(57)【要約】  一実施例では、通信モジュールは、光送信機、光受信機、および周期フィルタを含む。光送信機は出力光信号を放出するように構成され、光受信機は入力光信号を受信するように構成されている。出力光信号の第１の周波数は、通信モジュールを含む光通信システムに実装されたマルチプレクサ／デマルチプレクサのチャネル間隔よりも小さい量で入力光信号の第２の周波数からオフセットされている。周期フィルタは、出力光信号および入力光信号の両方の光路に配置され、周期的な送信ピークおよび送信トラフを有する送信スペクトルを生成する。出力光信号の第１の周波数が送信ピークの一つに合わせられる一方で入力光信号の第２の周波数が送信トラフの一つに合わせられるかまたはその逆とされる。
2019513329.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
通信モジュールであって、
ホストから受信した出力電気信号を代表する出力光信号を放出するように構成された光送信機と、
入力光信号を受信し、前記入力光信号を入力電気信号に変換して前記ホストに供給するように構成された光受信機であって、前記出力光信号の第１の周波数は、前記通信モジュールが実装された光通信システムに実装されたマルチプレクサ／デマルチプレクサのチャネル間隔よりも少ない量で前記入力光信号の第２の周波数からオフセットされている、前記光受信機と、
前記出力光信号の光路および前記入力光信号の光路に配置され、周期的な送信ピークおよび送信トラフを有する送信スペクトルを生成する周期フィルタと、
を備え、
前記出力光信号の第１の周波数が前記送信ピークの一つに合わせられ、前記入力光信号の第２の周波数が前記送信トラフの一つに合わせられるか、または、
前記出力光信号の第１の周波数が前記送信トラフの一つに合わせられ、前記入力光信号の第２の周波数が前記送信ピークの一つに合わせられる、通信モジュール。
【請求項２】
前記周期フィルタは、周期的な送信ピークおよび送信トラフが固定される固定波長フィルタを含む、請求項１に記載の通信モジュール。
【請求項３】
前記固定波長フィルタは、エタロンベースの固定波長フィルタを含む、請求項２に記載の通信モジュール。
【請求項４】
前記周期フィルタは、周期的な送信ピークおよび送信トラフを調整可能なチューナブル波長フィルタを含む、請求項１に記載の通信モジュール。
【請求項５】
前記チューナブル波長フィルタは、エタロンベースのチューナブル波長フィルタを含む、請求項４に記載の通信モジュール。
【請求項６】
前記エタロンベースのチューナブル波長フィルタのピーク波長が、前記エタロンベースのチューナブル波長フィルタの温度を調整することによって目標波長となるように設定される、請求項５に記載の通信モジュール。
【請求項７】
前記周期フィルタは、前記マルチプレクサ／デマルチプレクサのチャネル間隔内に前記出力光信号および前記入力光信号のアド／ドロップを供給するチューナブルフィルタを含む、請求項１に記載の通信モジュール。
【請求項８】
前記光送信機は、チューナブル送信機を含む、請求項１に記載の通信モジュール。
【請求項９】
前記出力光信号の光路に配置され、前記出力光信号の一部をタップして前記出力光信号の一部をモニタ光路に再方向付けするタップスプリッタと、
前記モニタ光路に配置され、前記出力光信号の一部を受け取り、前記出力光信号の電力を測定するモニタフォトダイオードと、
前記光送信機、前記光受信機、および前記周期フィルタに結合され、前記周期フィルタを調整し、前記出力光信号の測定電力をモニタするとともに、前記光受信機によって測定された前記入力光信号の電力をモニタするように構成されたプロセッサと、
をさらに備える請求項１に記載の通信モジュール。
【請求項１０】
前記プロセッサはさらに、前記光送信機の中心放出波長と前記周期フィルタの前記送信スペクトルの送信ピークの中心波長のうちの少なくとも１つを互いに調整して、前記出力光信号の測定電力を増加させるように構成されている、請求項９に記載の通信モジュール。
【請求項１１】
前記周期フィルタは、第１の周期フィルタを含み、
前記通信モジュールはさらに、前記光受信機と前記第１の周期フィルタとの間における前記入力光信号の光路に配置された第２の周期フィルタを備え、
前記第２の周期フィルタは、前記第１の周期フィルタの送信スペクトルの周期的な送信トラフおよび送信ピークにそれぞれ合わせられた周期的な送信ピークおよび送信トラフを有する送信スペクトルを生成する、請求項１に記載の通信モジュール。
【請求項１２】
前記第１の周期フィルタと前記第２の周期フィルタのうちの一方または両方が、ローカル光送信機としての前記光送信機の中心波長、または前記入力光信号を生成するリモート光送信機の中心波長を制御するべく使用されるように構成されている、請求項１１に記載の通信モジュール。
【請求項１３】
前記周期フィルタが非フラットトップフィルタからなる、請求項１に記載の通信モジュール。
【請求項１４】
前記周期フィルタがフラットトップフィルタからなる、請求項１に記載の通信モジュール。
【請求項１５】
システムであって、
ファイバ側ポートと複数のモジュール側ポートとを含むローカルマルチプレクサ／デマルチプレクサであって、前記ファイバ側ポートが、他端にリモートマルチプレクサ／デマルチプレクサを有する光ファイバの一端に通信可能に結合されるように構成されている、前記ローカルマルチプレクサ／デマルチプレクサと、
前記ローカルマルチプレクサ／デマルチプレクサの複数のモジュール側ポートに結合された複数のローカル双方向通信モジュールであって、前記複数のローカル双方向通信モジュールの各々が、
前記ローカルマルチプレクサ／デマルチプレクサの送信スペクトルの対応する送信ピーク内で、対応するチャネル上の対応する出力光信号を送信し、
前記送信スペクトルにおいて前記対応する出力光信号と同じ前記対応する送信ピーク内で、対応するチャネル上の対応する入力光信号を受信する、
ように構成された前記複数のローカル双方向通信モジュールと、
前記光ファイバに通信可能に結合され、前記入力光信号と前記出力光信号のうちの少なくとも一方の波長をモニタするように構成された波長モニタと、
ローカルの前記波長モニタと、前記複数のローカル双方向通信モジュールと、前記リモートマルチプレクサ／デマルチプレクサのモジュール側ポートに結合された複数のリモート双方向通信モジュールとに結合された集中コントローラと、
を備え、
前記集中コントローラは、前記波長モニタからの波長モニタ情報に基づいて、前記入力光信号と前記出力光信号のうちの少なくとも一方の中心波長を制御するように構成されている、システム。
【請求項１６】
前記複数のローカル双方向通信モジュールの各々は、
前記対応する出力光信号を放出するように構成された光送信機と、
前記対応する入力光信号を受信し、前記対応する入力光信号を対応する入力電気信号に変換するように構成された光受信機であって、前記対応する出力光信号の第１の周波数は、前記ローカルマルチプレクサ／デマルチプレクサのチャネル間隔よりも少ない量で前記対応する入力光信号の第２の周波数からオフセットされている、前記光受信機と、
前記対応する出力光信号の光路および前記対応する入力光信号の光路に配置され、周期的な送信ピークおよび送信トラフを有する送信スペクトルを生成する周期フィルタと、
を含み、
前記対応する出力光信号の第１の周波数が前記送信ピークの一つに合わせられ、前記対応する入力光信号の第２の周波数が前記送信トラフの一つに合わせられるか、または、
前記対応する出力光信号の第１の周波数が前記送信トラフの一つに合わせられ、前記対応する入力光信号の第２の周波数が前記送信ピークの一つに合わせられる、請求項１５に記載のシステム。
【請求項１７】
前記複数のローカル双方向通信モジュールの各々の前記周期フィルタは、対応する前記ローカル双方向通信モジュールの前記光送信機の中心波長に追従するように構成されている、請求項１６に記載のシステム。
【請求項１８】
前記複数のローカル双方向通信モジュールの各々の前記周期フィルタは、対応する前記ローカル双方向通信モジュールの第１の周期フィルタを含み、
前記複数のローカル双方向通信モジュールの各々はさらに、対応する前記光受信機と対応する前記第１の周期フィルタとの間における前記対応する入力光信号の光路に配置された第２の周期フィルタを含み、
前記第２の周期フィルタは、対応する前記第１の周期フィルタの送信スペクトルの周期的な送信トラフおよび送信ピークにそれぞれ合わせられた周期的な送信ピークおよび送信トラフを有する送信スペクトルを生成する、請求項１７に記載のシステム。
【請求項１９】
前記複数のローカル双方向通信モジュールの各々の前記第２の周期フィルタは、前記対応する入力光信号を生成する対応するリモート通信モジュールの光送信機の中心波長に追従するように構成されている、請求項１８に記載のシステム。
【請求項２０】
前記ローカルマルチプレクサ／デマルチプレクサは、１００ギガヘルツ（ＧＨｚ）マルチプレクサ／デマルチプレクサからなり、
前記複数のローカル双方向通信モジュールは、各々互いに異なるチャネル上に４０個の出力光信号を集合的に生成するように構成された４０個のローカル双方向通信モジュールを含み、
前記複数のリモート双方向通信モジュールは、各々互いに異なるチャネル上に前記４０個の出力光信号とは異なる４０個の入力光信号を集合的に生成するように構成された４０個のリモート双方向通信モジュールを含み、
前記４０個の出力光信号と前記４０個の入力光信号のチャネルはすべてＩＴＵ−ＴのＣバンドの１５３０〜１５６５ｎｍの波長範囲内に入る、請求項１５に記載のシステム。
【請求項２１】
前記ローカルマルチプレクサ／デマルチプレクサはΔＧＨｚのスペクトルポート中心間距離を有し、
前記複数のローカル双方向通信モジュールの各々について、前記ローカル双方向通信モジュールから出力された前記対応する出力光信号および前記ローカル双方向通信モジュールで受信された前記対応する入力光信号は前記ローカルマルチプレクサ／デマルチプレクサの送信スペクトルの同じ送信ピーク内で異なるチャネル上に存在し、
前記複数のローカル双方向通信モジュールの各々について、前記ローカル双方向通信モジュールから出力された前記対応する出力光信号および前記ローカル双方向通信モジュールで受信された前記対応する入力光信号の前記異なるチャネルが０．３×ΔＧＨｚ〜０．７×ΔＧＨｚの範囲内の量でスペクトル的に互いに分離される、請求項２０に記載のシステム。
【請求項２２】
システムであって、
ファイバ側ポートと複数のモジュール側ポートとを含むローカルマルチプレクサ／デマルチプレクサであって、前記ファイバ側ポートが、他端にリモートマルチプレクサ／デマルチプレクサを有する光ファイバの一端に通信可能に結合されるように構成されている、前記ローカルマルチプレクサ／デマルチプレクサと、
前記ローカルマルチプレクサ／デマルチプレクサの複数のモジュール側ポートに結合された複数のローカル双方向通信モジュールであって、前記複数のローカル双方向通信モジュールの各々が、
前記ローカルマルチプレクサ／デマルチプレクサの送信スペクトルの対応する送信ピーク内で、対応する出力チャネル上の対応する出力光信号を送信し、
前記送信スペクトルにおいて前記対応する出力光信号と同じ前記対応する送信ピーク内で、対応する入力チャネル上の対応する入力光信号を受信する、
ように構成されており、
前記対応する入力チャネルは、前記対応する出力チャネルとは異なり、
前記複数のローカル双方向通信モジュールの各々は、前記対応する出力光信号の光路および前記対応する入力光信号の光路に配置されて周期的な送信ピークおよび送信トラフを有する送信スペクトルを生成する周期フィルタを含み、
前記対応する出力光信号の第１の周波数が前記送信ピークの一つに合わせられ、前記対応する入力光信号の第２の周波数が前記送信トラフの一つに合わせられるか、または、
前記対応する出力光信号の第１の周波数が前記送信トラフの一つに合わせられ、前記対応する入力光信号の第２の周波数が前記送信ピークの一つに合わせられる、システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本明細書に記載される実施形態は、双方向通信モジュールおよびシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
本明細書で他に示されない限り、本明細書に記載の内容は、本願の請求項に対する従来技術ではなく、この欄に含まれることにより従来技術であると認められるものでもない。
いくつかの光通信システムは、別個の波長／周波数チャネル上の複数の光信号が同じ光ファイバを介して送信される波長分割多重化（ＷＤＭ）を実装する。一つのＷＤＭアーキテクチャは２ファイバＷＤＭリングであり、２ファイバＷＤＭリングでは、本明細書において東向き（イーストバウンド）光信号とも呼ぶ一方向に移動する第１の複数の光信号のセットが一つの光ファイバで送信され、本明細書において西向き（ウエストバウンド）光信号とも呼ぶ反対方向に移動する第２の複数の光信号のセットが異なる光ファイバを介して送信される。各光ファイバの入力における対応するマルチプレクサは、異なる通信モジュールからのイーストバウンド光信号またはウエストバウンド光信号を対応する光ファイバに空間的に結合する。各光ファイバの出力における対応するデマルチプレクサは、イーストバウンド光信号またはウエストバウンド光信号を空間的に分離して、個々の光信号を異なる通信モジュールに分配する。
【０００３】
いくつかのＷＤＭアーキテクチャは、各々１００ギガヘルツ（ＧＨｚ）チャネル間隔で５０チャネルを収容可能なＩＴＵ−ＴのＣバンドおよび／またはＩＴＵ−ＴのＬバンドに様々なイーストバウンド光信号／ウエストバウンド光信号を割り当てる。いくつかの従来のＷＤＭアーキテクチャは、１００ＧＨｚマルチプレクサおよび／またはデマルチプレクサを有する。上述した２ファイバＷＤＭリングアーキテクチャにおいて４０個のウエストバウンド光信号と４０個のイーストバウンド光信号とを想定し、イーストバウンド光信号とウエストバウンド光信号とで異なる光ファイバを用いると、８０個すべてのイーストバウンド光信号およびウエストバウンド光信号をＣバンドに収容可能となるように各周波数チャネルが一つの光ファイバにつき一度のみ使用される限り、それら光ファイバで周波数チャネルを再利用することができる。しかしながら、２ファイバＷＤＭリングアーキテクチャは２つの別個の光ファイバを必要とする。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
他のＷＤＭアーキテクチャは、単一の双方向光ファイバにより実装することができる。例えば、チャネル間隔を５０ＧＨｚに縮小すると、単一の双方向光ファイバ上のＣバンドに８０個すべてのイーストバウンド／ウエストバウンド光信号を収容可能となる。このような構成は、双方向光ファイバの各端部に５０ＧＨｚマルチプレクサ／デマルチプレクサを必要とするため、１００ＧＨｚマルチプレクサ／デマルチプレクサよりも高価となり得る。
【０００５】
あるいは、Ｃバンドに加えてチャネル割り当てがＬバンドに拡張される場合には、単一の双方向光ファイバ内における計８０個のイーストバウンド／ウエストバウンド光信号のチャネル間隔を１００ＧＨｚに保つことができる。このようなアーキテクチャは、Ｃバンドに限定されたチャネル割り当てを有するＷＤＭアーキテクチャに比べてより広範なおよび／またはより高価な通信モジュールの在庫を必要とし得る。
【０００６】
なお、本願で特許請求される主題は、何らかの欠点を解決する実施形態または上記したような環境でのみ動作する実施形態に限定されない。むしろ、上記背景技術は、本明細書に記載されるいくつかの実施形態が実施され得る一つの例示的な技術領域を例示するためにのみ提供される。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この概要は、以下の詳細な説明でさらに説明する概念の選択を簡略化して紹介するために提供される。この概要は、特許請求された主題の重要なまたは本質的な特徴を特定することを意図しておらず、特許請求された主題の範囲を決定する助けとして使用されることも意図していない。
【０００８】
本明細書に記載されるいくつかの例示的な実施形態は、概して、双方向通信モジュールおよびシステムに関する。例示的な実施形態において、通信モジュールは、光送信機、光受信機、および周期フィルタを含む。光送信機は出力光信号を放出するように構成され、光受信機は入力光信号を受信するように構成されている。出力光信号の第１の周波数は、通信モジュールを含む光通信システムに実装されたマルチプレクサ／デマルチプレクサのチャネル間隔よりも小さい量で、入力光信号の第２の周波数からオフセットされている。周期フィルタは、出力光信号と入力光信号の両方の光路に配置され、周期的な送信ピークおよび送信トラフを有する送信スペクトルを有する。出力光信号の第１の周波数は送信ピークの一つに合わせられ、入力光信号の第２の周波数は送信トラフの一つに合わせられ得るがこれらは逆でもよい。別の例示的な実施形態では、システムは、ローカルマルチプレクサ／デマルチプレクサ、複数のローカル双方向通信モジュール、波長モニタ、および集中コントローラを含む。ローカルマルチプレクサ／デマルチプレクサは、ファイバ側ポートおよび複数のモジュール側ポートを含む。ファイバ側ポートは、光ファイバの一端に通信可能に結合されるように構成されており、光ファイバの他端にリモートマルチプレクサ／デマルチプレクサを有する。ローカル双方向通信モジュールは、ローカルマルチプレクサ／デマルチプレクサのモジュール側ポートに結合されている。ローカル双方向通信モジュールの各々は、対応するチャネル上の対応する出力光信号をローカルマルチプレクサ／デマルチプレクサの送信スペクトルの対応する送信ピーク内で送信し、対応するチャネル上の対応する入力光信号を対応する出力光信号と同じ送信スペクトルの対応する送信ピーク内で受信するように構成されている。波長モニタは、光ファイバに通信可能に結合されており、入力光信号および出力光信号のうちの少なくとも一方の波長をモニタするように構成されている。集中コントローラは、波長モニタと、ローカル双方向通信モジュールと、リモートマルチプレクサ／デマルチプレクサのモジュール側ポートに結合された複数のリモート双方向通信モジュールとに結合されている。集中コントローラは、波長モニタからの波長モニタ情報に基づいて入力光信号および出力光信号のうちの少なくとも一方の中心波長を制御するように構成されている。
【０００９】
本開示のさらなる特徴および利点は以下に説明され、その一部は以下の説明から明らかになるかまたは本開示の実施によって習得され得る。本開示の特徴および利点は、添付の特許請求の範囲において特に記載される機器および組み合わせにより実現および取得され得る。本開示のこれらの特徴および他の特徴は、以下の説明および添付の特許請求の範囲からより完全に明らかになるか、または以下に記載される本開示の実施によって習得され得る。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】複数の通信モジュールの間で光ファイバを介して複数の光信号を双方向に通信するためのＷＤＭを実現する例示的な光通信システムを示す図。
【図２】本明細書に記載の少なくとも一つの実施形態に従って構成された別の例示的な光通信システムを示す図。
【図３】本明細書に記載の少なくとも一つの実施形態に従って構成された別の例示的な光通信システムを示す図。
【図４】本明細書に記載の少なくとも一つの実施形態に従って構成された、ＷＤＭを実現する４つの異なる光通信システムＡ、Ｂ、Ｃ、およびＤを概略的に示す図。
【図５】本明細書に記載の少なくとも一つの実施形態に従って構成された別の例示的な光通信システムを示す図。
【図６】本明細書に記載の少なくとも一つの実施形態に従って構成された、図２および図３の光通信システムに実装可能な２つの例示的な双方向マルチプレクサ／デマルチプレクサユニットを示す図。
【図７】本明細書に記載の少なくとも一つの実施形態に従って構成された、図２および図３の光通信システムに実装可能な別の例示的な双方向マルチプレクサ／デマルチプレクサユニットを示す図。
【図８】本明細書に記載の少なくとも一つの実施形態に従って構成された、図２および図３の光通信システムに実装可能な別の例示的な双方向マルチプレクサ／デマルチプレクサユニットを示す図。
【図９】本明細書に記載の少なくとも一つの実施形態に従って構成された、図２および図３の光通信システムに実装可能な別の例示的な双方向マルチプレクサ／デマルチプレクサユニットを示す図。
【図１０】リモート波長制御方法を実現する別の例示的な光通信システムを示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
本開示の上記ならびに他の利点および特徴をさらに明確にするために、添付の図面に示される特定の実施形態を参照して本開示のより詳細な説明を行う。添付の図面は、本開示の典型的な実施形態のみを示しており、その範囲を限定するものではない。添付の図面を用いて追加の特異性および詳細とともに本開示を説明する。
【００１２】
図１は、複数の通信モジュール１０４，１０６の間で光ファイバ１０２を介して複数の光信号を双方向に通信するための波長分割多重化（ＷＤＭ）を実施する例示的な光通信システム１００（以下、「システム１００」という）を示す。本開示における図１および他の図において、光ファイバ１０２を介して左から右に向かう方向を東と呼ぶ場合があり、光ファイバ１０２を介して右から左に向かう方向を西と呼ぶ場合がある。なお、本明細書で使用される東や西は、必ずしも方位を指すのではなく、互いに関連する方向および／または構成要素の向きを便宜的に簡略化して指定するものである。
【００１３】
図１の例では、システム１００は、光ファイバ１０２の２つの端部にそれぞれ４０個の通信モジュール１０４，１０６を含む。具体的に、図１の例では、システム１００は、光ファイバ１０２の西端に４０個の通信モジュール１０４を含み、光ファイバ１０２の東端に４０個の通信モジュール１０６を含む。他の例では、システム１００は、光ファイバ１０２の２つの端部にそれぞれ他の任意の数の通信モジュール１０４，１０６を含み得る。
【００１４】
光ファイバ１０２の各端部には、通信モジュール１０４，１０６のうちの１番目および最後（例えば、通信モジュール「１」および通信モジュール「４０」）がそれぞれ「双方向ＴＲＸ０１」および「双方向ＴＲＸ４０」の名称で示されている。図面の空間的制約のため、通信モジュール「２」〜「３９」は光ファイバ１０２の各端部に図示されていない。
【００１５】
例示的な実施形態では、各通信モジュール１０４，１０６は、ホストデバイスから指定された周波数（および波長）で受信した電気信号を代表する光信号を放出するように構成された送信機を含む。この指定周波数は、システム１００の他の通信モジュール１０４，１０６の送信機によって放出された他の光信号の指定周波数（および波長）とは異なる。様々な指定周波数（および対応する波長）は、チャネルと呼ばれ得る。また、各通信モジュールは、チャネルの特定の一つにおいて光信号を受信するように構成された受信機を含む。
【００１６】
本開示における図１および他の図において、各送信機は「ＴＸ」で示され、各受信機は「ＲＸ」で示されている。各送信機および各受信機に対するチャネルの割り当ては、「ＣｈＸＸＹ」の形式に従って命名され得る。ここで、「ＸＸ」は、送信機または受信機が含まれる通信モジュール１０４，１０６の番号のプレースホルダ（例えば、１番目の通信モジュール１０４，１０６は「０１」、最後の通信モジュール１０４，１０６は「４０」など）であり、「Ｙ」は、チャネルの送信方向のプレースホルダ（例えば、東向きの（イーストバウンド）光信号の場合は「Ａ」、西向きの（ウエストバウンド）光信号の場合は「Ｂ」など）である。従って、光ファイバ１０２の西端における第１通信モジュール１０４の送信機は「ＴＸＣｈ０１Ａ」と命名される。この場合、ＴＸは送信機としての構成要素を指定し、「Ｃｈ０１Ａ」は、東向き方向「Ａ」に送信する第１通信モジュール「０１」の送信機に対する特定チャネル「Ｃｈ」の割り当てを指定する。同様に、上記の命名規則は、システム１００内の他の送信機および受信機に対する他のチャネル割り当てにも適用され得る。
【００１７】
また、システム１００は、光ファイバ１０２の各端部において、その光ファイバ１０２の対応する端部と、対応する通信モジュール１０４または１０６との間に光マルチプレクサ／デマルチプレクサ１０８，１１０を含む。例示的な実施形態において、各マルチプレクサ／デマルチプレクサ１０８，１１０は、１００ギガヘルツ（ＧＨｚ）マルチプレクサ／デマルチプレクサを含み得る。図１の例では、各マルチプレクサ／デマルチプレクサ１０８，１１０は、４０個のモジュール側ポートと１個のファイバ側ポートとを含む。より一般的には、各マルチプレクサ／デマルチプレクサ１０８，１１０は、２つ以上のモジュール側ポートを含み得る。このモジュール側ポートの数は、システム１００内の通信モジュール１０４，１０６の数および／またはチャネル数に依存して特定される。
【００１８】
動作時、左側のマルチプレクサ／デマルチプレクサ１０８は、４０個の左側の通信モジュール１０４から４０個のイーストバウンド光信号を自身の４０個のモジュール側ポートで受信し、それら４０個のイーストバウンド光信号を空間的に結合（例えば、多重化）して、自身のファイバ側ポートを介して光ファイバ１０２に出力する。その４０個の空間的に結合されたイーストバウンド光信号は、光ファイバ１０２を介して右側のマルチプレクサ／デマルチプレクサ１１０に東方向に送信される。右側のマルチプレクサ／デマルチプレクサ１１０は、自身のファイバ側ポートを介して光ファイバ１０２から４０個の空間的に結合されたイーストバウンド光信号を受信し、個々の４０個のイーストバウンド光信号に空間的に分離（例えば、逆多重化）するように構成されている。４０個のイーストバウンド光信号は、各イーストバウンド光信号が４０個の右側の通信モジュール１０６のうちの異なる一つに供給されるように右側のマルチプレクサ／デマルチプレクサ１１０の４０個のモジュール側ポートを介して出力される。
【００１９】
同様に、右側のマルチプレクサ／デマルチプレクサ１１０は、４０個の右側の通信モジュール１０６から４０個のウエストバウンド光信号を自身の４０個のモジュール側ポートで受信し、それら４０個のウエストバウンド光信号を空間的に結合（例えば、多重化）して、自身のファイバ側ポートを介して光ファイバ１０２に出力するように構成されている。その４０個の空間的に結合されたウエストバウンド光信号は、光ファイバ１０２を介して左側のマルチプレクサ／デマルチプレクサ１０８に西方向に送信される。左側のマルチプレクサ／デマルチプレクサ１０８は、自身のファイバ側ポートを介して光ファイバ１０２から４０個の空間的に結合されたウエストバウンド光信号を受信し、個々の４０個のウエストバウンド光信号に空間的に分離（例えば、逆多重化）するように構成されている。４０個のウエストバウンド光信号は、各ウエストバウンド光信号が４０個の左側の通信モジュール１０４のうちの異なる一つに供給されるように左側のマルチプレクサ／デマルチプレクサ１０２の４０個のモジュール側ポートを介して出力される。
【００２０】
上記した例では、左側の通信モジュール１０４が計４０個のモジュールを含み、右側の通信モジュール１０６が計４０個のモジュールを含み、左側のマルチプレクサ／デマルチプレクサ１０８および右側のマルチプレクサ／デマルチプレクサ１１０の各々が４０個の通信モジュール側ポートを含むものを想定しているが、本明細書に記載の実施形態は、光ファイバの両端に異なる数の通信モジュールが存在し、その光ファイバの両端のマルチプレクサ／デマルチプレクサが異なる数の通信モジュール側ポートを有し得る他のシステムにも同様に適用可能である。
【００２１】
図１はさらに、システム１００内におけるポートおよびチャネルの割り当てとともに、各マルチプレクサ／デマルチプレクサ１０８，１１０の送信スペクトル１１２を示している。各イーストバウンドチャネルは、各マルチプレクサ／デマルチプレクサ１０８，１１０の異なるポートに割り当てられるとともに、他のイーストバウンドチャネルとは異なる送信スペクトル１１２の送信ピークに割り当てられている。例えば、イーストバウンドチャネル「０１東」、「０２東」、…、「３９東」、「４０東」は、それぞれ、ポート「ポート１」、「ポート２」、…、「ポート３９」、「ポート４０」に割り当てられるとともに、送信スペクトル１１２の異なる送信ピークに割り当てられている。送信ピークは、一つまたは複数の実施形態では、１００ＧＨｚの中心間距離を有する。同様に、ウエストバウンドチャネル「０１西」、「０２西」、…、「３９西」、「４０西」は、それぞれ、ポート「ポート１」、「ポート２」、…、「ポート３９」、「ポート４０」に割り当てられるとともに、送信スペクトル１１２の異なる送信ピークに割り当てられており、送信ピークは、一つまたは複数の実施形態では、周回性ＡＷＧを用いる場合に、１００ＧＨｚまたはほぼ１００ＧＨｚの中心間距離を有する。
【００２２】
上述のような送信機と受信機の命名に関して使用されるチャネル割り当て命名規則と、送信スペクトル１１２内のチャネル割り当てとの関係は単純である。例えば、「ＴＸＣｈ０１Ａ」はイーストバウンドチャネル「０１東」を送信し、「ＴＸ Ｃｈ０１Ｂ」はウエストバウンドチャネル「０１西」を送信する。同様に、「ＴＸ Ｃｈ４０Ａ」はイーストバウンドチャネル「０４東」を送信し、「ＴＸＣｈ４０Ｂ」はウエストバウンドチャネル「０４西」を送信する。このように、「ＣｈＸＸＹ」命名規則は、送信スペクトル１１２に関して説明した「ＸＸ東」や「ＸＸ西」の命名規則と本質的に同じである。
【００２３】
図１および上記の説明から、２つのチャネルが各マルチプレクサ／デマルチプレクサ１０８，１１０の各ポートに割り当てられており、各ポートに割り当てられた２つのチャネルのうちの一方がイーストバウンドチャネルであり、他方がウエストバウンドチャネルであることが明らかである。さらに、図１からは、イーストバウンドチャネルとウエストバウンドチャネルとの間に未使用チャネルのガードバンドが設けられ得ることが分かる。
【００２４】
従って、左側のマルチプレクサ／デマルチプレクサ１０８は、複数の通信モジュール１０４のうちモジュール側ポートｎ（ｎは１〜４０までの指標）における通信モジュールｎのチャネルｎ（例えば、「０１東」〜「４０東」に対応する「Ｃｈ０１Ａ」〜「Ｃｈ４０Ａ」）上の送信機ｎ（例えば、「ＴＸＣｈ０１Ａ」〜「ＴＸ Ｃｈ４０Ａ」）によって放出されたイーストバウンド光信号ｎを受信し、右側のマルチプレクサ／デマルチプレクサ１１０に向けて東向きに送信するべく光ファイバ１０２に出力するｎ個すべてのイーストバウンド光信号を空間的に結合するように構成されている。右側のマルチプレクサ／デマルチプレクサ１１０は、そのｎ個のイーストバウンド光信号を受信して空間的に分離し、各イーストバウンド光信号ｎをモジュール側ポートｎに出力することにより、各イーストバウンド光信号ｎが右側の複数の通信モジュール１０６のうちの通信モジュールｎによって受信される。
【００２５】
同様に、右側のマルチプレクサ／デマルチプレクサ１１０は、複数の通信モジュール１０６のうちモジュール側ポートｎにおける通信モジュールｎのチャネルｎ（例えば、「０１西」〜「４０西」に対応する「Ｃｈ０１Ｂ」〜「Ｃｈ４０Ｂ」）上の送信機ｎ（例えば、「ＴＸＣｈ０１Ｂ」〜「ＴＸ Ｃｈ４０Ｂ」）によって放出されたウエストバウンド光信号ｎを受信し、左側のマルチプレクサ／デマルチプレクサ１０８に向けて西向きに送信するべく光ファイバ１０２に出力するｎ個すべてのウエストバウンド光信号を空間的に結合するように構成されている。左側のマルチプレクサ／デマルチプレクサ１０８は、そのｎ個のウエストバウンド光信号を受信して空間的に分離し、各ウエストバウンド光信号ｎをモジュール側ポートｎに出力することにより、各ウエストバウンド光信号ｎが左側の複数の通信モジュール１０４のうちの通信モジュールｎによって受信される。
【００２６】
システム１００内における各通信モジュール１０４，１０６は、その通信モジュール１０４，１０６の送信機により生成された出力光信号が出力されるとともに、対応するマルチプレクサ／デマルチプレクサ１０８，１１０で受信された入力光信号を受信可能な単一の入出力ポートを含み得る。これらの実施形態および他の実施形態では、各通信モジュール１０４，１０６は、出力光信号を通過させるとともに入力光信号を反射するように（またはその逆に）構成された広帯域フィルタ１１３を含み得る。
【００２７】
例示的な実施形態では、左側の通信モジュール１０４内における各広帯域フィルタ１１３は、送信スペクトル１１４を有し得る。この送信スペクトル１１４は、図１の各マルチプレクサ／デマルチプレクサ１０８，１１０の送信スペクトル１１２に合わせられるように設計されている。さらに、右側の通信モジュール１０６内における各広帯域フィルタ１１３は、送信スペクトル１１６を有し得る。この送信スペクトル１１６も、図１の各マルチプレクサ／デマルチプレクサ１０８，１１０の送信スペクトル１１２に合わせられるように設計されている。
【００２８】
送信スペクトル１１２，１１４によって示されるように、左側の通信モジュール１０４内の各広帯域フィルタ１１３は、イーストバウンドチャネル１〜４０（例えば、「０１東」〜「４０東」）上のすべてのイーストバウンド光信号を通過させるとともにウエストバウンドチャネル１〜４０（例えば、「０１西」〜「４０西」）上のすべてのウエストバウンドチャネルを反射するように構成されたローパスフィルタを含み得る。例えば、左側の通信モジュール１０４のうち通信モジュール「１」の広帯域フィルタ１１３は、イーストバウンドチャネル「０１東」上の送信機「ＴＸＣｈ０１Ａ」によって放出された光信号が左側のマルチプレクサ／デマルチプレクサ１０８にそのモジュール側ポート「１」を介して入力され得るようにその光信号を通過させるとともに、左側のマルチプレクサ／デマルチプレクサ１０８によりそのモジュール側ポート「１」を介して受信されたウエストバウンドチャネル「０１西」上の光信号が受信機「ＲＸＣｈ０１Ｂ」によって受信されるようにその光信号を反射するように構成され得る。
【００２９】
また、送信スペクトル１１２，１１６によって示されるように、右側の通信モジュール１０６内の各広帯域フィルタ１１３は、ウエストバウンドチャネル１〜４０（例えば、「０１西」〜「４０西」）上のすべてのウエストバウンド光信号を通過させるとともにイーストバウンドチャネル１〜４０（例えば、「０１東」〜「４０東」）上のすべてのイーストバウンドチャネルを反射するように構成されたハイパスフィルタを含み得る。例えば、右側の通信モジュール１０６のうち通信モジュール「１」の広帯域フィルタ１１３は、ウエストバウンドチャネル「０１西」上の送信機「ＴＸＣｈ０１Ｂ」によって放出された光信号が右側のマルチプレクサ／デマルチプレクサ１１０にそのモジュール側ポート「１」を介して入力され得るようにその光信号を通過させるとともに、右側のマルチプレクサ／デマルチプレクサ１１０によりそのモジュール側ポート「１」を介して受信されたイーストバウンドチャネル「０１東」上の光信号が受信機「ＲＸＣｈ０１Ａ」によって受信されるようにその光信号を反射するように設計され得る。
【００３０】
図１の例示的な実施形態では、イーストバウンドチャネルは、ＩＴＵ−ＴのＣバンド（例えば、１５３０〜１５６５ナノメートル（ｎｍ））内に１００ＧＨｚの間隔で４０チャネルを含み得る一方、ウエストバウンドチャネルは、ＩＴＵ−ＴのＬバンド（例えば、１５６８〜１６１０ｎｍ）内に１００ＧＨｚの間隔で４０チャネルを含み得る。イーストバウンドチャネルとウエストバウンドチャネルとを分離するための追加の波長ギャップ（図１の「ガードバンド」）を有し、１００ＧＨｚの間隔を有する計８０個のイーストバウンドチャネルおよびウエストバウンドチャネルはＣバンドのみまたはＬバンドのみに適合させることはできない。
【００３１】
図２は、本明細書に記載の少なくとも一つの実施形態に従って構成された別の例示的な光通信システム２００（以下、「システム２００」という）を示す。システム１００と同様に、システム２００は、光ファイバ２０２によって通信可能に結合された左側のマルチプレクサ／デマルチプレクサ２０８および右側のマルチプレクサ／デマルチプレクサ２１０とともに、左側の通信モジュール２０４と右側のモジュール通信２０６を含み得る。図２の各マルチプレクサ／デマルチプレクサ２０８，２１０は、図１のマルチプレクサ／デマルチプレクサ１０８，１１０と同一または類似の構成とすることができ、および／または１００ＧＨｚマルチプレクサ／デマルチプレクサを含み得る。代替的にまたは追加的に、各マルチプレクサ／デマルチプレクサ２０８，２１０は、周回性アレイ導波路回折格子（ＡＷＧ）、共通ＡＷＧ、薄膜フィルタ（ＴＦＦ）、または他の適切なマルチプレクサ／デマルチプレクサを含んでもよい。図１と同様に、図２では、空間的制約のために通信モジュール２０４，２０６の一部のみが示されている。代替的または追加的に、左側の通信モジュール２０４は４０個のモジュールを含み、右側の通信モジュール２０６は４０個のモジュールを含み得る。
【００３２】
図１のシステム１００では、計８０個の通信モジュールの各々は、対応する送信機によって放出された対応する出力光信号を通過させるとともに対応する入力光信号を対応する受信機に向けて反射するための広帯域フィルタ１１３を含む。これと比較して、図２のシステム２００では、各通信モジュール２０４，２０６は、同様の機能を達成するために、狭帯域の巡回フィルタまたは周期フィルタを備えた双方向マルチプレクサ／デマルチプレクサ２１３を含み得る。図２の構成は、システム２００内の２つのマルチプレクサ／デマルチプレクサユニット２０８，２１０のいずれについても何ら変更することを必要とせずに、８０個のチャネルすべて（例えば、４０個の左側の通信モジュール２０４と４０個の右側の通信モジュール２０６）をＣバンド内に組み込み可能とするより高いチャネル密度を可能とし得る。
【００３３】
具体的に、図２は、システム１００内におけるポートおよびチャネルの割り当てとともに、各マルチプレクサ／デマルチプレクサ２０８，２１０の送信スペクトル１１２を示している。図１と同様に、図２において、各イーストバウンドチャネルは、各マルチプレクサ／デマルチプレクサの異なるポートに割り当てられるとともに、他のイーストバウンドチャネルとは異なる送信スペクトル１１２の送信ピークに割り当てられており、各ウエストバウンドチャネルは、各マルチプレクサ／デマルチプレクサの異なるポートに割り当てられるとともに、他のウエストバウンドチャネルとは異なる伝送スペクトル１１２の伝送ピークに割り当てられている。しかしながら、図２では、各イーストバウンドチャネルは対応するウエストバウンドチャネルと対になっており、各対における２つのチャネルは数十ＧＨｚの間隔で配置されており、イーストバウンドチャネルとウエストバウンドチャネルの双方が（図１のように）同じポートに割り当てられているだけでなく、送信スペクトル１１２の同じ送信ピークに割り当てられている。図２では、イーストバウンドチャネルは、隣接するイーストバウンドチャネルとの間に約１００ＧＨｚの間隔を有し得る一方、ウエストバウンドチャネルも、隣接するウエストバウンドチャネルとの間に約１００ＧＨｚの間隔を有し得る。各対におけるイーストバウンドチャネルとウエストバウンドチャネルとの間隔は５０ＧＨｚとすることができ、一般的には３０ＧＨｚ〜７０ＧＨｚの間とすることができる。より一般的に言えば、各マルチプレクサ／デマルチプレクサ２０８，２１０の送信スペクトル１１２が有する送信ピークにおいて、隣接する送信ピーク間の中心間距離がΔＧＨｚであると仮定すると、各対におけるイーストバウンドチャネルとウエストバウンドチャネルとの間隔は０．５×ΔＧＨｚ、または０．３×ΔＧＨｚ〜０．７×ΔＧＨｚの範囲内とすることができる。
【００３４】
イーストバウンドチャネルとウエストバウンドチャネルとを対にして、その対の２つのチャネル間の間隔を数十ＧＨｚとすることによって、この例での１００ＧＨｚマルチプレクサ／デマルチプレクサユニット２０８，２１０などのレガシー構成部品を置き換えることなく、図２の８０個すべてのチャネルをＣバンド内に組み込むことが可能となる。図２において、対の中の各イーストバウンドチャネルは、その対の中のウエストバウンドチャネルよりも数十ＧＨｚ低い周波数で示されている。他の実施形態では、この構成は、各対の中のウエストバウンドチャネルがその対の中のイーストバウンドチャネルよりも数十ＧＨｚ低い周波数を有する逆の構成とされる。
【００３５】
図３は、本明細書に記載の少なくとも一つの実施形態に従って構成された別の例示的な光通信システム３００（以下、「システム３００」という）を示す。システム３００は、図２の例で説明した例示的な１００ＧＨｚマルチプレクサ／デマルチプレクサ２０８，２１０の代わりに、システム３００では左側および右側のマルチプレクサ／デマルチプレクサ３０８，３１０の各々が４００ＧＨｚまたは粗波長分割多重（ＣＷＤＭ）マルチプレクサ／デマルチプレクサを含み得る点を除いて、図２のシステム２００といくつかの点で類似している。
【００３６】
システム３００内における通信モジュール２０４，２０６の各々は、図２に関して説明したように、狭帯域の巡回フィルタまたは周期フィルタを備えた双方向マルチプレクサ／デマルチプレクサ２１３を含み得る。図２および図３の通信モジュール２０４，２０６に実装可能な例示的な双方向マルチプレクサ／デマルチプレクサユニットに関するさらなる詳細は、例えば図６〜図９に関してより詳細に説明する。
【００３７】
図３の左側および右側のマルチプレクサ／デマルチプレクサ３０８，３１０の各々は、例えば、約４００ＧＨｚチャネルまたは約８００ＧＨｚチャネルを有する送信スペクトル３１２を含む。図３の例では、複数のイーストバウンドチャネルと複数のウエストバウンドチャネルは、マルチプレクサ／デマルチプレクサ３０８，３１０の同じモジュール側ポートに交互に割り当てられ得る。この際、隣接チャネルの各対は、数十ＧＨｚで分離される。例えば、図３の例では、各マルチプレクサ／デマルチプレクサ３０８，３１０は１０個のポート（例えば、「ポート１」、…、「ポート１０」）を含み、各ポートには４つのイーストバウンドチャネルと４つのウエストバウンドチャネルが割り当てられている（例えば、「１ａ東」、「１ａ西」、「１ｂ東」、「１ｂ西」、「１ｃ東」、「１ｃ西」、「１ｄ東」、および「１ｄ西」がすべてポート「１」に割り当てられている）。イーストバウンドチャネルとウエストバウンドチャネルは（図２に関して説明したように）対になるように配置され得る。ここで、各対はサブポートと呼ばれ、ポート「１」については、サブポート「ポート１ａ」、「ポート１ｂ」、「ポート１ｃ」、「ポート１ｄ」を含む。図３の例では、各サブポートが異なる通信モジュール２０４，２０６に関連付けられることにより、各ポートがそのポートのサブポートの数と同じ数の通信モジュールに関連付けられている。
【００３８】
システム３００はさらに、各マルチプレクサ／デマルチプレクサ３０８，３１０の各モジュール側ポート用のビームスプリッタ３１５を、対応するポートとそのポートに関連付けられた通信モジュール２０４，２０６との間に含み得る。図３では、システム３００が光ファイバ２０２の各端部において、対応するマルチプレクサ／デマルチプレクサ３０８，３１０のポートの数と同じ数のビームスプリッタ３１５を含み得る（例えば、各ポートに異なるビームスプリッタ３１５が結合される）ことを容易に理解するために、単一のビームスプリッタ３１５が光ファイバ２０２の各端部に示されている。各ビームスプリッタ３１５は、各通信モジュール２０４，２０６と、対応するマルチプレクサ／デマルチプレクサ３０８，３１０との間の光信号のやり取りを、各通信モジュール２０４，２０６に関連付けられている、イーストバウンドチャネルとウエストバウンドチャネルとの対応する対（または対応するサブポート）に制限し得る。このため、各ビームスプリッタ３１５は、この例では１００ＧＨｚマルチプレクサ／デマルチプレクサまたは他の適切な光学デバイスを含み得る。
【００３９】
図４は、本明細書に記載の少なくとも一つの実施形態に従って構成された、ＷＤＭを実現する４つの異なる光通信システム（以下、「システム」）Ａ，Ｂ，Ｃ，およびＤを概略的に示す。また、図４は、各システムＡ〜Ｄに関連付けられた種々のパラメータを要約したテーブルも示す。図１のシステム１００は、図４のシステムＣの実施例である。図２や図３のシステム２００，３００は各々、図４のシステムＤの個別の実施例である。なお、以降の図に示されている他のシステムも図４のシステムＤの例である。
【００４０】
図４によって示唆されるように、システムＤは１つの給電ファイバにより実現可能でありかつ終端の数が少ないため、システムＤの実施形態はシステムＡ〜Ｃよりも低コストとすることができる。また、システムＤの実施形態は、Ｃ＋Ｌバンドの周回性ＡＷＧやＬバンドのモジュールを必要とすることなく、既存の低コストの１００ＧＨｚマルチプレクサ／デマルチプレクサユニットを使用することができる。代替的にまたは付加的に、図４のシステムＤの実施形態は、利用可能な５０ＧＨｚマルチプレクサ／デマルチプレクサまたはＣ＋Ｌ周回性ＡＷＧによって制限されることなく、光アドドロップ（add drop）マルチプレクサ（ＯＡＤＭ）、マルチプレクサ（Ｍｕｘ）、およびデマルチプレクサ（Ｄｅｍｕｘ）を任意に組み合わせ可能にする柔軟性の高いアーキテクチャを可能にし得る。また、システムＤは、波長ギャップを確保する必要がないため、システムＣと比較して例えば標準的なＣバンド内により多くのチャネルを組み入れることができる。システムＤの実施形態によって可能となり得るこのようなアーキテクチャの例が図５に示されている。図５において、「ＲＲＵ」はリモート無線ユニットを表し、「ＢＢＵ」はベースバンドユニットを表している。
【００４１】
図２〜図４のシステム２００，３００またはシステムＤの各通信モジュール２０４，２０６に実装可能な双方向マルチプレクサ／デマルチプレクサの実施形態は、任意の種々の構成を有し得る、および／または、固定あるいは調整可能な巡回または周期フィルタを含み得る。双方向マルチプレクサ／デマルチプレクサの種々の例示的な構成を図示し、以下でより詳細に説明する。
【００４２】
例えば、図６は、本明細書に記載の少なくとも一つの実施形態に従って構成された、システムＤ、システム２００、システム３００、および／または本明細書に記載の他のシステムに実装可能な２つの例示的な双方向マルチプレクサ／デマルチプレクサユニット６００Ａ，６００Ｂを示す。各双方向マルチプレクサ／デマルチプレクサユニット６００Ａ，６００Ｂにおいて、双方向マルチプレクサ／デマルチプレクサユニット６００Ａまたは６００Ｂの構成要素は破線で囲まれており、対応する通信モジュールまたは対応するシステムの他の構成要素は関連する構成について破線の外側に示されている。双方向マルチプレクサ／デマルチプレクサユニット６００Ａ，６００Ｂの外部の構成要素は、送信機（ＴＸレーザ）、受信機（ＲＸＰＤ）、およびファイバを含む。本明細書に記載された他の双方向マルチプレクサ／デマルチプレクサユニットも同様に、関連する構成について、送信機、受信機、およびファイバと関連付けて示されており、このような構成要素の説明は、対応する双方向マルチプレクサ／デマルチプレクサユニットの動作を説明する上で必要な場合を除いては繰り返さない。
【００４３】
双方向マルチプレクサユニット６００Ａ，６００Ｂの各々は、ファイバに対して例えば４５度などの任意の適切な角度で配置された第１フィルタ６０２、および送信機と第１フィルタ６０２との間に配置された光アイソレータ６０４を含む。また、各双方向マルチプレクサユニット６００Ａ，６００Ｂは、送信機と光アイソレータ６０４との間に配置された第１レンズ６０６、受信機と第１フィルタ６０２との間に配置された第２レンズ６０８、および第１フィルタ６０２とファイバとの間に配置された第３レンズ６１０を含む。送信機と光アイソレータ６０４との間の第１レンズ６０６は、送信機によって放出された出力光信号をコリメートするように構成され得る。受信機と第１フィルタ６０２との間の第２レンズ６０８は、入力光信号を受信機上に集束させるように構成され得る。第３レンズ６１０は、送信機から受信した出力光信号を（第１レンズ６０６、光アイソレータ６０４、および第１フィルタ６０２を介して）ファイバに集束させるように構成され得る。また、第３レンズ６１０は、ファイバから受信した入力光信号をコリメートするように構成され得る。このコリメートされた入力光信号は第１フィルタ６０２へと導かれ、第１フィルタ６０２は、そのコリメートされた入力光信号を第２レンズ６０８を介して（双方向マルチプレクサ／デマルチプレクサユニット６００Ｂでは第２フィルタ６１２も介して）受信機に向けて再方向付けする。本明細書に記載された他の双方向マルチプレクサ／デマルチプレクサユニットも同様に、第１、第２、第３レンズおよび光アイソレータを含み得る。このような構成要素の説明は、対応する双方向マルチプレクサ／デマルチプレクサユニットの動作を説明する上で必要な場合を除いては繰り返さない。双方向マルチプレクサ／デマルチプレクサユニット６００Ｂはさらに、第１フィルタ６０２と受信機との間、具体的には、第１フィルタ６０２と第２レンズ６０８との間に第２フィルタ６１２を含む。
【００４４】
各双方向マルチプレクサ／デマルチプレクサユニット６００Ａ，６００Ｂの第１フィルタ６０２は、非フラットトップの送信スペクトル６０２Ａを含み得る。あるいは、各双方向マルチプレクサ／デマルチプレクサユニット６００Ａ，６００Ｂの第１フィルタ６０２は、フラットトップの送信スペクトル６０２Ｂを含み得る。送信スペクトル６０２Ａ，６０２Ｂを含むグラフにおいて、垂直線は、例えば送信スペクトル６０２Ａ，６０２Ｂに関するＩＴＵ−ＴのＣバンドのグリッドにおいて１００ＧＨｚチャネルの境界を画定する。
【００４５】
図６に示すように、各送信スペクトル６０２Ａ，６０２Ｂは、１００ＧＨｚの第１自由スペクトル領域（ＦＳＲ１）または他の任意のＦＳＲ１を含み得る。いくつかの実施形態では、図６の各送信機によって放出された出力光信号は、第１フィルタ６０２を通過できるように、チャネルにおいて送信スペクトル６０２Ａまたは６０２Ｂの送信ピークに位置するかまたは合わせられ得る。対照的に、入力光信号は、受信機に向けて第１フィルタ６０２によって反射され得るように、チャネルにおいて送信スペクトル６０２Ａまたは６０２Ｂのトラフに位置するかまたは合わせられ得る。
【００４６】
第１フィルタ６０２が非フラットトップの送信スペクトル６０２Ａを含む場合、双方向マルチプレクサ／デマルチプレクサユニット６００Ｂの第２フィルタ６１２は送信スペクトル６０４Ａを含み得る。代替的にまたは追加的に、第１フィルタ６０２がフラットトップの送信スペクトル６０２Ｂを含む場合、双方向マルチプレクサ／デマルチプレクサユニット６００Ｂの第２フィルタ６１２は送信スペクトル６０４Ｂを含み得る。各送信スペクトル６０４Ａ，６０４Ｂは、１００ＧＨｚの第２自由スペクトル領域（ＦＳＲ２）または他の任意のＦＳＲ２を含み得る。いくつかの実施形態では、双方向マルチプレクサ／デマルチプレクサユニット６００Ｂによって受信された入力光信号は、第２フィルタ６１２を通過して受信機に到達可能となるように、チャネルにおいて送信スペクトル６０４Ａまたは６０４Ｂの送信ピークに位置合わせされ得る。
【００４７】
双方向マルチプレクサ／デマルチプレクサユニット６００Ａ内の第１フィルタ６０２は、固定（例えば、調整不能）フィルタを含み得る。双方向マルチプレクサ／デマルチプレクサユニット６００Ｂ内の第１および第２フィルタ６０２，６１２も各々、固定フィルタを含み得る。他の実施形態では、第１および第２フィルタ６０２，６１２の一方または両方は、以下でより詳細に説明するようにチューナブルフィルタを含み得る。
【００４８】
図７〜図９は、本明細書に記載の少なくとも一つの実施形態に従って構成された、システムＤ、システム２００、システム３００、および／または本明細書に記載の他のシステムに実装可能な３つの他の例示的な双方向マルチプレクサ／デマルチプレクサユニット７００，８００，９００を示す。図７の双方向マルチプレクサ／デマルチプレクサユニット７００は、図６の双方向マルチプレクサ／デマルチプレクサユニット６００Ｂと同じまたは類似の構成要素を含むが、図７の双方向マルチプレクサ／デマルチプレクサユニット７００は、固定フィルタとされた第１および第２フィルタ６０２，６１２の代わりに、第１および第２チューナブルフィルタ７０２，７１２を含む。図７の双方向マルチプレクサ／デマルチプレクサユニット７００は、第１および第２チューナブルフィルタ７０２，７１２の各々を所望に調整するためのコントローラおよび／または１つ以上のセンサ（以下では、検出および制御という）を備えた通信モジュール内に実装することができる。
【００４９】
双方向マルチプレクサ／デマルチプレクサユニット７００内の第１チューナブルフィルタ７０２は、調整可能とされ得る送信スペクトル６０２Ａまたは６０２Ｂを有し得る。また、同様に、双方向マルチプレクサ／デマルチプレクサユニット７００内の第２チューナブルフィルタ７１２は、調整可能とされ得る送信スペクトル６０４Ａまたは６０４Ｂを有し得る。
【００５０】
図８の双方向マルチプレクサ／デマルチプレクサユニット８００は、図７の双方向マルチプレクサ／デマルチプレクサユニット７００と同じまたは同様の構成要素を含み、さらには、第３レンズ６１０と第１チューナブルフィルタ７０２との間に配置されたタップスプリッタ８１４と、モニタフォトダイオード（ＭＰＤ）８１６とを含む。タップスプリッタ８１４は、モニタリングを目的として、出力光信号の約５％かまたは他の比較的わずかな量をＭＰＤ８１６に向けて反射するように構成され得る。図７の双方向マルチプレクサ／デマルチプレクサユニット７００と同様に、図８の双方向マルチプレクサ／デマルチプレクサユニット８００は、検出および制御を行う通信モジュール内に実装することができる。
【００５１】
図９の双方向マルチプレクサ／デマルチプレクサユニット９００は、図８の双方向マルチプレクサ／デマルチプレクサユニット８００とわずかに異なる構成ではあるものの、図８の双方向マルチプレクサ／デマルチプレクサユニット８００と同じかまたは類似の構成要素を含む。具体的に、タップスプリッタ８１４は、図９の双方向マルチプレクサ／デマルチプレクサユニット９００では、第１チューナブルフィルタ７０２と光アイソレータ６０４との間に配置されている。図７および図８の双方向マルチプレクサ／デマルチプレクサユニット７００，８００と同様に、図９の双方向マルチプレクサ／デマルチプレクサユニット９００は、検出および制御を行う通信モジュール内に実装することができる。
【００５２】
本明細書に記載された双方向マルチプレクサ／デマルチプレクサユニット６００Ａ，６００Ｂ，７００，８００，９００の各々における第１フィルタ６０２，７０２は、ＤＷＤＭチャネル間隔において１つのチャネルのアド／ドロップを提供する周期フィルタを含み得る。いくつかの実施形態では、各双方向マルチプレクサ／デマルチプレクサユニット６００Ａ，６００Ｂ，７００，８００，９００を有する対応する通信モジュール内に含まれる送信機は、入力／出力チャネル対のいずれかに対して各通信モジュールを用いることができるように調整可能とされ得る。このため、故障した場合に備えて保持されている交換用通信モジュールは、故障した通信モジュールを置き換えることができる。
【００５３】
上記したように、双方向マルチプレクサ／デマルチプレクサユニット６００Ａ，６００Ｂ，７００，８００，９００における第１フィルタ６０２，７０２および第２フィルタ６１２，７１２の送信スペクトル６０２Ａ，６０２Ｂ，６０４Ａ，６０４ＢのＦＳＲ１および／またはＦＳＲ２は、１００ＧＨｚとすることができ、より一般的には、第１フィルタ６０２，７０２および第２フィルタ６１２，７１２がエタロン（etalon）ベースの固定波長フィルタを含む場合には、ＩＴＵ−Ｔチャネル間隔と同じとすることができる。あるいは、第１フィルタ６０２，７０２および第２フィルタ６１２，７１２がチューナブルフィルタを含み、第１フィルタ６０２，７０２および第２フィルタ６１２，７１２の調整範囲がその周期特性を考慮してすべてのＤＷＤＭチャネルをカバーすることができる場合は、ＦＳＲ１および／またはＦＳＲ２は１倍（１ｘ）、２倍（２ｘ）、または多数のチャネル間隔とすることができる。
【００５４】
非フラットトップチューナブルフィルタベースのアーキテクチャの場合、一実施形態では、ローカル受信機に対する電力が最大となるようにまたは少なくとも最大へと向かうように第１チューナブルフィルタ７１２をリモート送信機にロックし、第１チューナブルフィルタ７１２がＭＰＤ８１６をモニタしてローカル送信機の中心波長にロックされることによりその電力が最大または相対的に最大付近に維持される。
【００５５】
代替的にまたは追加的に、第２チューナブルフィルタ７１２がローカル受信機に対する電力をモニタしてリモート送信機の中心波長を制御するエタロンとして使用されることによりその電力を最大または相対的に最大付近に維持することができる。エタロンとしての第２チューナブルフィルタ７１２のピーク波長は、第２チューナブルフィルタ７１２の温度を調整することによって目標波長となるように設定され得る。これらの実施形態および他の実施形態では、ローカルサイトとリモートサイトにおける図２および図３の通信モジュール２０４，２０６などの双方向通信モジュールが互いに接続可能とされ得る。リモート制御を実現する１つの方法は、帯域内通信チャネルを使用してＩＴＵ−ＴＧ．ｍｅｔｒｏに定義されている波長情報をやり取りすることである。別の実施形態では、第１チューナブルフィルタ７０２がＭＰＤ８１６をモニタしてローカル送信機の中心波長を制御するエタロンとして使用されることにより電力を最大または相対的に最大付近に維持することができる。エタロンとしての第１チューナブルフィルタ７０２のピーク波長は、第１チューナブルフィルタ７０２の温度を調整することによって目標波長となるように設定され得る。
【００５６】
フラットトップチューナブルフィルタベースのアーキテクチャの場合には、一実施形態では、第１チューナブルフィルタ７０２および第２チューナブルフィルタ７１２の両方をリモート送信機にロックすることにより、例えば、まず第１チューナブルフィルタ７０２をロックし、次いで第２チューナブルフィルタ７１２をロックすることにより、ローカル受信機に対する電力が最大となるようにすることができる。ローカル送信機では第１チューナブルフィルタ７０２はリモート送信機に応じて調整され、ローカル送信機の出力電力はフラットトップアーキテクチャであるため一定に維持され得る。
【００５７】
本明細書に記載されたチューナブル双方向アーキテクチャの１つ以上の実施形態は、図１０に示すように、リモート波長制御方式１０００と協働して動作可能である。波長モニタ１００２は、すべてのリモートチャネルの波長をモニタするかまたはすべてのローカルチャネルの波長をモニタする。リモートサイトの双方向通信モジュールは、集中コントローラ１００４へのリモート接続を有し得る。リモート制御を実現する１つの方法は、帯域内通信チャネルを使用してＩＴＵ−ＴＧ．ｍｅｔｒｏに定義されている波長情報をやり取りすることである。集中コントローラ１００４は、ローカルサイトとリモートサイトの両方における双方向通信モジュールと通信して、各双方向通信モジュールの対応する目標波長となるまで、波長モニタ情報に従って各双方向通信モジュールの波長を制御することができる。この場合、第１チューナブルフィルタ７０２および／または第２チューナブルフィルタ７１２は対応する送信機の中心波長に追従し得る。
【００５８】
本明細書に記載のいくつかの実施形態は、送信機によって放出された出力光信号を透過させるとともに入力光信号を受信機に向けて反射する第１フィルタ６０２，７０２を含む。他の実施形態では、第１フィルタ６０２，７０２は、入力光信号を透過させる一方で出力光信号を反射してもよく、この場合、送信機および受信機の位置が、図示した実施形態に対して切り替えられ得る。
【００５９】
追加の詳細および実施例は、本出願に添付された文書に含まれており、参照により本明細書に組み込まれる。
本明細書に記載されているすべての実施例および条件付き言語は、技術を促進するべく発明者によってもたらされる本開示および概念を読者が理解するのを助けるための教示の目的を意図しており、そのように具体的に列挙された実施例および条件に限定されることなく解釈されるべきものである。本開示の実施形態を詳細に説明したが、本開示の思想および範囲から逸脱することなく、様々な変更、置換、および変形を行うことができることが理解され得る。
【図１】
2019513329.tif 000003
【図２】
2019513329.tif 000004
【図３】
2019513329.tif 000005
【図４】
2019513329.tif 000006
【図５】
2019513329.tif 000007
【図６】
2019513329.tif 000008
【図７】
2019513329.tif 000009
【図８】
2019513329.tif 000010
【図９】
2019513329.tif 000011
【図１０】
2019513329.tif 000012
【国際調査報告】
2019513329.tif 000013
2019513329.tif 000014
2019513329.tif 000015