）以上である。例えば、いくつかの実施形態において、スクランブル速度は、近似的に８キロヘルツ（８ｋＨｚ）であり得る。その他の実施形態において、スクランブル速度は１６キロヘルツ（１６ｋＨｚ）であり得る。偏波スクランブルの回転特性に起因して、偏波スクランブルは、スクランブル周波数とも称され得る特定周波数を有する正弦関数または余弦関数として近似的には表され得る。正弦関数の位相は、スクランブルされた信号の偏波配向を示し得る。偏波配向は、特定の座標系からの偏角として表現され得る。
【００３３】
例えば、上述のように、偏波スクランブラ１１４に入力される前に、１つの信号は、所定の水平軸に配置および変調されたｘ偏波要素を含み得、また、所定の垂直軸に配置および変調されたｙ偏波要素を含み得る。水平軸および垂直軸は、偏波配向の座標系を提供し得る。したがって、偏波配向は、水平軸からの変調されたｘ偏波要素の偏角および垂直軸からの変調されたｙ偏波要素の偏角として表され得る。例えば、右回り３０°（π／６ラジアン）の偏波配向は、変調されたｘ偏波要素およびｙ偏波要素と水平軸および垂直軸との間のそれぞれの角度が水平軸および垂直軸から右回り方向にそれぞれ３０°（π／６ラジアン）であることを示し得る。
【００３４】
偏波スクランブルは、以下の方程式によって近似的に示され得る。
θ（ｔ）= sin (ωt)
上記方程式において、正弦関数（θ）の位相は、座標系（例えば、ｘ軸またはｙ軸）に対する偏波配向の角度を示し得る。また、ωは所定時間における回転周波数（例えば、１秒当たりの度数またはラジアン）を示し、ｔは所定時間を示し得る。
【００３５】
また、スクランブル・ドライバ１１６は、演算処理を行うことができ、ネットワーク１００に一定クロックを提供するシステムマスタークロック１２０によって駆動され得る。スクランブル・ドライバ１１６は、スクランブル信号のスクランブル周波数および偏波配向が、マスタークロック１２０の関数となり得るように、マスタークロック１２０から受信したクロック信号に従って信号をスクランブルするように偏波スクランブラ１１４に指示し得る。例えば、スクランブル・ドライバ１１６は、マスタークロック１２０が「高」から「低」に、および／または「低」から「高」に推移するごとに信号の偏波を回転するように偏波スクランブラ１１４に指示し得る。
【００３６】
ネットワーク１００は、ネットワーク１００の１つ以上の送信先においてスクランブルされた信号をデスクランブルすることもできる。ネットワーク１００におけるスクランブルされた信号の伝搬における伝搬遅延に起因して、特定時間に送信先で受信された信号の偏波配向は、その時間に偏波スクランブラ１１４によってスクランブルされた信号の偏波配向と同じとは限らない。この遅延によって、送信先で受信された信号と特定時間に偏波スクランブラ１１４によってスクランブルされた信号との間に偏波配向の位相シフトが生じ得る。
【００３７】
送信先ノードでの偏波スクランブルは、以下の方程式によって近似的に表され得る。
θ（ｔ）= sin (ωt + Φ)
偏波スクランブラ１１４による偏波スクランブルを示す方程式と同様に、上記方程式において、正弦関数（θ）の位相は、座標系（例えば、ｘ軸またはｙ軸）に対する偏波配向の角度を示し得る。また、ωは所定時間（１秒当たりの度数またはラジアン）における回転の周波数を示し、ｔは、所定時間を示し得る。さらにΦは、偏波スクランブラ１１４でスクランブルすることと、宛先ノードでスクランブルすることとの間の位相シフトを示し得る。
【００３８】
したがって、送信先ノードにおける偏波スクランブルは、スクランブルされた信号がデスクランブルされるように、送信先ノードで決定される必要があり得る。以下でさらに詳細に説明するが、送信先ノードにおける偏波スクランブルは、様々な方法および構成要素を使用して決定され得る。
【００３９】
いくつかの実施形態において、ネットワーク１００は、スクランブルに使用されるものと同じ座標系に基づいて、スクランブルされた信号の偏波スクランブルを検出および決定する偏波モニタ１２４を含み得る。上述のように、座標系は、所定の「水平」軸と所定の「垂直」軸とに関連し得る。偏波モニタ１２４は、光信号の偏波スクランブルを検出および決定する、任意の適切なシステム、機器または装置を含み得る。本発明の実施形態において、偏波モニタ１２４は、ネットワーク１００のノード１０３にて、ネットワーク１００と結合し得る。また、偏波デスクランブラ１２６の入力ポートは、スクランブルされた信号がノード１０３から偏波デスクランブラ１２６に入力されるときに、偏波モニタ１２４が１つ以上のスクランブルされた信号の偏波スクランブルを決定し得るように、ノード１０３と結合し得る。決定された偏波スクランブルに基づいて、偏波モニタ１２４は、偏波モニタ１２４に連結したデスクランブル・ドライバ１１７に偏波情報を伝送する。
【００４０】
いくつかの実施例において、偏波情報は、通常、偏波デスクランブラ１２６で受信した光信号の偏波スクランブルを示し得る周波数および位相を有する電気的な正弦波を含み得る。上述のように、正弦波の周波数は、偏波スクランブラ１１４によって使用される偏波スクランブル周波数を近似的に示す。電気的な正弦波の位相は、特定の座標系との偏角（例えば、ｘ偏波要素による水平軸との偏角と、ｙ偏波要素による垂直軸との偏角）として表される、偏波デスクランブラ１２６で受信した信号の偏波配向を示し得る。前述したように、偏波スクランブラ１１４と偏波デスクランブラ１２６と間の伝搬遅延により、偏波スクランブラ１１４によってスクランブルされる信号の偏波配向を表す位相は、偏波デスクランブラ１２６によって受信される信号の偏波配向を表す位相と同じとは限らない。また、上述の通り、この位相差は、通常偏波デスクランブラ１２６で受信した信号のスクランブルを表す方程式において、Φで表される。
【００４１】
デスクランブル・ドライバ１１７は、偏波デスクランブラ１２６により受信したスクランブルされた信号を偏波デスクランブラ１２６がデスクランブルするように、偏波デスクランブラ１２６を制御し、駆動する任意の適切なシステム、機器または装置を含み得る。例えば、デスクランブル・ドライバ１１７は、スクランブル・ドライバ１１６に類似したプロセッサおよびメモリを有する制御部を含み得る。いくつかの実施形態において、デスクランブル・ドライバ１１７は、スクランブルされた信号がデスクランブルされるように、偏波モニタ１２４から偏波情報を受信し、偏波デスクランブラ１２６で受信したスクランブルされた信号の偏波配向を適宜調整するように偏波デスクランブラ１２６に指示し得る。
【００４２】
偏波デスクランブラ１２６は、デスクランブル・ドライバ１１７に結合し得、デスクランブル・ドライバ１１７によって受信された命令に従って、光信号の偏波配向を調整する任意の適切なシステム、機器または装置を含み得る。したがって、偏波デスクランブラ１２６は、デスクランブル・ドライバ１１７による命令に従って、その入力端子で受信した信号をデスクランブルし得る。デスクランブル・ドライバ１１７および偏波デスクランブラ１２６は、まとめて、ネットワーク１００のデスクランブル部と呼ばれ得る。いくつかの実施形態において、偏波デスクランブラ１２６は、光信号の偏波を回転させ得、ファラデー回転子を含み得る。
【００４３】
本明細書の実施形態において、偏波デスクランブラ１２６の出力は、デマルチプレクサ１０５がスクランブルされていない波長分割多重信号をその個別のチャネルに逆多重化するように、デマルチプレクサ１０５の出力と接続し得る。したがって、受信器１１２は、その各々のチャネルに含まれる情報を処理し得る。
【００４４】
以下の実施例は、スクランブルされた信号をデスクランブルするための、偏波モニタ１２４、デスクランブル・ドライバ１１７および偏波デスクランブラ１２６との相互作用を示す。偏波モニタ１２４は、偏波デスクランブラ１２６で受信した信号の偏波スクランブルを検出し得る。本明細書の実施例において、信号は、特定のスクランブル周波数で信号の偏波を回転させる偏波スクランブラ１１４によってスクランブルされ得る。したがって、偏波モニタ１２４は、スクランブルを表す電気信号を生成し得る。電気信号は、近似的にスクランブル周波数を表す周波数と、スクランブルされた信号の偏波配向を一般的に表す位相とを有する正弦波を含み得る。偏波モニタ１２４は、電気信号をデスクランブル・ドライバ１１７へ送信し得る。
【００４５】
デスクランブル・ドライバ１１７は、偏波デスクランブラ１２６に指示して偏波スクランブラ１１４が信号を回転させたであろう方向とは反対の方向へスクランブルされた信号を回転させ得る。例えば、偏波スクランブラ１１４は、信号を右回りに回転させ得、偏波デスクランブラ１２６は、信号を左回りに回転させてスクランブルをデスクランブルし得る。また、デスクランブル・ドライバ１１７は、偏波デスクランブラ１２６に指示して、スクランブルされた信号を電気信号が示す周波数（例えば、正弦波の周波数）、すなわちスクランブル周波数に関連する回転速度にて回転させ得る。したがって、偏波デスクランブラ１２６はまた、適切なデスクランブリングを確保するために、スクランブルと同じ回転速度でスクランブルされた信号を回転させ得る。
【００４６】
また、デスクランブル・ドライバ１１７は、電気信号の位相を用いて、信号の回転が開始する適切な座標系を決定し得る。例えば、デスクランブル・ドライバ１１７によって最初に受信された電気信号の位相は３０°となり得る。この３０°の位相は、座標系（例えば、水平軸および垂直軸）との偏波要素の３０°の右回りの偏角を表し得る。したがって、デスクランブル・ドライバ１１７は、偏波デスクランブラ１２６に指示して、まず、スクランブルされた光信号の偏波を３０°左回りに回転させ、その後スクランブルされた信号がデスクランブルと同位相になるように、スクランブル周波数にて回転させ得る。
【００４７】
スクランブルされた信号と同調し、スクランブルされた信号をスクランブルの回転速度と近似的に同じでありつつ反対方向に回転させることによって、偏波スクランブラ１２６を出た光信号はデスクランブルされ得、受信器１１２によって適切に受信され得る。上述のように、デスクランブルの後、信号は、デマルチクレクサ１０５によって受信され得、個別のチャネルが受信器１１２によって適切に処理され得る。先に述べたように、スクランブルは、偏波多重光信号の偏波依存性ロスおよび偏波ホールバーニングを低減させる上で有利であり、コヒーレントなデスクランブルは、スクランブルされた偏波多重信号からの情報を抽出する上で有利となり得る。
【００４８】
本明細書の保護の範囲から逸脱することなく、ネットワーク１００に対して変形、追加、または削除がなされ得る。例えば、ネットワーク１００は、本明細書中に挙げるものよりも多いまたは少ない数の構成要素を含み得る。また、本明細書中に挙げられた構成要素は、動作を行うために使用される様々な副次的構成要素を含み得る。
【００４９】
図２は、ネットワーク１００においてデスクランブル・ドライバ１１７に結合した偏波モニタ１２４の例示的実施形態を含むシステム２００のブロック図を示す。本実施例において、偏波モニタ１２４は、光信号の偏波スクランブルを検出および決定する、任意の適切なシステム、機器、または装置を含む偏波検出器２０２を含み得る。偏波検出器２０２は、光信号の検出された偏波スクランブルを示す電気信号を生成し得る。
【００５０】
一例として、偏波検出器２０２は、ネットワーク１００のノード１０３においてスクランブルされた信号を受信する偏波ビームスプリッタ（ＰＢＳ: polarization beam splitter）（明示せず）を含み得る。偏波ビームスプリッタは、座標系の水平軸および座標系の垂直軸に従ってスクランブルされた信号を分離し得、これにより、スクランブルされた信号を水平偏波ビームと垂直偏波ビームとに分離する。偏波検出器２０２は、光ダイオードを利用して、水平偏波ビームおよび垂直偏波ビームそれぞれを、水平偏波ビームおよび垂直偏波ビームそれぞれのパワーを示す電気信号に変換する。水平偏波ビームおよび垂直偏波ビームのパワーは、スクランブルされた信号の変調されたｘ偏波要素およびｙ偏波要素の偏波配向を示し得る。例えば、変調されたｘ偏波要素およびｙ偏波要素が座標系の水平軸および垂直軸と一直線に配置されるほど、水平偏波および垂直偏波のビームのパワーは大きくなり得る。さらに、変調されたｘ偏波要素およびｙ偏波要素が座標系の水平軸、垂直軸と一直線に配置されないほど、水平偏波および垂直偏波のビームのパワーは小さくなり得る。
【００５１】
いくつかの実施形態において、偏波検出器２０２は、光ダイオードと結合し、水平および垂直偏波ビーム（光信号の変調されたｘ偏波要素およびｙ偏波要素の配向を示し得る）を示す電気信号を受信する加算回路（明示せず）を含み得る。加算回路は、水平および垂直偏波ビームを示す電気信号を、偏波検出器２０２で受信したスクランブルされた信号の偏波配向を示す両方のビームのパワーを示す信号に加算し得る。いくつかの実施形態において、加算回路は、光増幅加算回路を含み得る。加算回路を出た合成された電気信号は、偏波検出器２０２に含まれるバンドパスフィルタ（明示ぜず）を通過して、加算回路と結合する。バンドパスフィルタは、スクランブル周波数と実質的に同じ電気信号の周波数を通過させ、その他の周波数を阻止し得る。したがって、バンドパスフィルタを出た電気信号は、スクランブル周波数を示す周波数を有する電気信号の正弦波を含み得る。
【００５２】
バンドパスフィルタを出た電気信号は、水平および垂直な偏波要素のパワーに関連する振幅を有し得るが、かかる要素は、スクランブルされた信号の偏波配向と関連し得る。時間領域における電気信号の振幅は、周波数領域における電気信号の位相と関連し得る。したがって、バンドパスフィルタを出た電気信号の位相は、スクランブルされた信号の偏波配向を示し得る。バンドパスフィルタを出るのに続いて、スクランブル周波数および偏波配向をそれぞれ示す周波数および位相を有する電気信号は、偏波検出器２０２から出てもよい。
【００５３】
いくつかの実施例において、光ダイオードを出た電気信号とバンドフィルタによって行われた演算処理とを加算することは、処理部によって行われ得る。また、偏波スクランブル検出の具体的な構成が記載されているが、偏波検出器２０２が行うような、偏波スクランブルを検出し、偏波スクランブルを表示する信号を生成する任意の適切のシステム、機器または装置が考えられる。
【００５４】
上述の通り、偏波検出器２０２を出た電気信号は、上述のようにスクランブルされた信号の偏波スクランブルを一般的に示す、スクランブル周波数と同じ周波数を有する正弦波を含み得る。また、偏波検出器２０２によって生成された電気信号の位相は、スクランブルされた光信号の偏波配向を近似的に示し得る。しかしながら、偏波検出器２０２によって生成された信号は、偏波検出器２０２に入力される光信号に影響を及ぼし得る環境要因によって、周波数および位相における変動をも含み得る。したがって、偏波検出器２０２によって生成された電気信号は、一般的に、スクランブルされた信号の偏波スクランブルを示し得るが、変動は、偏波デスクランブルを損ない得る。
【００５５】
したがって、偏波検出器２０２により受信される信号内に変動を有するいくつかの実施形態において、偏波モニタ１２４は、偏波検出器２０２に結合し、かつ偏波検出器２０２からの電気信号を受信する、共鳴装置または空洞共振器２０６をも含み得る。空洞共振器２０６は、特定周波数で共鳴し、その周波数で信号を生成する任意の適切なシステム、機器または装置を含み得る。また、偏波検出器２０２からの電気信号を空洞共振器２０６が受信すると、空洞共振器２０６はスクランブル周波数を有する電気信号を生成させ得るといったように、空洞共振器２０６は、スクランブル周波数で共鳴させ得る。
【００５６】
空洞共振器２０６は、空洞共振器２０６によって生成された信号の周波数（例えば、スクランブル周波数）が僅かな変動（ときにジッタと呼ばれる）を含むか、もしくは変動を含まない、実質的にクリーンな信号を生成し得る。対照的に、前述の通り、偏波検出器２０２を出た電気信号は、偏波検出器２０２に入力される光信号に影響を与え得る環境要因による変動を含み得る。空洞共振器２０６によって生成される信号は、近似的にスクランブル周波数を有するが、いくつかの例において、空洞共振器２０６によって生成された信号は、偏波検出器２０２によって生成された信号と位相不一致となり得る。したがって、空洞共振器２０６によって生成された信号は、偏波検出器２０２によって受信された光信号の偏波スクランブルと位相不一致となり得る。その結果、偏波検出器２０２および空洞共振器２０６は、偏波検出器２０２および空洞共振器２０６によって生成された信号が位相検出器２０４によって受信されるように、ともに位相検出器２０４に結合し得る。
【００５７】
位相検出器２０４は、偏波検出器２０２および空洞共振器２０６によって生成された信号間の位相差を決定する、任意の適切のシステム、機器または装置を含み得る。例えば、位相検出器２０４は、偏波検出器２０２および空洞共振器２０６から受信した信号間の位相差を検出するハードウェア、ソフトウェア、ファームウェアまたはその任意の組合せを含み得る。したがって、位相検出器２０４は、空洞共振器２０６から生成された実質的にクリーンな電気信号と、偏波検出器２０２において受信し、偏波検出器２０２によって生成された電気信号により示される信号の偏波スクランブルとの間の位相差を決定し得る。本発明の実施形態において、位相検出器２０４は、信号処理方法を利用して、空洞共振器２０６および偏波検出器２０２によって受信された電気信号を分析し得る。位相検出器２０４は、位相検出器２０４によってアクセス可能なメモリに格納された演算処理命令に従って位相差を決定するハードウェア、ソフトウェアまたはその双方の組合せを含み得る。位相検出器２０４は、平均部２０８に結合し得、かかる平均部２０８に位相差を送信し得る。
【００５８】
平均部２０８は、位相検出器２０４から受信した位相差を平均化する、任意の適切なシステム、機器または装置を含み得る。例えば、平均部２０８は、位相検出器２０４から受信した位相差を平均化するハードウェア、ソフトウェア、ファームウェアまたはその任意の組合せを含み得る。決定された位相差を平均化することで、平均部２０８は、偏波検出器２０２によって生成された信号内のジッタによって発生し得る、位相検出器２０４によって決定される位相差における位相変動を低減し得る。平均部２０８は、平均化された位相差を平均部２０８に結合した位相シフト部２１０に送信し得る。
【００５９】
空洞共振器２０６によって生成された信号と平均部２０８によって生成された平均化された位相差とを位相シフト部２１０が受信するように、位相シフト部２１０は、平均部２０８と空洞共振器２０６とに結合し得る。位相シフト部２１０は、平均部２０８から受信された平均化された位相差分、空洞共振器２０６から受信された信号の位相をシフトさせる任意の適切なシステム、機器または装置を含み得る。例えば、位相シフト部２１０は、空洞共振器２０６によって生成された信号の位相を、平均化された位相差分シフトさせるハードウェア、ソフトウェア、ファームウェアまたはその任意の組合せを含み得る。
【００６０】
上述のように、位相差は、空洞共振器２０６によって生成された信号と偏波検出器２０２にて受信された光信号のスクランブルとの間の位相差を示し得る。したがって、平均化された位相差で空洞共振器２０６から受信した電気信号をシフトさせることによって、位相シフト部２１０は、一般的に、偏波検出器２０２にて偏波モニタ１２４によって受信され、また偏波デスクランブラ１２６によっても受信されたスクランブルされた信号の偏波スクランブルを一般的に示す電気信号（例えば、スクランブル周波数と偏波配向をそれぞれ示す、周波数および位相を有する電気正弦波）を生成し得る。また、位相シフトと、空洞共振器２０６によって生成された比較的クリーンな電気信号とを組み合わせることによって、位相シフト部２１０は、僅かなジッタしか有さないか、ジッタを有さない電気信号を生成し得る。位相シフト部２１０は、デスクランブル・ドライバ１１７に通信接続し得、偏波スクランブルを示す信号をデスクランブル・ドライバ１１７へ送信し得る。
【００６１】
デスクランブル・ドライバ１１７は、位相シフト部２１０を介して偏波モニタ１２４から受信した電気信号の周波数および位相に従って、スクランブルされた信号をデスクランブルするように偏波デスクランブラ１２６に指示し得る。例えば、上述のように、デスクランブル・ドライバ１１７は、スクランブルされた信号を位相シフト部２１０からのデスクランブル・ドライバ１１７によって受信された電気信号の周波数で回転させるように偏波デスクランブラ１２６に指示し得る。また、上述のように、デスクランブル・ドライバ１１７は、電気信号の位相を用いて、信号を回転させる際にスクランブルされた信号に適切な位相シフトを提供し得る。したがって、偏波モニタ１２４およびデスクランブル・ドライバ１１６は、光信号の偏波スクランブルをコヒーレントに検出し、デスクランブルし得る。
【００６２】
本発明の保護の範囲から逸脱することなく、システム２００について修正、追加、または省略がなされ得る。例えば、スクランブルされた信号が僅かなジッタしか有さないか、ジッタを有さない実施形態においては、空洞共振器２０６、位相検出器２０４、平均部２０８および位相シフト部２１０は、不要であり得る。また、ある機能が独立の構成要素によって行われるものとして記載されているが、システム２００は、記載された動作を行うためのより多くのまたはより少ない構成要素を含み得る。
【００６３】
図３は、偏波依存性ロスおよび偏波ホールバーニングを低減させるための偏波変調信号をスクランブルする光ネットワーク３００の他の実施例の形態を示す。ネットワーク３００は、送信器１０２、マルチプレクサ１０４、偏波スクランブラ１１４、スクランブル・ドライバ１１６、増幅器１０８、ファイバ１０６、デスクランブル・ドライバ１１７、偏波デスクランブラ１２６、デマルチプレクサ１０５および受信器１１２など、ネットワーク１００と実質的に同様の構成要素を含み得る。
【００６４】
ネットワーク３００は、スクランブルされた信号に関連する偏波情報を送信する光監視チャネル送信器３０２、光監視チャネル受信器３０４を含む光監視チャネル（ＯＳＣ: optical supervisory channel）構成要素をも含み得る。ネットワーク３００は、スクランブルされた信号をデスクランブルする準備として、光監視チャネル上で送信される偏波情報に部分的に基づいて信号の偏波スクランブルを決定する偏波モニタ３０６をも含み得る。
【００６５】
上述のように、いくつかの実施例において、スクランブルされた信号のスクランブル周波数および偏波配向は、マスタークロック１２０の関数であり得る。したがって、受信器１１２によって信号が受信される前に、クロック情報３０１に基づいて偏波デスクランブラ１２６が適切に信号をデスクランブルし得るように、偏波スクランブラ１１４での信号のスクランブルに関連するクロック情報３０１をネットワーク３００を通じて送信することが有利であり得る。
【００６６】
ネットワーク３００のクロック情報３０１は、マスタークロック１２０の関数として、偏波スクランブラ１１４によってスクランブルされる信号の偏波を決定するために用いられ得る任意の適切な情報を含み得る。いくつかの実施形態において、クロック情報３０１は、マスタークロック１２０によって生成される電気信号を一般的に示し、かつ偏波スクランブラ１１４によって光信号のスクランブルを駆動させる光信号を含み得る。同じまたはその他の実施形態において、偏波スクランブルがマスタークロックの関数であることから、クロック情報３０１は、スクランブル周波数を近似的に示す信号を含み得る。しかしながら、以下でさらに説明するように、光監視チャネルとスクランブルされた信号との間の伝搬時間差に起因して、クロック情報３０１の位相がスクランブルされた信号の偏波配向を正確に示さないなど、クロック情報３０１は、偏波スクランブルと位相不一致となり得る。
【００６７】
光監視チャネルは、ネットワーク３００の監視ならびにメンテナンス情報を提供する専門チャネルを含み得る。光監視チャネルを介してクロック情報３０１を送信することは、光監視チャネルに関する情報が偏波スクランブルされていないため、有利であり得る。そこで、信号をデスクランブルするのに必要なクロック情報３０１は、スクランブルされることなく送信され得る。
【００６８】
本発明の実施形態において、ネットワーク３００は、偏波スクランブラ１１４によって行われる偏波スクランブルに関連するクロック情報３０１を送信する光監視チャネル送信器３０２ａを含み得る。光監視チャネル送信器３０２ａは、電気信号を光監視チャネル上で送信される光信号に変換する任意の適切な光送信器を含み得る。
【００６９】
光監視チャネル送信器３０２ａは、光監視チャネル送信器３０２ａおよびスクランブル・ドライバ１１６がマスタークロック１２０からのクロック信号を同時に受信するように、スクランブル・ドライバ１１６と並列にマスタークロック１２０と結合し得る。したがって、光監視チャネル送信器３０２ａは、スクランブル・ドライバ１１６を駆動させて、電気マスタークロック信号を、一般的にマスタークロック１２０を示す光信号を含むクロック情報３０１に変換し得る。したがって、クロック情報３０１に関連するスクランブルされた信号がネットワーク３００を伝播すると同時に、スクランブルされた信号の偏波スクランブルに関連するクロック情報３０１は、光監視チャネルを介してネットワーク３００内を伝搬し得る。
【００７０】
以下でさらに詳細に説明するが、偏波モニタ３０６は、クロック情報３０１を受信し得、偏波モニタ３０４にて受信したスクランブルされた信号のスクランブル周波数および偏波配向をそれぞれ一般的に示す周波数および位相を有する電気信号を、クロック情報３０１に部分的に基づいて生成し得る。図１についての記載と同様であるが、偏波モニタ３０６は、デスクランブル・ドライバ１１７が偏波デスクランブラ１２６にスクランブルされた信号をデスクランブルするように指示するように、デスクランブル・ドライバ１１７へ信号を送信し得る。
【００７１】
光監視チャネル伝搬とスクランブルされた信号伝搬と間の遅延差により、クロック情報３０１およびクロック情報３０１に関連するスクランブルされた信号は、偏波モニタ３０６および偏波デスクタンブラ１２６それぞれに同時に到着しない場合もある。したがって、偏波デスクランブラ１２６で受信された信号の偏波スクランブルは、偏波モニタ３０６で受信されたクロック情報３０１と位相不一致となり得る。
【００７２】
上述のように、位相シフトは、スクランブルされた信号とクロック情報３０１との間の遅延差によって発生し得る。例えば、光監視チャネル送信器３０２ａおよびスクランブル・ドライバ１１６は、マスタークロック１２０から同時にクロック信号を受信し得る。光監視チャネル送信器３０２ａは、受信した信号に基づいてクロック情報３０１を生成および送信し得、また、スクランブル・ドライバ１１６は、受信した信号に基づいて受信した信号の偏波を回転させるように偏波スクランブラ１１４に指示するための制御信号を生成し得る。しかしながら、光監視チャネル３０２ａがクロック情報３０１を生成および送信するために必要な時間量は、偏波スクランブラ１１４がスクランブル・ドライバ１１６から制御信号を受信し、光信号を回転させるために必要な時間量とは異なり得る。したがって、クロック情報３０１がスクランブル周波数を示し得るにもかかわらず、マスタークロック１２０から受信した信号をこれらの信号を示すクロック情報３０１に変換することと光信号を回転させることと間の時間差により、クロック情報３０１と偏波スクランブラ１１４における信号のスクランブルとの間に位相差が生じ得る。
【００７３】
また、新たにスクランブルされた信号は、それが増幅器１０８ａを通過する際にも遅延を経験し得る。したがって、クロック情報３０１と、クロック情報３０１に関連するスクランブルされた信号とは、クロック情報３０１とスクランブルされた信号との位相差が拡大するなど、ネットワーク３００の地点３０３に同時に到着しないかもしれない。スクランブルされた信号とクロック情報３０１がネットワーク３００を通過して伝播する際には、同様の遅延差が生じ得る。
【００７４】
その他の実施例として、増幅器１０８ｂに到着する前に、光監視チャネルは、伝搬信号からフィルタされて、光監視チャネル受信器３０４ａへと送信され得る。光監視チャネル受信器３０４ａは、光監視チャネルによって搬送される情報（クロック情報３０１を含む）を電気信号へ変換させて、少なくともその情報の一部を光監視チャネル送信器３０２ｂへ送信し得る。光監視チャネル送信器３０２ｂは、電気信号を光監視チャネル上で送信される光信号へ逆変換し、地点３０５を介してネットワーク３００を通過させて送信する。かかる処理過程には、一定量の時間がかかり得る。
【００７５】
上記処理過程がクロック情報３０１に関して起きている間に、スクランブルされた信号は、増幅器１０８ｂを通過し得る。また、地点３０５に到着する前に、スクランブルされた信号は、分散補償モジュール（明示せず）をも通過し得る。スクランブルされた信号が増幅器１０８ｂと分散補償モジュールとを通過する時間量は、光監視チャネル受信と送信に要する時間量と同じ時間量ではないことがあり得る。したがって、クロック情報３０１に関連する偏波配向を有する信号との間の遅延も変わり得ることから、位相シフトの変化を生ぜしめる。
【００７６】
スクランブルされた信号が地点３０７で偏波デスクランブラ１２６および偏波モニタ３０６に到着する前に増幅器１０８ｃを通過して伝搬する間に、クロック情報３０１と同種の位相変化が光監視チャネル受信器３０４ｂおよび偏波モニタ３０６によって受信される。したがって、偏波モニタ３０６および偏波デスクランブラ１２６で受信したスクランブルされた信号の偏波配向は、偏波モニタ３０６で受信したクロック情報３０１に関連する偏波配向と位相不一致になり得る。
【００７７】
偏波スクランブルとクロック情報３０１との間には位相シフトがあり得るものの、図４に関して説明したように、偏波モニタ３０６は、クロック情報３０１を利用して信号の偏波スクランブルを決定し得る。
【００７８】
図４は、ネットワーク３００においてデスクランブル・ドライバ１１７に結合した偏波モニタ３０６の例示的実施形態を含むシステム４００のブロック図を示す。本発明の実施形態において、偏波モニタ３０６は、スクランブルされた信号の偏波スクランブルをクロック情報３０１を用いて決定し得る。偏波モニタ３０６は、図２における偏波検出器２０２と実質的に同様の偏波検出器４０２を含み得る。したがって、偏波検出器４０２は、ネットワーク３００の地点３０７にて受信されるスクランブルされた光信号の偏波スクランブルを決定および検出し、偏波スクランブルを示す電気信号を生成し得る。いくつかの例において、電気信号は、一般的にスクランブル周波数を示す周波数と偏波配向を近似的に示す位相とを有する正弦波を含み得る。しかしながら、図２の偏波検出器２０２に関して説明したように、偏波検出器４０２によって生成された電気信号は、ファイバ周辺の環境要因に関連するジッタを含み得る。
【００７９】
偏波モニタ３０６は、クロック情報３０１を含む光監視チャネル受信器３０４ｂから電気信号をも受信し得る。本発明の実施形態において、クロック情報３０１は、スクランブルされた信号のスクランブル周波数を一般的に示す信号を含み得る。クロック情報３０１は、図２における空洞共振器２０６によって生成された信号と同様に、僅かなジッタしか有さないか、ジッタを有さない。したがって、偏波モニタ３０６は、図２において空洞共振器２０６によって生成された信号に基づいてデスクランブル・ドライバ１１７に送信するための信号を生成する偏波モニタ１２４と同様に、クロック情報３０１に基づいてデスクランブル・ドライバ１１７に送信するための電気信号を生成し得る。
【００８０】
上述のように、クロック情報３０１は、一般的にスクランブル周波数を示すが、クロック情報３０１は、偏波モニタ３０６および偏波デスクランブラ１２６によって受信される光信号の偏波スクランブルと位相不一致になり得る。したがって、クロック情報３０１は、偏波検出器４０２によって生成される電気信号と位相不一致でもあり得る。
【００８１】
図２の偏波モニタ１２４と同様に、偏波モニタ３０６は、クロック情報３０１を光監視チャネル受信器３０４ｂからの電気信号として受信する位相検出器４０４を含み得る。位相検出器４０４は、偏波検出器４０２からスクランブルされた信号のスクランブル周波数と偏波配向を示す電気信号とを受信し得る。位相検出器４０４は、クロック情報３０１と偏波検出器４０２から受信された電気信号との間の位相差を決定する任意の適切なシステム、機器または装置を含み得る。したがって、位相検出器４０４は、偏波モニタ３０６および偏波スクランブラ１２６にて受信されたクロック情報３０１と、光信号の偏波スクランブルとの間の位相差をも決定し得る。位相検出器４０４は、図２の位相検出器２０４と実質的に同様であり得る。位相検出器４０４は、決定された位相差を平均部４０８へ送信し得る。
【００８２】
平均部４０８は、図２の平均部２０８と実質的に同様であり得、位相検出器４０４によって検出および決定される位相差で平均値を決定し得る。平均化は、偏波検出器４０２によって検出されるスクランブルされた光信号に関連するジッタに起因して決定された位相差における可能な変動を補償するために行われ得る。平均部４０８は、位相シフト部４１０と結合し得、平均化された位相差が位相シフト部４１０へ送信されるようにし得る。
【００８３】
位相シフト部４１０は、図２の位相シフト部２１０と実質的に同様であり、平均部４０８および光監視チャネル受信器３０４ｂに通信接続し得る。位相シフト部４１０は、平均部４０８からの平均化された位相差情報を受信し得、また、光監視チャネル受信器３０４ｂからのクロック情報３０１を受信し得る。位相シフト部４１０は、クロック情報３０１の位相が位相差分シフトするように、平均化された位相差をクロック情報３０１に適用し得る。したがって、位相シフトユニット４１０は、スクランブルされた信号のスクランブル周波数および偏波配向をそれぞれ示す周波数および位相を有する電気信号を出力し得る。また、位相シフト部４１０の出力信号は、偏波検出器４０２によって検出されたスクランブル信号ではなく、クロック情報３０１に基づいて生成されたベース信号であるため、僅かなジッタしか有さないか、ジッタを有さない。位相シフト部４１０は、位相シフト部４１０からのスクランブルされた信号の偏波配向を示す出力信号をデスクランブル・ドライバ１１７が受信するように、デスクランブル・ドライバ１１７と結合し得る。
【００８４】
図３に戻ると、デスクランブル・ドライバ１１７は、図１および図２に関して記述したのと同様に、位相シフト部４１０から受信した信号に基づいて、偏波デスクランブラ１２６に指示してスクランブルされた信号をデスクランブルし得る。また、図３のデスクランブル・ドライバ１１７および偏波デスクランブラ１２６は、デスクランブル部とも呼ばれ得る。デスクランブルされた信号は、処理および分析のために、偏波デスクランブラ１２６からデマルチプレクサ１０５および受信器１１２へ送信され得る。
【００８５】
本明細書の保護の範囲から逸脱することなく、図３および図４に対して修正、追加または削除がなされ得る。例えば、ネットワーク３００は、任意の適切な種類のネットワークを含み得て、本発明の開示内容は、実際に示した二地点間のネットワークに限定されない。また、いくつかの実施形態において、光ネットワークは、スクランブルされた信号の偏波配向を決定する偏波モニタを含まなくてよい。
【００８６】
図５は、偏波依存性ロスおよび偏波ホールバーニングを低減するために、偏波変調信号をスクランブルする光ネットワーク５００の他の実施例の形態を示す。本発明の実施例において、ネットワーク５００は、送信先ノードにおける信号の偏波スクランブルを決定する偏波モニタを含まなくてよい。さらに以下で詳しく説明するが、ネットワーク５００は、情報がネットワーク５００の送信先で受信された信号の偏波スクランブルを示すように、信号がネットワーク５００を通って伝搬する際に光信号のスクランブルに関する情報を決定し、送信し得る。
【００８７】
ネットワーク５００は、図１および図３に関して記述されたものと実質的に同様のマスタークロック１２０、送信器１０２、１つ以上のマルチプレクサ１０４、偏波スクランブラ１１４、１つ以上の増幅器１０８、１つ以上のファイバ１０６、偏波デスクランブラ１２６、１つ以上のデマルチプレクサ１０５、および１つ以上の受信器１１２を含み得る。システム５００は、マスタークロック１２０からのクロック信号を受信し、かつ、偏波スクランブラ１１４に指示して受信されたクロック信号に基づく信号をスクランブルするスクランブル・ドライバ５０６を含み得る。スクランブル・ドライバ５０６は、図１および図３のスクランブル・ドライバ１１６と実質的に同様の任意のシステム、機器または装置を含み得る。
【００８８】
システム５００は、図３に関して記述された光監視チャネルと実質的に同様の光監視チャネルを含み得る。システム５００は、ネットワーク５００を通過する光監視チャネル上のクロックおよび位相情報５１０をそれぞれ送受信する光監視チャネル送信器５０２および光監視チャネル受信器５０４を追加的に含み得る。さらに以下で詳細に説明するが、クロックおよび位相情報５１０は、ネットワーク５００を通過して伝搬する信号の偏波スクランブルを示し得る。いくつかの実施形態において、光監視チャネル送信器５０２および光監視チャネル受信器５０４は、図３の光監視チャネル送信器３０２および光監視チャネル受信器３０４に実質的に同様の任意のシステム、機器または装置を含み得る。
【００８９】
また、さらに詳細に説明すると、システム５００は、光監視チャネルからクロックおよび位相情報５１０を受信するデスクランブル・ドライバ５０７を含み得る。デスクランブル・ドライバ５０７は、受信されたクロックおよび位相情報５１０に従って偏波デスクランブラ１２６によって受信されるスクランブル信号をデスクランブルするように偏波デスクランブラ１２６に指示し得る。
【００９０】
光監視チャネル送信器５０２ａは、マスタークロック１２０からクロック信号を受信し、図３のクロック情報３０１と同様のクロック情報と称し得るマスタークロック１２０を示す光信号を生成し得る。クロック情報は、偏波スクランブラ１１４によってスクランブルされる信号のスクランブル周波数を一般的に示し或は表す信号を含み得る。先に記述と同様に、遅延差によって、地点５１２で受信された信号の偏波スクランブルと地点５１２で受信されたクロック情報との間で位相差が発生し得る。したがって、スクランブル・ドライバ５０６は、位相情報５０８を光監視チャネル送信器５０２ａへ送信し得る。位相情報５０８は、スクランブル・ドライバ５０６がマスタークロック１２０からクロック信号を受信するときと、関連するスクランブルされた信号がネットワーク５００の地点５１２に到着するときの間の遅延に関連し得る。
【００９１】
光監視チャネル送信器５０２ａにおいて、クロック情報が偏波配向と同位相になるように、位相情報５０８は、クロック情報の位相をシフトさせるためのクロック情報に適用され得る。その結果信号は、ネットワーク５００の地点５１２において送信されるクロックおよび位相情報５１０ａを含み得る。したがって、地点５１２におけるクロックおよび位相情報５１０ａは、地点５１２で受信される信号の偏波スクランブルを示す信号を含み得る。いくつかの実施形態において、クロックおよび位相情報５１２は、スクランブルされた信号のスクランブル周波数に関連する周波数と、地点５１２で受信されたスクランブルされた信号の偏波配向に関連する位相とを有する信号を含み得る。
【００９２】
同様に、クロックおよび位相情報５１０ｂは、光監視チャネル信号（例えば、クロックおよび位相情報５１０）と、ネットワーク５００の地点５１３からネットワーク５００の地点５１４へのスクランブルされた信号との伝搬の遅延差を記載するために光監視チャネル受信器５０４ａおよび／または光監視チャネル送信器５０２ｂによって生成され得る。したがって、地点５１３および地点５１４との間の遅延差に関連する位相シフトは、クロックおよび位相情報５１０ｂを生成するためにクロックおよび位相情報５１０ａに適用され得る。位相シフトは、光監視チャネル受信器５０４ａがクロックおよび位相情報５１０ａを電気信号に変換した後、クロックおよび位相情報５１０ａに適用され得る。したがって、光監視チャネル送信器５０２ｂによって受信された電気信号は、追加的な位相シフトに関連するクロックおよび位相情報５１０ｂを含み得る。光監視チャネル送信器５０２ｂは、クロックおよび位相情報５１０ｂを光信号に変換し、地点５１４においてネットワーク５００を介してクロックおよび位相情報５１０ｂを送信し得る。したがって、地点５１４におけるクロックおよび位相情報５１０ｂは、地点５１４におけるスクランブルされた信号の偏波スクランブルと同位相であり得る。
【００９３】
また、光監視チャネル受信器５０４ｂおよび／またはデスクランブル・ドライバ５０７は、クロックおよび位相情報５１０ｃを生成するために、位相シフトをクロックおよび位相情報５１０ｂに同様に適用し得る。位相シフトは、ネットワーク５００の地点５１５からネットワーク５００の地点５１６へのスクランブルされた信号と、地点５１５からデスクランブル・ドライバ５０７へのクロックおよび位相情報５１０と間の伝搬遅延差に関連し得る。いくつかの実施形態において、位相シフトは、デスクランブル・ドライバ５０７がクロックおよび位相情報５１０ｃを受信するときと、偏波デスクランブラ１２６がクロックおよび位相情報５１０ｃに基づいてデスクランブル・ドライバ５０７から受信した命令によってスクランブルされた信号をデスクランブルするときとの間の遅延に関連する。その他の実施形態において、デスクランブル・ドライバ５０７は、光監視チャネル受信器５０４ｂからクロックおよび位相情報を受信後に、位相シフトをクロックおよび位相情報に適用し得る。
【００９４】
本発明の実施例において、光監視チャネル受信器５０４ｂからデスクランブル・ドライバ５０７によって受信されたクロックおよび位相情報５１０ｃは、偏波デスクランブラ１２６によって受信されたスクランブルされた信号のスクランブル周波数および偏波配向にそれぞれ関連する周波数および位相を有する電気信号を含み得る。クロックおよび位相情報５１０ｃは、図１〜図２および図３〜図４にそれぞれ示す偏波モニタ１２４および３０６からのデスクランブル・ドライバ１１７によって受信された電気信号と実質的に同様であり得る。
【００９５】
したがって、デスクランブル・ドライバ５０７は、図１〜図４の偏波モニタからの電気信号に基づくデスクランブルと同様に、スクランブルされた信号をクロックおよび位相情報５１０ｃに基づいてデスクランブルするように偏波デスクランブラ１２６に指示し得る。デスクランブル・ドライバ５０７および偏波デスクランブラ１２６は、デスクランブル部に含まれ得、まとめてデスクランブル部と称され得る。したがって、ネットワーク５００は、偏波モニタを利用することなく光信号をスクランブルし、光信号をコヒーレントにデスクランブルし得る。先に説明したように、スクランブルは、偏波多重光信号の偏波依存性ロスおよび偏波ホールバーニングを低減するために有利であり得、コヒーレントなデスクランブルは、偏波多重信号から情報を抽出する上で有利であり得る。
【００９６】
本明細書の保護の範囲から逸脱することなく、ネットワーク５００に対して修正、追加または削除がなされ得る。例えば、いくつかのネットワークは、ネットワークに対して信号を挿入および分岐する１つ以上の光挿入／分岐モジュールなどの追加の構成要素を含み得る。
【００９７】
図６は、１つ以上の光挿入／分岐モジュールを含み、偏波変調信号をスクランブルして偏波依存性ロスと偏波ホールバーニングを低減し得る光ネットワーク６００の例示的実施形態を示す。ネットワーク６００は、ネットワーク１００、３００および５００と実質的に同様であってよいが、光挿入／分岐モジュール６０２、偏波モニタ６０４ａ、スクランブル／デスクランブル・ドライバ６０８、偏波スクランブラ６１６および偏波デスクランブラ６１８をも含み得る。詳細に説明するように、光挿入／分岐モジュール６０２、偏波モニタ６０４ａ、ドライバ６０８、偏波スクランブラ６１６および偏波デスクランブラ６１８は、ネットワーク６００へ、およびネットワーク６００から信号を挿入（アド）および分岐（ドロップ）し得、挿入された信号をスクランブルし、分岐された信号をデスクランブルする。
【００９８】
光挿入／分岐モジュール６０２は、信号が地点６１２および地点６１４間でネットワーク６００に挿入または、から分岐されるように、これらの地点間のファイバ１０６を介してネットワーク６００に結合し得る。光挿入／分岐モジュール６０２は、挿入／分岐モジュールを含み得、ファイバ１０６からの光信号を挿入し、および／または分岐する任意のシステム、機器または装置を含み得る。光挿入／分岐モジュール６０２を通過後、信号はファイバ１０６に沿って直接送信先へ移動し得、または、信号が送信先へ到着する前に１つ以上の追加的な光挿入／分岐モジュールを通過し得る。
【００９９】
システム６００は、光挿入／分岐モジュール６０２において分岐される信号がデスクランブルされるように、地点６１２にて光挿入／分岐モジュール６０２に入力されるスクランブルされた信号の偏波スクランブルを決定する偏波モニタ６０４ａを含み得る。決定された偏波スクランブルは、光挿入／分岐モジュール６０２で挿入される信号がネットワーク６００を既に伝搬した信号と同じ偏波スクランブルを有するようにスクランブルするために使用され得る。偏波モニタ６０４ａは、偏波スクランブルを示す情報をスクランブル／デスクランブル・ドライバ６０８へ送信し得る（例えば、偏波モニタ６０４ａは、スクランブルされた信号のスクランブル周波数および偏波配向とそれぞれ関連する周波数および位相を有する電気信号をドライバ６０８へ搬送し得る）。
【０１００】
いくつかの実施形態において、偏波モニタ６０４ａは、図１および図２の偏波モニタ１２４と実質的に同様であり得る。その他の実施形態において、偏波モニタ６０４ａは、光監視チャネル（明示せず）上で伝送されるクロック情報を受信し、かつ、図３および図４の偏波モニタ３０６と同様に、クロック情報に部分的に基づいた偏波スクランブル情報を生成し得る。さらに他の実施形態において、ネットワーク６００は、偏波モニタ６０４ａを含まなくてもよい。かかる実施形態において、ドライバ６０８は、図５に関して記載したものと類似の、光監視チャネル上でノード６１２にてスクランブルされた信号の偏波スクランブルを示すクロックおよび位相情報（明示せず）を受信し得る。
【０１０１】
ドライバ６０８は、偏波スクランブラ６１６および偏波デスクランブラ６１８の双方に通信接続し得る。ドライバ６０８は、偏波スクランブラ６１６を駆動して光挿入／分岐モジュール６０２に挿入される信号をスクランブルし、かつ偏波デスクランブラ６１８を駆動して光挿入／分岐モジュール６０２にて挿入された信号をデスクランブルする任意の適切なシステム、機器または装置を含み得る。いくつかの実施形態において、システム６００は、偏波スクランブラ６１６を駆動するための個別のドライバおよび偏波デスクランブラ６１８を駆動するための個別のドライバを含み得る。ドライバ６０８は、図１〜図５のスクランブル・ドライバおよびデスクランブル・ドライバと実質的に同様であり得る。
【０１０２】
偏波スクランブラ６１６は、偏波スクランブラ１１４と実質的に同様であり得、偏波スクランブラ６１６が光挿入／分岐モジュール６０２にてネットワーク６００に挿入した信号をスクランブルするように光挿入／分岐モジュール６０２と結合し得る。偏波デスクランブラ６１８は、偏波デスクランブラ１２６と実質的に同様であり得、偏波デスクランブラ６１８が光挿入／分岐モジュール６０２にてネットワーク６００から分岐した信号をデスクランブルするように光挿入／分岐モジュール６０２と結合し得る。したがって、偏波スクランブルに関して、偏波スクランブラ６１６とドライバ６０８は、まとめてスクランブル部と称され得、偏波デスクランブルに関して、偏波デスクランブラ６１８とドライバ６０８とは、まとめてデスクランブル部と称され得る。したがって、コヒーレントな偏波スクランブル検出は、光挿入／分岐モジュール６０２にて信号を挿入および分岐する間に用いられ得、光挿入／分岐モジュール６０２を含むネットワーク６００における偏波依存性ロスおよび偏波ホールバーニングを低減させるための偏波多重信号の偏波スクランブルを可能にする。
【０１０３】
システム６００は、信号がデマルチプレクサ１０５によって受信される前にスクランブルされた信号をデスクランブルする偏波モニタ６０４ｂ、デスクランブル・ドライバ６１０、および偏波デスクランブラ１２６をも含み得る。偏波モニタ６０４ｂは、偏波モニタ６０４ａと実質的に同様であり、偏波デスクランブラ１２６に入力されるスクランブルされた信号の偏波スクランブルを決定し得る。偏波モニタ６０４ｂは、偏波スクランブル情報をデスクランブル・ドライバ６１０へ送信し得る。例えば、偏波モニタ６０４ｂは、スクランブルされた信号のスクランブル周波数および偏波配向それぞれ関連する周波数および位相を有する電気信号をデスクランブル・ドライバ６１０へ搬送し得る。
【０１０４】
いくつかの実施形態において、偏波モニタ６０４ｂは、図１および図２の偏波モニタ１２４と実質的に同様であり得る。その他の実施形態において、偏波モニタ６０４ｂは、光監視チャネル（明示せず）上で伝送されるクロック情報を受信し、図３および図４の偏波モニタ３０６の偏波モニタと同様に、クロック情報に部分的に基づいて偏波スクランブル情報を生成し得る。さらにその他の実施形態において、ネットワーク６００は、偏波モニタ６０４ｂを含まなくてもよい。かかる実施形態において、デスクランブル・ドライバ６１０は、図５に関して記載されたものと同様に、光監視チャネル上でノード６１６におけるスクランブルされた信号の偏波スクランブルを示すクロックおよび位相情報（明示せず）を受信し得る。
【０１０５】
デスクランブル・ドライバ６１０は、偏波デスクランブラ１２６に通信接続し得る。デスクランブル・ドライバ６１０は、偏波デスクランブラ１２６を駆動して、地点６１６にて偏波デスクランブラ１２６によって受信された信号をデスクランブルする任意の適切なシステム、機器または装置を含み得る。デスクランブル・ドライバ６１０は、図１〜図５のデスクランブル・ドライバと実質的に同様であり得る。
【０１０６】
偏波デスクランブラ１２６は、図１、図３および図５の偏波デスクランブラ１２６と実質的に同様であり得、デスクランブル・ドライバ６１０から受信した指示に基づいてスクランブルされた信号をデスクランブルし得る。デスクランブル・ドライバ１２６によってデスクランブルされた後、波長分割多重信号は、デマルチプレクサ１０５へ送信され得、その個別の波長に従って分割され、受信器１１２によって受信され得る。
【０１０７】
本明細書の保護の範囲から逸脱することなく、ネットワーク６００に対して変形、追加、または削除がなされ得る。例えば、図７に関してさらに詳細に説明するが、スクランブルされた波長分割多重信号は、光挿入／分岐モジュールに入る前にデスクランブルされ得、その後光挿入／分岐モジュールからネットワークに再び入った後、再度スクランブルされる。
【０１０８】
図７は、１つ以上の光挿入／分岐モジュールを含み、偏波変調信号をスクランブルして偏波依存性ロスおよび偏波ホールバーニングを低減し得る光ネットワーク７００の他の例示的実施形態を示す。ネットワーク７００は、ネットワーク６００と実質的に同様であり得、光挿入／分岐モジュール６０２と実質的に同様である光挿入／分岐モジュール７０２を含み得る。しかしながら、ネットワーク７００は、光挿入／分岐モジュール７０２で挿入される信号はデスクランブルされた信号に挿入され、また、光挿入／分岐モジュール７０２で分岐される信号が既にデスクランブルされるように、スクランブルされた信号が光挿入／分岐モジュール７０２に入る前に該信号をデスクランブルし得る。一方、ネットワーク６００においては、挿入される信号は挿入される前にスクランブルされ得、分岐される信号は分岐した後にデスクランブルされ得る。
【０１０９】
ネットワーク７００は、光挿入／分岐モジュール７０２の入力においてネットワーク７００と結合する偏波デスクランブラ７１６を含み得る。偏波デスクランブラ７１６は、図１〜図６の偏波デスクランブラ１２６と実質的に同様であり得、信号が光挿入／分岐モジュール７０２に入力される前にスクランブルされた信号をデスクランブルし得る。偏波デスクランブラ７１６は、図１〜図６のデスクランブル・ドライバと実質的に同様であるデスクランブル・ドライバ７０８から受信した命令に基づいて、スクランブルされた波長分割多重信号をデスクランブルし得る。したがって、光挿入／分岐モジュール７０２を通過する信号は、スクランブルされた信号を含まなくてよく、光挿入／分岐モジュール７０２にて挿入される信号はスクランブルしていない信号に挿入され、光挿入／分岐モジュール７０２にて分岐される信号は既にデスクランブルさているといった、光挿入／分岐モジュール７０２を含むネットワーク７００における偏波依存性ロスおよび偏波ホールバーニングを低減するための偏波多重信号の偏波スクランブルを可能にする。
【０１１０】
いくつかの実施形態において、デスクランブル・ドライバ７０８は、偏波モニタ７０４ａから受信した偏波スクランブル情報に従ってスクランブルされた信号をデスクランブルするように偏波デスクランブラ７１６に指示し得る。その他の実施形態において、デスクランブル・ドライバ７０８は、例えば図５について記載したように、光監視チャネル（明示せず）上で受信されたクロックおよび位相情報に関連する偏波スクランブル情報に従ってスクランブルされた信号をデスクランブスするように偏波デスクランブラ７１６に指示し得る。デスクランブル・ドライバ７０８および偏波デスクランブラ７１６は、まとめてデスクランブル部と称され得る。
【０１１１】
偏波モニタ７０４ａは、ネットワーク７００の地点７１２にてネットワーク７００と結合し得る。偏波モニタ７０４ａは、地点７１２で偏波デスクランブラ７１６に入力されるスクランブルされた信号の偏波スクランブルを決定する任意の適切な偏波モニタを含み得る。いくつかの実施形態において、偏波モニタ６０４ａは、図１および図２の偏波モニタ１２４と実質的に同様であり得る。その他の実施形態において、偏波モニタ７０４ａは、光監視チャネル（明示せず）上に送信されたクロック情報を受信し得、図３および図４の偏波モニタ３０６と同様に、クロック情報に部分的に基づいて、偏波スクランブル情報を生成する。
【０１１２】
ネットワーク７００は、偏波スクランブラ７１８が光挿入／分岐モジュール７０２からネットワーク７００に入力される信号を受信するように、光挿入／分岐モジュール７０２の出力にてネットワーク７００に結合した偏波スクランブラ７１８を追加的に含み得る。偏波スクランブラ７１８は、光挿入／分岐モジュール７０２からの信号をスクランブルして、これらの信号の偏波依存性ロスを低減し得る。偏波スクランブラ７１８は、偏波スクランブラ７１８に結合したスクランブル・ドライバ７０９によって指示されるように信号をスクランブルし得る。
【０１１３】
いくつかの実施形態において、スクランブル・ドライバ７０９は、偏波スクランブラ１１４、スクランブル・ドライバ１１６およびマスタークロック１２０に関して図１に記載されたものと同様に、マスタークロック１２０から送信されたクロック信号に従って、信号をスクランブルするように偏波スクランブラ７１８に指示し得る。同様またはその他の実施形態において、偏波スクランブラ７１８によってスクランブルされる信号の偏波スクランブルに関連するクロック情報は、偏波スクランブラ１１４、スクランブル・ドライバ１１６、マスタークロック１２０および光監視チャネル送信器３０２ａに関して図３に記載したものと同様に、ネットワーク７００（明示せず）の光監視チャネルを介してネットワーク７００を通過し得る。また、いくつかの実施形態において、スクランブル・ドライバは、スクランブルおよび伝搬遅延に関連する位相情報を光監視チャネル送信器に送信し得、光監視チャネル送信器は、図５に記載したものと同様に、ネットワーク７００の光監視チャネルを介してクロックおよび位相情報をネットワーク７００に送信し得る。
【０１１４】
システム７００は、信号がデマルチプレクサ１０５に受信される前にスクランブルされた信号をデスクランブルする、偏波モニタ７０４ｂ、デスクランブル・ドライバ７１０、および偏波デスクランブラ１２６をも含み得る。偏波モニタ７０４ｂは、偏波モニタ７０４ａと実質的に同様であり得、偏波デスクランブラ１２６に入力されるスクランブルされた信号の偏波スクランブルを決定し得る。偏波モニタ７０４ｂは、偏波情報をデスクランブル・ドライバ７１０に送信し得る。例えば、偏波モニタ７０４ｂは、スクランブルされた信号のスクランブル周波数および偏波配向にそれぞれ関連する周波数および位相を有する電気信号をデスクランブル・ドライバ７１０へ搬送し得る。
【０１１５】
いくつかの実施形態において、偏波モニタ７０４ｂは、図１および図２の偏波モニタ１２４と実質的に同様であり得る。その他の実施形態において、偏波モニタ７０４ｂは、図３および図４の偏波モニタ３０６と同様であり、光監視チャネル（明示せず）上で送信されたクロック情報を受信し、かつクロック情報に部分的に基づいて、偏波スクランブル情報を生成し得る。さらにその他の実施形態において、ネットワーク７００は、偏波モニタ７０４ｂを含まなくてよい。かかる実施形態において、デスクランブル・ドライバ７１０は、図５に関して記載されたものと同様に、光監視チャネル上で、ノード７２０においてスクランブルされた信号の偏波スクランブルを示すクロックおよび位相情報（明示せず）を受信し得る。
【０１１６】
デスクランブル・ドライバ７１０は、偏波デスクランブラ１２６と通信接続し得る。デスクランブル・ドライバ７１０は、偏波デスクランブラ１２６に指示して地点６１６で偏波デスクランブラ１２６によって受信された信号をデスクランブルするように偏波デスクランブラ１２６を駆動する任意の適切なシステム、機器または装置を含み得る。デスクランブル・ドライバ７１０は、図１〜図６のデスクランブル・ドライバと実質的に同様であり得る。
【０１１７】
偏波デスクランブラ１２６は、図１、図３、図５および図６の偏波デスクランブラ１２６と実質的に同様に、デスクランブル・ドライバ７１０から受信した指示に従ってスクランブルされた信号をデスクランブルし得る。デスクランブル・ドライバ７１０および偏波デスクランブラ１２６は、まとめてデスクランブル部とも称され得る。デスクランブル・ドライバ１２６によってデスクランブルされた後、波長分割多重信号は、その個別の波長に従って分割さるようにデマルチプレクサ１０５へと送信され得、受信器１１２によって受信され得る。
【０１１８】
本明細書の保護の範囲から逸脱することなく、ネットワーク１００、３００、５００、６００および７００に対して変形、追加、または削除がなされ得る。例えば、以下でさらに詳しく説明するが、受信器１１２は、スクランブルされた波長分割多重信号がデマルチプレクサ１０５によって逆多重化される前の前述の偏波デスクランブルが不要となるように、各受信器において受信された信号の偏波配向を決定するよう構成されたコヒーレントな受信器を含み得る。
【０１１９】
図８は、光信号の偏波スクランブルをコヒーレントに検出するコヒーレントな受信器８０４を含む実施例のネットワーク８００を示す。ネットワーク８００は、任意の適切な光ネットワークを含み得、本発明の実施例においては、図３のネットワーク３００と実質的に同様のネットワークを含み得る。したがって、ネットワーク８００は、光ネットワーク８００の光監視チャネル上でクロック情報３０１を送信し得る。しかしながら、ネットワーク３００とは異なり、ネットワーク８００は、波長分割多重信号がデマルチプレクサ１０５に到着する前にスクランブルされた波長分割多重信号をデスクランブルする偏波デスクランブラ１２６、偏波モニタ３０６およびデスクランブル・ドライバ１１７を含まなくてもよい。代わりに、ネットワーク８００は、１つ以上のコヒーレントな受信器８０４を含み得、それぞれのコヒーレントな受信器８０４は、コヒーレントな受信器８０４にて受信されたスクランブルされた光信号の偏波スクランブルを決定するよう構成され、信号を適宜デスクランブルし得る。
【０１２０】
コヒーレントな受信器８０４は、受信した信号をデスクランブルする任意の適切なシステム、機器または装置を含み得る。コヒーレントな受信器８０４は、受信したスクランブルされた信号の変調要素（例えば、ｘ偏波要素およびｙ偏波要素）の偏波配向を決定し得、その上に変調された情報を適宜処理し得る。
【０１２１】
本発明の実施例において、コヒーレントな受信器８０４は、図３および図４の偏波モニタ３０６と同様の偏波モニタ（明示せず）をそれぞれ含み得る。したがって、コヒーレントな受信器８０４の偏波モニタは、クロック情報３０１を部分的に使用することでスクランブルされた信号の偏波スクランブルを示す信号を生成し得る。したがって、ネットワーク８００は、クロック情報３０１をコヒーレントな受信器８０４それぞれの各偏波スクランブルモニタに分配する分配器８０２を含み得る。受信したスクランブルされた信号の偏波スクランブル情報の生成後、コヒーレントな受信器８０４の偏波モニタは、コヒーレントな受信器８０４それぞれに含まれるデジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ:digital signal processor）へ、かかる情報を通信し得る。
【０１２２】
デジタル信号プロセッサは、偏波スクランブルを示す電気信号を使用することによって偏波スクランブルをデスクランブルし得る。デジタル信号プロセッサは、上述のデスクランブル・ドライバおよび偏波デスクランブラと同じ成果を達成させ得る。したがって、コヒーレントな受信器に関連するデジタル信号プロセッサは、デスクランブル部とも称され得る。
【０１２３】
信号検出において、コヒーレントな受信器８０４は、座標系の水平軸および垂直軸にそれぞれ配置された水平偏波要素および垂直偏波要素に基づいて、スクランブルされた信号を分割し得る。（偏波スクランブルによって生じた）変調されたｘ偏波要素およびｙ偏波要素が水平軸および垂直軸に配向していない場合、変調されたｘおよびｙ偏波要素に関連する情報を抽出する際にクロストークとして現れるエラーが生じ得る。これらのクロストークによるエラーは、偏波スクランブルの周波数および位相において現れ得る。したがって、いくつかの実施形態において、コヒーレントな受信器８０４に関連するデジタル信号プロセッサは、ｙ偏波要素およびスクランブルされた信号のスクランブルを示す電気信号の位相関数として、ｘ偏波要素からクロストークを差し引き、逆もまた同様である。このようにして、クロストークが相殺され得る。
【０１２４】
例えば、いくつかの実施例において、ｙ偏波要素（ｙpol）と偏波スクランブルとの関数としてのｘ偏波要素(xpol)のクロストーク相殺は、一般的に下記の方程式によって示される。
ｘ偏波のクロストーク相殺=xpol-ypol*Sin (sin(ωt + Φ))
【０１２５】
同様に、ｘ偏波要素と偏波スクランブルとの関数としてのｙ偏波要素のクロストーク相殺は、一般的に、下記の方程式によって表される。
ｙ偏波のクロストーク相殺=ypol-xpol*Cos (sin(ωt + Φ))
【０１２６】
両方の方程式において、上記のように、sin(ωt + Φ)の計算結果は、座標系からの偏角として表され得る偏波配向を示し得る。さらに、ωは、スクランブル周波数を示し得て、Φは受信した信号の位相シフトを示し得る。さらに、上記の通り、偏波スクランブルを示し、デジタル信号プロセッサによって受信される電気信号は、通常sin(ωt + Φ)という方程式によっても表され得る。したがって、いくつかの実施例において、デジタル信号プロセッサは、偏波モニタから受信した電気信号を利用し得て、クロストークを相殺する上記の方程式を電気信号に使用することによって、クロストークを相殺する。したがって、デジタル信号プロセッサは、デスクランブル部としての役割を果たし、偏波スクランブルをデスクランブルする。
【０１２７】
その他の実施形態において、コヒーレントな受信器８０４は、偏波モニタを含まなくてもよいが、各コヒーレントな受信器８０４によって受信したスクランブルされた信号（例えば、図５のクロックおよび位相情報５１０）のスクランブル周波数および偏波配向をそれぞれ示す周波数および位相を有するクロックおよび位相情報をそれぞれ受信し得る。かかる実施形態において、分配器８０２は、各コヒーレントな受信器８０４に結合し得、各コヒーレントな受信器の各デジタル信号プロセッサが、クロックおよび位相情報を受信する。
【０１２８】
さらにその他の実施形態において、コヒーレントな受信器８０４は、偏波モニタを含まなくてもよく、位相シフトを示さないクロック情報３０１のみを受信し得る。かかる実施形態において、各コヒーレントな受信器８０４は、分配器８０２からクロック情報３０１を受信する位相シフト部（明示せず）をも含み得る。位相シフト部は、クロック情報３０１に関連する偏波スクランブルの位相をシフトさせ得る。位相シフト部は、シフトしたクロック情報３０１をコヒーレントな受信器８０４のデジタル信号プロセッサに送信し得る。
【０１２９】
かかる実施形態において、デジタル信号プロセッサは、処理された信号をフレーマ（明示せず）に送信し得る。フレーマは、デジタル信号プロセッサから受信した情報のビット誤り率（ＢＥＲ）を決定し得る。クロック情報３０１が受信信号の偏波スクランブルと位相不一致になるほど、ビット誤り率は高くなり得る。フレーマは、フレーマに結合したビット誤り率モニタ（明示せず）のビット誤り率を送信し得る。
【０１３０】
ビット誤り率モニタは、位相シフト部に接続し得、フレーマから受信したビット誤り率に従ってクロック情報３０１の位相をシフトするように位相シフト部に指示し、フィードバックループを適宜形成する。例えば、ビット誤り率が最低閾値より上にある場合、ビット誤り率モニタは、クロック情報３０１の偏波配向がスクランブルされた信号の偏波配向により近くなるように、クロック情報３０１の位相をシフトするよう位相シフト部に指示し得る。ビット誤り率が閾値の最低値以下になり、偏波スクランブルとクロック情報３０１によって示されたスクランブルとが実質的に同じであることを示すと、ビット誤り率モニタはクロック情報３０１のこれ以上のシフトを中止するよう位相シフト部に指示し得る。
【０１３１】
その他の実施形態において、コヒーレントな受信器８０４は、図１および図２に関して記載されている偏波モニタ１２４と同様の偏波モニタ（明示せず）を含み得る。かかる実施形態において、偏波モニタは、受信した信号の偏波スクランブルを決定し得、それを示す情報を各コヒーレントな受信器８０４に含まれるデジタル信号プロセッサに送信する。また、かかる実施形態において、偏波モニタは、スクランブルされた信号の偏波配向を示す信号を生成するために、クロック情報３０１を利用する代わりに空洞共振器を含み得るので、分配器８０２は必ずしも必要でなく、クロック情報を分配する分配器８０２の必要性を分岐する。
【０１３２】
本発明の開示内容の保護の範囲を逸脱することなく、変更、追加または削除が、図８に対してなされ得る。例えば、ネットワーク８００は、ネットワーク８００からのトラフィックを挿入および分岐する光挿入／分岐モジュールも含み得る。かかる実施形態において、システム８００は、図６および図７のネットワーク６００および７００に関する記述と同様に、光挿入／分岐モジュールにて挿入および分岐する信号をスクランブルし、またデスクランブルし得る。
【０１３３】
本発明の開示内容とその有利な点が、詳細に記載されているが、以下の請求の範囲によって定義される発明の精神および本明細書に開示した範囲から逸脱することなく様々な変更、代替および修正が本明細書についてなされ得る。
【符号の説明】
【０１３４】
１０２      送信器
１０３      ノード
１０４      マルチプレクサ
１０６      光ファイバファイバ
１１２      受信器
１１４、６１６、７１８      偏波スクランブラ
１１６、７０９      スクランブル・ドライバ
１１７、６１０、７０８、７１０      デスクランブル・ドライバ
１２０      マスタークロック
１２４、６０４、７０４      偏波モニタ
１２６、６１８、７１６      偏波デスクランブラ
２０２、４０２      偏波検出器
２０４、４０４      位相検出器
２０６      空洞共振器
２０８、４０８      平均部
２１０、４１０      位相シフト部
３０１      クロック情報
３０２、５０２      光監視チャネル送信器
３０４、５０４      光監視チャネル受信器
５０７      デスクランブル・ドライバ
５１０      クロックおよび位相情報
５１２、５１３、５１４、５１５、５１６      地点
６０２、７０２      光挿入／分岐モジュール
６０８      スクランブル／デスクランブル・ドライバ
８０２      分配器
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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