(57)【要約】【課題】  再構成可能光アッド／ドロップマルチプレクサ及びその方法を提供する。【解決手段】  低雑音ＣＤＣ  ＲＯＡＤＭを実装する方法及びシステムは、ＣＤＣ  ＲＯＡＤＭに含まれるＷＳＳの前後に光ＰＳＡの個々の段を組み込むステップを含む。ＷＳＳは、ポンプ及びアイドラー信号を方向付けるために、及び最適位相感応増幅のための位相調整を実行するために、使用されて良い。【選択図】  図２
2018121331.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光トランスポートネットワークにおける再構成可能光アッド／ドロップマルチプレクサ（ＲＯＡＤＭ）の作動方法であって、前記方法は、
ＲＯＡＤＭの入力デグリーにおいて、入力波長分割多重化（ＷＤＭ）光信号を受信するステップと、
位相感応増幅器（ＰＳＡ）段Ｉを通じて前記入力ＷＤＭ光信号を送信するステップであって、前記ＰＳＡ段Ｉは、第１非線形光素子（ＮＬＥ）であって、前記入力ＷＤＭ光信号及び第１ポンプ波長が該第１ＮＬＥを通過して、前記入力ＷＤＭ光信号、前記第１ポンプ波長、及びアイドラー信号を有するＰＳＡ段Ｉ光信号を生成する、第１ＮＬＥを有する、ステップと、
第１波長選択スイッチ（ＷＳＳ）を通じて前記ＰＳＡ段Ｉ光信号を送信するステップと、
第２ＷＳＳにおいてＰＳＡ段ＩＩ光信号の波長を受信するステップであって、前記ＰＳＡ段ＩＩ光信号は、出力ＷＤＭ光信号に含まれる波長、前記第１ポンプ波長、及び対応するアイドラー信号を有する、ステップと、
前記第２ＷＳＳの後に、前記ＰＳＡ段ＩＩ光信号をＰＳＡ段ＩＩへ送信するステップであって、前記ＰＳＡ段ＩＩは、第２ＮＬＥであって、前記ＰＳＡ段ＩＩ光信号が該ＰＳＡ段ＩＩを通じて増幅されて、前記出力ＷＤＭ光信号を生成する、第２ＮＬＥを有する、ステップと、
を有する方法。
【請求項２】
前記ＰＳＡ段ＩＩ光信号に光帯域通過フィルタを通過させるステップであって、前記第１ポンプ波長及び前記アイドラー信号を除去して、前記出力ＷＤＭ光信号を分離する、ステップと、
前記ＲＯＡＤＭの出力デグリーを通じて前記出力ＷＤＭ光信号を送信するステップと、
を更に有する請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記ＲＯＡＤＭの前記出力デグリーは、ドロップポートである、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記ＲＯＡＤＭの前記入力デグリーは、アッドポートである、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記第１ＷＳＳを用いて、前記ＰＳＡ段Ｉ光信号を位相調整するステップであって、前記入力ＷＤＭ光信号、前記第１ポンプ波長、及び前記アイドラー信号の個々の位相は揃っている、ステップ、
を更に有する請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記個々の位相は、前記出力ＷＤＭ光信号を監視する光チャネルモニタからのフィードバック信号に基づき、揃えられる、請求項５に記載の方法。
【請求項７】
前記ＰＳＡ段ＩＩにおいて、前記第２ＮＬＥの前に、第３ＮＬＥを通じて前記ＰＳＡ段Ｉ信号を送信するステップであって、第２ポンプ波長は該第３ＮＬＥを通じて反対方向に伝搬され、前記第３ＮＬＥ及び前記第２ポンプ波長は、前記ＰＳＡ段Ｉ信号に対してラマン増幅を実行する、ステップ、
を更に有する請求項１に記載の方法。
【請求項８】
再構成可能光アッド／ドロップマルチプレクサ（ＲＯＡＤＭ）であって、
ＲＯＡＤＭの入力デグリーにおいて、入力波長分割多重化（ＷＤＭ）光信号を受信する位相感応増幅器（ＰＳＡ）段Ｉであって、前記ＰＳＡ段Ｉは、第１非線形光素子（ＮＬＥ）であって、前記入力ＷＤＭ光信号及び第１ポンプ波長が該第１ＮＬＥを通過して、前記入力ＷＤＭ光信号、前記第１ポンプ波長、及びアイドラー信号を有するＰＳＡ段Ｉ光信号を生成する、第１ＮＬＥを有する、ＰＳＡ段Ｉと、
前記ＰＳＡ段Ｉ光信号を受信可能にされた第１波長選択スイッチ（ＷＳＳ）を有する第１ＷＳＳクロスコネクトと、
前記ＰＳＡ段ＩＩ光信号を受信可能にされた第２波長選択スイッチ（ＷＳＳ）を有する第２ＷＳＳクロスコネクトであって、前記ＰＳＡ段ＩＩ光信号は、出力ＷＤＭ光信号に含まれる波長、前記第１ポンプ波長、及び対応するアイドラー信号を有する、第２ＷＳＳクロスコネクトと、
前記ＰＳＡ段ＩＩ光信号を受信するＰＳＡ段ＩＩであって、前記ＰＳＡ段ＩＩは、第２ＮＬＥであって、前記ＰＳＡ段ＩＩ光信号が該ＰＳＡ段ＩＩを通じて増幅されて、前記出力ＷＤＭ光信号を生成する、第２ＮＬＥを有する、ＰＳＡ段ＩＩと、
を有するＲＯＡＤＭ。
【請求項９】
光帯域通過フィルタであって、前記ＰＳＡ段ＩＩ光信号が前記ＰＳＡ段ＩＩの後に該光帯域通過フィルタを通過して、前記第１ポンプ波長及び前記アイドラー信号を除去して、前記ＲＯＡＤＭの出力デグリーにおいて前記出力ＷＤＭ光信号を分離する、光帯域通過フィルタ、
を更に有する請求項８に記載のＲＯＡＤＭ。
【請求項１０】
前記ＲＯＡＤＭの前記出力デグリーは、ドロップポートである、請求項９に記載のＲＯＡＤＭ。
【請求項１１】
前記ＲＯＡＤＭの前記入力デグリーは、アッドポートである、請求項８に記載のＲＯＡＤＭ。
【請求項１２】
前記第１ＷＳＳは、前記ＰＳＡ段Ｉ光信号を位相調整するために使用され、前記入力ＷＤＭ光信号、前記第１ポンプ波長、及び前記アイドラー信号の個々の位相は揃っている、ステップ、
を更に有する請求項８に記載のＲＯＡＤＭ。
【請求項１３】
前記個々の位相は、前記出力ＷＤＭ光信号を監視する光チャネルモニタからのフィードバック信号に基づき、揃えられる、請求項１２に記載のＲＯＡＤＭ。
【請求項１４】
前記第２ＮＬＥの前にあり前記ＰＳＡ段ＩＩにある第３ＮＬＥであって、前記ＰＳＡ段Ｉ信号を受信し、前記ＰＳＡ段Ｉ信号と逆伝搬方向の第２ポンプ波長を受信し、前記第３ＮＬＥ及び前記第２ポンプ波長は、前記ＰＳＡ段Ｉ信号に対してラマン増幅を実行する、第３ＮＬＥ、
を更に有する請求項８に記載のＲＯＡＤＭ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、概して、光通信ネットワークに関し、より詳細には、低雑音無色、無方向、無競合の再構成可能光アッド／ドロップマルチプレクサに関する。
【背景技術】
【０００２】
電気通信、ケーブルテレビシステム、データ通信システムは、光ネットワークを用いて、遠隔地点間で大量の情報を迅速に伝達する。光ネットワークでは、情報は、光ファイバを通じて光信号の形式で伝達され得る。光ファイバは、長距離に渡り信号を伝達可能なガラスの細い紐を有し得る。光ネットワークは、光ファイバを介して光信号で情報を伝達するために変調方式を用いる場合が多い。このような変調方式は、ＰＳＫ（phase−shift  keying）、ＦＳＫ（frequency−shift  keying）、ＡＳＫ（amplitude−shift  keying）、及びＱＡＭ（quadrature  amplitude  modulation）を有して良い。
【０００３】
光ネットワークは、ネットワーク内で種々の動作を実行するために、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（ＷＳＳ）、光スイッチ、カプラ、等のような種々の光学要素も有して良い。特に、光ネットワークは、光信号の到達距離が単一の光経路の中に限られるとき、ＣＤＣ  ＲＯＡＤＭ（colorless,  directionless,  contentionless  reconfigurable  optical  add−drop  multiplexer）におけるコストのかかるＯ−Ｅ−Ｏ（optical−electrical−optical）再生を有し得る。
【０００４】
光ネットワークのデータレートが増大し続け、１テラビット／ｓ（１Ｔ）以上に達すると、例えば、二重偏波を有するＱＡＭ及びＰＳＫのような高機能変調フォーマットの使用に起因してＯＳＮＲ（optical  signal−to−noise  ratio）に対する要求も増大する。特に、非常に高データレートで動作する光ネットワークの中で光増幅器のカスケード接続に起因する雑音累積は、所望のレベルのＯＳＮＲでの光信号の到達距離を制限することがあり、Ｏ−Ｅ−Ｏ再生成の回数の増大をもたらすことがあり、これは経済的に不利である。
【発明の概要】
【０００５】
一態様では、光トランスポートネットワーク内のＲＯＡＤＭを作動させるための開示の方法は、ＲＯＡＤＭの入力デグリーにおいて入力波長分割多重（wavelength  division  multiplexing：ＷＤＭ）光信号を受信するステップと、位相感応増幅器（phase  sensitive  amplifier：ＰＳＡ）段Ｉを通じて入力ＷＤＭ光信号を送信するステップと、を有する。当該方法では、ＰＳＡ段Ｉは第１非線形光要素（non−linear  optical  element：ＮＬＥ）を有する。入力ＷＤＭ光信号及び第１ポンプ波長が該第１ＮＬＥを通過して、入力ＷＤＭ光信号、第１ポンプ波長、及びアイドラー信号を含むＰＳＡ段Ｉ光信号を生成する。当該方法は、第１波長選択スイッチ（wavelength  selective  switch：ＷＳＳ）を通じてＰＳＡ段Ｉ光信号を送信するステップと、第２ＷＳＳにおいてＰＳＡ段ＩＩ光信号の波長を受信するステップであって、ＰＳＡ段ＩＩ光信号は、出力ＷＤＭ光信号に含まれる波長、第１ポンプ波長、及び対応するアイドラー信号を含む、ステップと、を更に有して良い。当該方法は、第２ＷＳＳに続き、ＰＳＡ段ＩＩ光信号をＰＳＡ段ＩＩへ送信するステップを更に有して良い。当該方法では、ＰＳＡ段ＩＩは、第２ＮＬＥを有して良い。該第２ＮＬＥを通じて、ＰＳＡ段ＩＩ光信号が増幅されて、出力ＷＤＭ光信号を生成する。
【０００６】
開示の実施形態のうちのいずれかで、当該方法は、ＰＳＡ段ＩＩ光信号に光帯域通過フィルタを通過させるステップであって、ポンプ波長及びアイドラー信号を除去して、出力ＷＤＭ光信号を分離する、ステップと、ＲＯＡＤＭの出力デグリーを通じて出力ＷＤＭ光信号を送信するステップと、を更に有して良い。
【０００７】
当該方法の開示の実施形態のうちのいずれかで、ＲＯＡＤＭの出力デグリーはドロップポートであって良い。
【０００８】
当該方法の開示の実施形態のうちのいずれかで、ＲＯＡＤＭの入力デグリーはアッドポートであって良い。
【０００９】
開示の実施形態のうちのいずれかで、当該方法は、ＰＳＡ段Ｉ光信号を位相調整するために、第１ＷＳＳを使用するステップを更に有して良い。当該方法では、入力ＷＤＭ光信号、ポンプ波長、及びアイドラー信号のそれぞれの位相は揃えられて良い。
【００１０】
当該方法の開示の実施形態のいずれかで、それぞれの位相は、出力ＷＤＭ光信号を監視する光チャネルモニタからのフィードバック信号に基づき、揃えられて良い。
【００１１】
開示の実施形態のいずれかで、当該方法は、ＰＳＡ段ＩＩにおいて、第２ＮＬＥの前に、第３ＮＬＥを通じてＰＳＡ段Ｉ信号を送信するステップであって、該第３ＮＬＥを通じて、第２ポンプ波長が逆伝搬される、ステップ、を更に有して良い。当該方法で、第３ＮＬＥ及び第２ポンプ波長は、ＰＳＡ段Ｉ信号に対してラマン増幅を実行して良い。
【００１２】
更なる態様では、開示のＲＯＡＤＭは、ＲＯＡＤＭの入力デグリーにおいて入力波長分割多重（wavelength  division  multiplexing：ＷＤＭ）光信号を受信する位相感応増幅器（phase  sensitive  amplifier：ＰＳＡ）段Ｉを有する。当該ＲＯＡＤＭでは、ＰＳＡ段Ｉは第１非線形光要素（non−linear  optical  element：ＮＬＥ）を有する。入力ＷＤＭ光信号及び第１ポンプ波長が該第１ＮＬＥを通過して、入力ＷＤＭ光信号、第１ポンプ波長、及びアイドラー信号を含むＰＳＡ段Ｉ光信号を生成する。当該ＲＯＡＤＭは、ＰＳＡ段Ｉ光信号を受信可能な第１波長選択スイッチ（wavelength  selective  switch：ＷＳＳ）を有する第１ＷＳＳクロスコネクトと、ＰＳＡ段ＩＩ光信号を受信可能な第２ＷＳＳを有する第２ＷＳＳクロスコネクトであって、ＰＳＡ段ＩＩ光信号は、出力ＷＤＭ光信号に含まれる波長、第１ポンプ波長、及び対応するアイドラー信号を含む、第２ＷＳＳクロスコネクトと、を更に有して良い。当該ＲＯＡＤＭは、ＰＳＡ段ＩＩ光信号を受信するＰＳＡ段ＩＩを更に有して良い。当該ＲＯＡＤＭでは、ＰＳＡ段ＩＩは、第２ＮＬＥを有して良い。該第２ＮＬＥを通じて、ＰＳＡ段ＩＩ光信号が増幅されて、出力ＷＤＭ光信号を生成する。
【００１３】
開示の実施形態のいずれかで、ＲＯＡＤＭは、光帯域通過フィルタであって、ＰＳＡ段ＩＩ光信号がＰＳＡ段ＩＩの後に該光帯域通過フィルタを通過して、ポンプ波長及びアイドラー信号を除去して、ＲＯＡＤＭの出力デグリーにおいて出力ＷＤＭ光信号を分離する、光帯域通過フィルタ、を更に有して良い。
【００１４】
当該ＲＯＡＤＭの開示の実施形態のうちのいずれかで、ＲＯＡＤＭの出力デグリーはドロップポートであって良い。
【００１５】
当該ＲＯＡＤＭの開示の実施形態のうちのいずれかで、ＲＯＡＤＭの入力デグリーはアッドポートであって良い。
【００１６】
当該ＲＯＡＤＭの開示の実施形態のうちのいずれかで、第１ＷＳＳは、ＰＳＡ段Ｉ光信号を位相調整するために使用されて良い。当該ＲＯＡＤＭでは、入力ＷＤＭ光信号、ポンプ波長、及びアイドラー信号のそれぞれの位相は揃えられて良い。
【００１７】
当該ＲＯＡＤＭの開示の実施形態のいずれかで、それぞれの位相は、出力ＷＤＭ光信号を監視する光チャネルモニタからのフィードバック信号に基づき、揃えられて良い。
【００１８】
開示の実施形態のいずれかで、当該ＲＯＡＤＭは、ＰＳＡ段ＩＩにおいて、第２ＮＬＥの前に、ＰＳＡ段Ｉ信号を受信し及びＰＳＡ段Ｉ信号と逆伝搬方向で第２ポンプ波長を受信する第３ＮＬＥを更に有して良い。当該ＲＯＡＤＭで、第３ＮＬＥ及び第２ポンプ波長は、ＰＳＡ段Ｉ信号に対してラマン増幅を実行して良い。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
本発明並びにその特徴及び利点のより完全な理解のため、添付の図と共に以下の説明を参照する。
【図１】光ネットワークの一実施形態の選択された要素のブロック図である。
【図２】光位相感応増幅器を有する低雑音ＣＤＣ  ＲＯＡＤＭの一実施形態の選択された要素のブロック図である。
【図３】位相感応光増幅段Ｉの一実施形態の選択された要素のブロック図である。
【図４】位相感応光増幅段ＩＩの一実施形態の選択された要素のブロック図である。
【図５】低雑音ＣＤＣ  ＲＯＡＤＭを作動させる方法の選択された要素のフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下の説明では、開示の主題の議論を容易にするために例として詳細事項が説明される。しかしながら、当業者には、開示の実施形態が例示であること及び全ての可能な実施形態を網羅するものではないことが明らかである。
【００２１】
本開示を通じて、ハイフンで結んだ形式の参照符号は、１つの要素の特定のインスタンスを表し、ハイフンを有しない形式の参照符号は、要素を一般的又は集合的に表す。したがって、例として（図示しない）、装置１２−１は、装置クラスのインスタンスを表し、装置１２として集合的に言及されて良く、それらのうちの任意のものが装置１２として一般的に言及されて良い。図及び説明の中で、同様の記号は同様の要素を表す。
【００２２】
図を参照すると、図１は、光通信システムを表し得る光ネットワーク１０１の例示的な実施形態を示す。光ネットワーク１０１は、光ネットワーク１０１のコンポーネントにより通信される１又は複数の光信号を運ぶために、１又は複数の光ファイバ１０６を有して良い。光ネットワーク１０１のネットワーク要素は、ファイバ１０６により互いに結合され、１又は複数の送信機１０２、１又は複数のマルチプレクサ（ＭＵＸ）１０４、１又は複数の光増幅器１０８、１又は複数の光アド／ドロップマルチプレクサ（optical  add/drop  multiplexer：ＯＡＤＭ）１１０、及び１又は複数のデマルチプレクサ（ＤＥＭＵＸ）１０５、及び１又は複数の受信機１１２を有して良い。
【００２３】
光ネットワーク１０１は、端末ノードを有するポイントツーポイント型光ネットワーク、リング型光ネットワーク、メッシュ型光ネットワーク、又は任意の他の適切な光ネットワーク若しくは光ネットワークの組合せを有して良い。光ネットワーク１０１は、短距離都市域ネットワーク、長距離都市間ネットワーク、又は任意の他の適切なネットワーク若しくはネットワークの組合せの中で用いられて良い。光ネットワーク１０１の容量は、例えば、１００Ｇｂｉｔ／ｓ、４００Ｇｂｉｔ／ｓ、又は１Ｔｂｉｔ／ｓを有して良い。光ファイバ１０６は、非常に低損失で長距離に渡り信号を伝達可能なガラスの細い紐を有して良い。光ファイバ１０６は、光伝送のために種々の異なるファイバから選択される適切な種類のファイバを有して良い。光ファイバ１０６は、ＳＭＦ（Single−Mode  Fiber）、Ｅ−ＬＥＡＦ（Enhanced  Large  Effective  Area  Fiber）、又はＴＷ−ＲＳ（TrueWave（登録商標）Reduced  Slope）ファイバのような任意の適切な種類のファイバを有して良い。
【００２４】
光ネットワーク１０１は、光ファイバ１０６を介して光信号を送信する装置を有して良い。情報は、波長に関する情報を符号化するために１又は複数の光の波長の変調により、光ネットワーク１０１を通じて送信及び受信されて良い。光ネットワークでは、光の波長は、光信号に含まれるチャネル（本願明細書では「波長チャネル」としても参照される）とも称されることがある。各チャネルは、光ネットワーク１０１を通じて特定量の情報を伝達して良い。
【００２５】
光ネットワーク１０１の情報容量及び伝送能力を増大するために、複数のチャネルで送信される複数の信号は、単一の広帯域光信号に結合されて良い。複数のチャネルで情報を通信するプロセスは、光学的にＷＤＭ（wavelength  division  multiplexing）として言及される。ＣＷＤＭ（Coarse  wavelength  division  multiplexing）は、通常２０ｎｍより大きく１６個の波長より少ない、少ないチャネル数を有する広く間隔の開けられた波長の、１本のファイバへの多重化を表す。また、ＤＷＤＭ（dense  wavelength  division  multiplexing）は、通常０．８ｎｍより狭い間隔で４０個より多い、多くのチャネル数を有する密な間隔の波長の、１本のファイバへの多重化を表す。ＷＤＭ又は他の複数波長多重送信技術は、光ファイバ当たりの集約帯域幅を増大するために、光ネットワークで用いられる。ＷＤＭ無しでは、光ネットワークにおける帯域幅は、たった１波長のビットレートに制限され得る。より大きな帯域幅により、光ネットワークは、より多くの情報を送信できる。光ネットワーク１０１は、ＷＤＭ又は何らかの他の適切な多チャネル多重化技術を用いて異なるチャネルを送信し、多チャネル信号を増幅して良い。
【００２６】
光ネットワーク１０１は、特定の波長又はチャネルで、光ネットワーク１０１を通じて光信号を送信する１又は複数の光送信機（Ｔｘ）１０２を有して良い。送信機１０２は、電気信号を光信号に変換し該光信号を送信するシステム、機器、又は装置を有して良い。例えば、送信機１０２は、それぞれ、レーザと、電気信号を受信し該電気信号に含まれる情報を特定の波長でレーザにより生成される光のビームに変調し光ネットワークを通じて信号を伝達するビームを送信する変調器と、を有しても良い。
【００２７】
マルチプレクサ１０４は、送信機１０２に結合されて良く、送信機１０２により、例えばそれぞれ個々の波長で送信される信号を、ＷＤＭ信号に結合するシステム、機器又は装置であって良い。
【００２８】
光増幅器１０８は、光ネットワーク１０１の中の多チャネル信号を増幅して良い。光増幅器１０８は、特定長のファイバ１０６の前又は後に置かれて良い。光増幅器１０８は、光信号を増幅するシステム、機器又は装置を有して良い。例えば、光増幅器１０８は、光信号を増幅する光リピータを有して良い。この増幅は、光−電気又は電気−光変換により実行されて良い。幾つかの実施形態では、光増幅器１０８は、希土類元素をドープされた光ファイバを有し、ドープ光ファイバ増幅素子を形成して良い。信号がファイバを通過するとき、外部エネルギがポンプの形式で印可され、光ファイバのドープされた部分の原子を励起し、光信号の強度を増大する。一例として、光増幅器１０８は、エルビウムドープファイバ増幅器（erbium−doped  fiber  amplifier：ＥＤＦＡ）を有して良い。
【００２９】
ＯＡＤＭ１１０は、ファイバ１０６を介して光ネットワーク１０１に結合されて良い。ＯＡＤＭ１１０は、ファイバ１０６から光信号を（例えば、個々の波長で）アッド又はドロップするシステム、機器又は装置を有しても良いアッド／ドロップモジュールを有して良い。ＯＡＤＭ１１０を通過した後に、光信号は、ファイバ１０６に沿って宛先へと直接進んで良く、或いは、信号は、宛先に達する前に、１又は複数の追加ＯＡＤＭ１１０及び／又は光増幅器１０８を通過して良い。
【００３０】
光ネットワーク１０１の特定の実施形態では、ＯＡＤＭ１１０は、ＷＤＭ信号の個々の又は複数の波長をアッド又はドロップできるＲＯＡＤＭ（reconfigurable  OADM）を表して良い。個々の又は複数の波長は、例えば、ＲＯＡＤＭに含まれ得るＷＳＳ（wavelength  selective  switch）（図２も参照）を用いて光ドメインの中でアッド又はドロップされて良い。ＲＯＡＤＭは、該ＲＯＡＤＭが任意の波長をアッド／ドロップ可能であるとき、「無色」であると考えられる。ＲＯＡＤＭは、該ＲＯＡＤＭが伝搬方向に拘わらず任意の波長をアッド／ドロップ可能であるとき、「無色」であると考えられる。ＲＯＡＤＭは、該ＲＯＡＤＭが任意の現（contended）波長（既に占有された波長）を利用可能な任意の他の波長に切り換え可能であるとき、「無競合」であると考えられる。
【００３１】
図１に示すように、光ネットワーク１０１は、ネットワーク１０１の１又は複数の宛先に、１又は複数のデマルチプレクサ１０５を有して良い。デマルチプレクサ１０５は、単一の合成ＷＤＭ信号をそれぞれの波長において個々のチャネルに分離することによりデマルチプレクサとして動作するシステム、機器又は装置を有して良い。例えば、光ネットワーク１０１は、４０チャネルＤＷＤＭ信号を伝送して良い。デマルチプレクサ１０５は、４０個の異なるチャネルに従って、信号、４０チャネルＤＷＤＭ信号を４０個の別個の信号に分割して良い。
【００３２】
図１で、光ネットワーク１０１は、デマルチプレクサ１０５に結合される受信機１１２も有しても良い。各受信機１１２は、特定の波長又はチャネルで送信される光信号を受信し、該光信号をそれらが含む情報（つまり、データ）を得る（例えば、復調する）ために処理しても良い。したがって、ネットワーク１０１は、ネットワークの各チャネル毎に少なくとも１つの受信機１１２を有して良い。
【００３３】
図１の光ネットワーク１０１のような光ネットワークは、光ファイバを介して光信号の中で情報を伝達するために、変調技術を用いて良い。このような変調方式は、変調技術の他の例の中でも特に、ＰＳＫ（phase−shift  keying）、ＦＳＫ（frequency−shift  keying）、ＡＳＫ（amplitude−shift  keying）、及びＱＡＭ（quadrature  amplitude  modulation）を有して良い。ＰＳＫでは、光信号により伝達される情報は、搬送波又は単にキャリアとしても知られる参照信号の位相を変調することにより変換されて良い。情報は、２レベル又はＢＰＳＫ（binary  phase−shift  keying）、４レベル又はＱＰＳＫ（quadrature  phase−shift  keying）、Ｍ−ＰＳＫ（multi−level  phase−shift  keying）及びＤＰＳＫ（differential  phase−shift  keying）を用いて信号自体の位相を変調することにより搬送されて良い。ＱＡＭでは、光信号により運ばれる情報は、搬送波の振幅と位相の両方を変調することにより伝達されて良い。ＰＳＫは、ＱＡＭの一部であると考えられる。ここで、搬送波の振幅は、一定に維持される。
【００３４】
さらに、ＰＤＭ（polarization  division  multiplexing）技術は、情報送信のために、より大きなビットレートを達成できる。ＰＤＭ伝送は、チャネルに関連する光信号の異なる偏光成分に情報を独立に変調することを含む。この方法では、各偏光成分は、他の偏光成分と別個の信号を同時に伝達できる。それにより、個々の偏光成分の数に従い、ビットレートを増大させることができる。光信号の偏波は、通常、光信号の振動方向を表し得る。用語「偏波」は、通常、光信号の伝搬方向に垂直な、空間内のある点における光信号の電場ベクトルの先端により追跡される経路を表し得る。
【００３５】
図１の光ネットワーク１０１のような光ネットワークでは、管理プレーン、制御プレーン、及びトランスポートプレーン（物理層と呼ばれることが多い）を言及することが通常である。中央管理ホスト（図示しない）は、管理プレーンに存在して良く、制御プレーンのコンポーネントを構成し管理して良い。管理プレーンは、トランスポートプレーン及び制御プレーンのエンティティ（例えば、ネットワーク要素）全てに渡る最終的な制御を有する。一例として、管理プレーンは、１又は複数の処理リソース、データ記憶コンポーネント、等を含む中央処理センタ（例えば、中央管理ホスト）を有して良い。管理プレーンは、制御プレーンの要素と電気的に通信して良く、トランスポートプレーンの１又は複数のネットワーク要素と電気的に通信して良い。管理プレーンは、システム全体の管理機能を実行し、ネットワーク要素、制御プレーン及びトランスポートプレーンの間の調整を提供して良い。例として、管理プレーンは、要素の観点から１又は複数のネットワーク要素を取り扱うＥＭＳ（element  management  system）、ネットワークの観点から多くの装置を取り扱うＮＭＳ（network  management  system）、及びネットワーク全体の動作を取り扱うＯＳＳ（operational  support  system）を有して良い。
【００３６】
本開示の範囲から逸脱することなく、光ネットワーク１０１に対し変更、追加又は省略が行われて良い。例えば、光ネットワーク１０１は、図１に示すものより多くの又は少ない要素を有して良い。また、上述のように、ポイントツーポイントネットワークとして図示されたが、光ネットワーク１０１は、リング、メッシュ、及び／又は階層構造のネットワークトポロジのような光信号を送信する任意の適切なネットワークトポロジを有して良い。
【００３７】
上述のように、光ネットワークを介して送信され得る情報量は、情報と共に符号化され１つの信号に多重化された光チャネルの数と共に変化して良い。したがって、ＷＤＭ信号を用いる光ファイバは、単一チャネルにより情報を伝達する光ファイバよりも多くの情報を伝達できる。伝達されるチャネル数及び偏波成分の数に加えて、どれだけ多くの情報が光ネットワークを介して送信できるかに影響する別の要因は、送信のビットレートであり得る。ビットレートが高いほど、送信される情報容量は大きい。高いビットレートの達成は、広帯域電気ドライバ技術、デジタル信号プロセッサ技術の可用性により制限され、光ネットワーク１０１による送信のために要求されるＯＳＮＲを増大し得る。
【００３８】
光ネットワーク１０１の動作中、データレートが１Ｔに近付き、超えると、Ｏ−Ｅ−Ｏ再生器の過剰な数を回避することにより経済的実現可能性を維持するために、対応する高いＯＳＮＲが望ましくなる。ＯＳＮＲ低減の１つのソースは、送信経路の中の種々のポイントにおけるカスケード接続された光増幅器１０８から生じる雑音累積である。光増幅器では、ＯＳＮＲは、式１により与えられる雑音指数（noise  figure：ＮＦ）として表すことができる。ここで、ＯＳＮＲｉｎは入力ＯＳＮＲであり、ＯＳＮＲｏｕｔは出力ＯＳＮＲであり、ｄＢはデシベルである。
【００３９】
NF=１０log(OSNRin/OSNRout)=OSNRin[dB]-OSNRout[dB]    Equation(１)
光増幅器の現在の設計は、多くの場合に３ｄＢより低いような低雑音特性を示し得る光位相感応増幅器（phase−sensitive  amplifier：ＰＳＡ）を含み得る。幾つかのＰＳＡ設計は、０ｄＢ雑音特性を示すことがある。より低い雑音特性は、所与の光信号の光到達距離を増大することを可能にできる。これは望ましい。
【００４０】
典型的な位相感応増幅器は、光ポンプを用いてアイドラー信号を最初に生成するアイドラー段と、光ポンプ及びアイドラー信号を用いて入力信号を増幅する増幅段と、を含む異なる段を有する。アイドラー段と増幅段との間に、位相感応光増幅器の中に中間段が実装されて良い。中間段は、入力信号及びアイドラー段のパワーレベルを調整するために、複雑な信号処理及びポンプパワー回復を含んで良い。標準的な位相感応光増幅器では、入力信号、光ポンプ、及びアイドラー信号の光経路は、各々の信号のパワーを独立に変調するために、中間段の中で分離されて良い。分離された光経路が再結合されるとき、信号の位相を再び揃えるために、位相調整が実行されて良い。位相調整は、入力信号及びアイドラー信号の位相を光ポンプと再び揃えるために、光位相ロックループを含んで良い。
【００４１】
ＣＤＣ−ＲＯＡＤＭは、光ネットワーク１０１の動作に大規模な柔軟性を提供し得る。しかしながら、ＣＤＣ  ＲＯＡＤＭは、ＥＤＦＡである場合の多い光増幅器１０８を用いて標準的に補償される光信号減衰を本来示す多くのコンポーネントを含む。ＣＤＣ  ＲＯＡＤＭでは、２つのＷＳＳは、通常、ＣＤＣ  ＲＯＡＤＭを通過する各光経路上に存在する。一方で、合計減衰損失は、標準的に約２０ｄＢより大きく、これは長さ１００ｋｍに及ぶファイバスパン全長の等価減衰に匹敵する。
【００４２】
更に詳述するように、ＣＤＣ  ＲＯＡＤＭ内に存在するＷＳＳの間のＰＳＡを統合する低雑音ＣＤＣ  ＲＯＡＤＭを実装する方法及びシステムが本願明細書に開示される。幾つかの実施形態では、ラマン増幅段は、ＣＤＣ  ＲＯＡＤＭ内に統合されたＰＳＡでも使用されて良い。本願明細書に開示される低雑音ＣＤＣ  ＲＯＡＤＭは、ＣＤＣ  ＲＯＡＤＭのコンポーネントの中で、アイドラー段（本願明細書では「段Ｉ」としても参照される）及び増幅段（本願明細書では「段ＩＩ」としても参照される）を含むことにより、ＰＳＡを統合する。本願明細書に開示される低雑音ＣＤＣ  ＲＯＡＤＭは、ＣＤＣ  ＲＯＡＤＭ内に統合されたＰＳＡを作動するために、波長選択切り換え及び位相整合機能のようなＷＳＳに既に含まれている能力を利用して良い。本願明細書に記載され、低雑音ＣＤＣ  ＲＯＡＤＭ内の２つのＷＳＳの前後に統合されるＰＳＡは、例えば、利得等化ノードのような少なくとも２つのＷＳＳを有する他のノードにも実装されて良い。
【００４３】
ここで図２を参照すると、光ＰＳＡを有する低雑音ＣＤＣ  ＲＯＡＤＭ２００の例示的な実施形態の選択された要素が示される。図示のように、ＣＤＣ  ＲＯＡＤＭ２００は、概略図であり、実寸通りではない。理解されるように、異なる実施形態では、ＣＤＣ  ＲＯＡＤＭ２００は、図２に示したより少ない又は多いコンポーネントにより実装されて良い。特に、理解されるように、ＣＤＣ  ＲＯＡＤＭ２００は、追加入力及び出力デグリー、並びに追加アッドポート及びドロップポートを追加することにより、異なるサイズ、トポロジ、及び複雑性の光ネットワークで使用するために拡張され得る。例えば、ＷＳＳ２１４−１と共に示される追加出力デグリー２０８は、ＣＤＣ  ＲＯＡＤＭの容量を拡張するために使用されて良く、対応する追加入力及び出力デグリーはＣＤＣ  ＲＯＡＤＭ２００の容量を拡張するために使用されて良いことが理解される。説明の明確化のために図２に示されないが、出力デグリー２０８のような追加出力デグリーは、ＷＳＳ２１４−２と共に使用されても良い。
【００４４】
図２では、ＣＤＣ  ＲＯＡＤＭ２００は、光ネットワーク１０１（図１を参照）のような光ネットワーク内でＷＤＭ光信号を送信することにより動作する。具体的に、ＣＤＣ  ＲＯＡＤＭ２００は、ある伝搬方向でＷＤＭ入力信号２１０−１を受信し、同時に、同じ光経路から逆伝搬方向でＷＤＭ入力信号２１０−２を受信して良い。さらに、ＣＤＣ  ＲＯＡＤＭ２００は、（１又は複数のチャネル又は波長を有する）ＷＤＭ入力信号２１０−１、２１０−２の中の波長がドロップされＷＤＭ出力信号２１１−３として出力され得るドロップポート２２２と、ＷＤＭ入力信号２１０−３の中の波長がＷＤＭ出力信号２１１−１、２１１−２にアッドされ得るアッドポート２２４と、を有する。したがって、アッドポート２２４及びドロップポート２２２は、それぞれ、伝搬方向のうちのいずれか１つで、ＷＤＭ光信号をアッド／ドロップして良い。ＣＤＣ  ＲＯＡＤＭ２００のＣＤＣ特性のために、ＣＤＣ  ＲＯＡＤＭ２００は、例えばＯ−Ｅ−Ｏ変換器又は他の手段（図示しない）を用いて波長をシフトすることにより、ＷＤＭ光信号のアッド中に生じ得る任意の波長衝突を本来解決できると想定される。次に、ＣＤＣ  ＲＯＡＤＭ２００は、増幅したＷＤＭ出力信号２１１−２をある伝搬方向に出力し、同時に、逆伝搬方向に増幅したＷＤＭ出力信号２１１−１を出力して良い。
【００４５】
したがって、ＷＤＭ入力信号２１０の中の種々の波長が、ＣＤＣ  ＲＯＡＤＭ２００により受信され、増幅したＷＤＭ光信号２１１に直接送信されて良い。ＷＤＭ入力信号２１０の中の幾つかの波長は、ＣＤＣ  ＲＯＡＤＭ２００により光経路からドロップされて良く、ドロップポート２２２において出力のために利用可能である。新しい波長は、増幅したＷＤＭ光信号２１１にアッドされて良く、アッドポート２２４で受信される。ＣＤＣ  ＲＯＡＤＭ２００はＷＤＭ入力信号２１０からの波長をアッド又はドロップするために使用されるので、増幅したＷＤＭ光信号２１１は、ＷＤＭ入力信号２１０と異なる波長を有して良く、又は所与の波長に変調された異なる情報を有して良い。
【００４６】
標準的なＣＤＣ  ＲＯＡＤＭの前後で使用される典型的な光増幅器１０８の代わりに、ＣＤＣ  ＲＯＡＤＭ２００は、異なる入力及び出力光経路に沿って、ＰＳＡ段Ｉ２０４及びＰＳＡ段ＩＩ２０６の種々のインスタンスを組み込む。ＣＤＣ  ＲＯＡＤＭ２００の構成の結果として、各波長は少なくとも２つのＷＳＳを通過する。ＣＤＣ  ＲＯＡＤＭ２００内の各々の可能な光経路に沿って、ＰＳＡ段Ｉ２０４は、第１ＷＳＳの前に配置され、ＰＳＡ段ＩＩ２０６は第２ＷＳＳの後に配置される。
【００４７】
例えば、ＷＤＭ入力信号２１０−１がＣＤＣ  ＲＯＡＤＭ２００への入力として受信されるとき、ＰＳＡ段Ｉ２０４−１（アイドラー段）は、高非線形ファイバ（highly  non−linear  fiber：ＨＮＬＦ）のような第１非線形要素（non−linear  element：ＮＬＥ）を用いて、光ポンプ及びアイドラー信号をアッドし、ＰＳＡ段Ｉ光信号２３０−１を生成する。次に、ＰＳＡ段Ｉ光信号２３０−１は、ＷＳＳクロスコネクト２１２−１の中のＷＳＳ２１４−１によりルーティングされる。ＷＳＳ２１４−１は、１ｘＫ  ＷＳＳであって良い。ここで、Ｋは、種々の実施形態において１０、２０、４０、又はそれより多い出力デグリーのような出力デグリーの整数の数である。ＷＳＳ２１４−１の１つの出力デグリー２３４は、ＷＳＳクロスコネクト２１２−２内のＷＳＳ２１６−２（Ｋｘ１  ＷＳＳ）に接続して良く、光ポンプのような、ＰＳＡ段Ｉ光信号２３０−１の少なくとも特定部分を、ＣＤＣ  ＲＯＡＤＭ２００内に保持されるＷＤＭ入力信号２１０−１の波長と一緒に送信して良い。したがって、ＣＤＣ  ＲＯＡＤＭ２００を通過するＷＤＭ入力信号２１０−１内の波長は、第１ＷＳＳとしてのＷＳＳ２１４−１及び第２ＷＳＳとしてのＷＳＳ２１６−２を通じてルーティングされる。ＷＳＳ２１６−２の後に、ＣＤＣ  ＲＯＡＤＭ２００を通過した波長は、アッドポート２２４においてアッドされたＷＤＭ入力信号２１０−３の中の新しい波長と一緒に、増幅を実行する第２ＮＬＥを含むＰＳＡ段ＩＩ２０６−２へＰＳＡ段ＩＩ光信号２３２−２として送信される。ＰＳＡ段ＩＩ光信号２３２−２は、ＰＳＡ段Ｉ２０４−１又は２０４−３においてアッドされた個々のアイドラー信号と一緒に光ポンプを含んで良い。
【００４８】
ＣＤＣ  ＲＯＡＤＭ２００では、ドロップされるべきＷＤＭ入力信号２１０−１の中の波長は、ＭｘＮ  ＷＳＳであって良く、ここでＭ及びＮはスイッチ可能デグリーの整数の数である、ＷＳＳアッド／ドロップ２１８の中のＷＳＳ２１４−１〜ＷＳＳ２２０−１によりルーティングされて良い。ＷＳＳ２２０−１から、ドロップされた波長は、ＰＳＡ段ＩＩ光信号２３６として、ＰＳＡ段ＩＩ２０６−３へ出力されて良い。ＰＳＡ段ＩＩ２０６−３は、ドロップされた波長を含むＷＤＭ出力信号２１１−３をドロップポート２２２へ出力して良い。
【００４９】
ＣＤＣ  ＲＯＡＤＭ２００では、アッドされるべきＷＤＭ入力信号２１０−３の中の波長は、ＰＳＡ段Ｉ２０４−３により受信されて良い。結果として生じるＷＤＭ入力信号２１０−３は、対応する光ポンプ及びアイドラー信号と一緒に、次に、ＷＤＭ出力信号２１１−２として更に送信するためにＷＳＳ２２０−２〜ＷＳＳ２１６−２により、又はＷＤＭ出力信号２１１−１として更に送信するためにＷＳＳ２１６−１によりルーティングされて良い。
【００５０】
さらに、ＷＤＭ入力信号２１０−１に関して上述したものと実質的に同様の方法で、ＷＤＭ入力信号２１０−２は、ＰＳＡ段Ｉ２０４−２を通じて送信され、ＰＳＡ段Ｉ光信号２３０−２を生成して良い。ＰＳＡ段Ｉ光信号２３０−２の中の通過波長は、次に、ＷＳＳ２１４−２及びＷＳＳ２１６−１によりＰＳＡ段ＩＩ２０６−１に切り換えられる。ＰＳＡ段Ｉ光信号２３０−２の中のドロップされた波長は、次に、ＷＳＳ２１４−２及びＷＳＳ２２０−１によりＰＳＡ段ＩＩ２０６−３に切り換えられる。ＰＳＡ段Ｉ光信号２１０−３の中のアッドされた波長は、次に、ＷＳＳ２２０−２及びＷＳＳ２１６−１によりＰＳＡ段ＩＩ２０６−１に切り換えられる。逆伝搬方向では（図２の紙面の右から左へ）、ＰＳＡ段ＩＩ光信号２３２−１が、ＰＳＡ段ＩＩ２０６−１により生成され増幅され、ＷＤＭ出力信号２１１−１を生成する。
【００５１】
図２には、ＷＤＭ出力信号２１１に関する情報をモニタし得る光チャネルモニタ２２６も示される。図２では、例示的な構成として、光チャネルモニタ２２６に光入力を提供するためにＷＤＭ出力信号２１１−２を分離するタップ２２８が示される。光チャネルモニタ２２６は、波長、パワー、残留色分散、偏波モード分散、及びＯＳＮＲのようなＷＤＭ出力信号２１１の種々の特性を監視して良い。光チャネルモニタ２２６は、例えば、ＷＤＭ出力信号２１１−２の監視した光パワーに基づき、ＷＤＭ光信号２１１−２、光ポンプ、及びアイドラー信号のような種々の波長の位相整合を可能にするためにＷＳＳ２１４−１及びＷＳＳ２１６−２に電気制御信号を提供するフィードバック構成で示される。光チャネルモニタ２２６は説明の明確化のために図２中のＰＳＡ段ＩＩ２０６−２における伝搬方向にのみ示されるが、光チャネルモニタ２２６は、ＷＤＭ出力信号２１１の調整及び制御のためにＰＳＡ段ＩＩ２０６−１における逆伝搬方向で又はドロップポート２２２と共に使用されても良いことが理解される。同様に、内部位相調整能力を備えられたＷＳＳは、ＣＤＣ  ＲＯＡＤＭ２００の中で、図２に示すように、ＰＳＡ段Ｉ及びＩＩの統合を可能にするために利用されるそれらの既存の能力を有し得る。
【００５２】
図３を参照すると、光ＰＳＡ段Ｉ２０４の一実施形態の選択された要素が示される。図３では、光ＰＳＡ段Ｉ２０４は、概略的表現で示され、実寸通りではない。留意すべきことに、異なる実施形態では、光ＰＳＡ段Ｉ２０４は、図３に示すものより追加の又はより少ない要素により動作されて良い。
【００５３】
図３では、光ＰＳＡ段Ｉ２０４は、ＷＤＭ入力信号２１０を受信し、カプラ３０６を用いて光ポンプ３０８をアッドする。ＷＤＭ入力信号２１０及び光ポンプ３０８を含む中間段Ｉ信号３１２は、次に、非線形光要素であるＮＬＥアイドラー３１４へ送信される。光ポンプ３０８及びＷＤＭ入力信号２１０の存在により、ＮＬＥアイドラー３１４において単純な４波混合（four  wave  mixing：ＦＷＭ）が生じて、アイドラー信号３１８を生成し、結果としてＰＳＡ段Ｉ光信号２３０を生じて良い。ＰＳＡ段Ｉ２０４では、単純な４波混合（four  wave  mixing：ＦＷＭ）が生じて、所謂「アイドラー信号」を生成して良い。これは、ポンプ波長に対して、ＷＤＭ光信号２１０のような光信号の共役波長（conjugate  wavelength）である。ＦＷＭでは、アイドラー信号は、光信号及びポンプ波長が、高非線形ファイバ（ＨＮＬＦ）を含み得る非線形要素（ＮＬＥアイドラー３１４）を通過するときに現れる。種々の実施形態では、ＦＷＭを実現するために、光学結晶又は他の光学材料のような他のＮＬＥが使用されても良い。非線形光要素（ＮＬＥ）は、ドープ光ファイバ、周期的に分極されたニオブ酸リチウム（ＰＰＬＮ）、アルミニウムガリウムヒ素（AlGaAs）又は所望の光非線形を示す別の半導体材料を含んで良い。ＮＬＥアイドラー３１４では、非線形処理により、光子はポンプ波長から変換され、光信号はアイドラー信号に変換される。
【００５４】
図３には、光ＰＳＡ段Ｉ２０４の中で送信される異なる信号のスペクトルも示される。スペクトル２１０−Ｓでは、光信号３１０は、ＷＤＭ入力信号２１０に含まれる１又は複数の波長を表す。中間段Ｉ信号３１２に対応するスペクトル３１２−Ｓでは、光ポンプ３０８が光信号３１０にアッドされる。ＰＳＡ段Ｉ光信号２３０に対応するスペクトル２３０−Ｓでは、アイドラー信号３１８がアッドされており、光信号３１０の対応する１又は複数の波長を表すが、光ポンプ３０８に関して対照的にスペクトル間隔を空けられている。
【００５５】
図４を参照すると、光ＰＳＡ段ＩＩ２０６の一実施形態の選択された要素が示される。図４では、光ＰＳＡ段ＩＩ２０６は、概略的表現で示され、実寸通りではない。留意すべきことに、異なる実施形態では、光ＰＳＡ段ＩＩ２０６は、図４に示すものより追加の又はより少ない要素により動作されて良い。
【００５６】
図４では、光ＰＳＡ段ＩＩ２０６は、ＰＳＡ段ＩＩ光信号２３２を受信する。ＰＳＡ段ＩＩ光信号２３２は、アイソレータ４０２を通過して、ＰＳＡ段ＩＩ光信号２３２をＮＬＥラマン増幅４２２へ送信する前に、ラマンポンプ４２４の後方伝搬を防ぐ。ＮＬＥラマン増幅４２２は、カプラ４０６を用いてラマンポンプ４２４を受信する。ＰＳＡ段ＩＩ光信号２３２は、対応するアイドラー信号３１８及び光ポンプ３０８と一緒に、上述のようなＷＤＭ出力信号２１１の中の波長を含む光信号３１０を含んで良い。ＣＤＣ  ＲＯＡＤＭ２００の種々のコンポーネントにおける減衰のために、ＰＳＡ段ＩＩ光信号２３２の信号強度は、スペクトル２３２−Ｓの中の減少した強度レベルにより示されるように、相対的に低くて良い。
【００５７】
光ＰＳＡ段ＩＩ２０６では、ＮＬＥラマン増幅４２２は、処理されている光信号（ＰＳＡ段ＩＩ光信号２３２）と逆伝搬方向に、利得媒体としてＮＬＥを通じて方向付けられる、レーザ光源であって良いラマンポンプ４２４を含むラマン増幅器を有して良い。ラマンポンプ４２４は、使用される利得媒体に基づき選択されて良い。例えば、１３ＴＨｚ光ポンプは、ＮＬＥとしてのＧｅＯ２／ＳｉＯ２シングルモードファイバ（single  mode  fiber：ＳＭＦ）と共に使用されて良い。一方で、４０ＴＨｚ光ポンプは、ＮＬＥとしてのＰ２Ｏ５ドープＳｉＯ２リン酸塩ドープファイバ（phosphate−doped  fiber：ＰＤＦ）と共に使用されて良い。さらに、ラマンポンプ４２４の光パワーの変調又は変更は、ＮＬＥラマン増幅４２２の光利得を決定するため又は変更するために使用されて良い。ラマン増幅は、光ＰＳＡ段ＩＩ２０６の幾つかの実施形態では任意であって良いことに留意する。したがって、アイソレータ４０２、ＮＬＥラマン増幅４２２、カプラ４０６、及びラマンポンプ４２４は省略されて良い（図示しない）。
【００５８】
ＮＬＥラマン増幅４２２の出力は、ラマン増幅光信号４１２として示され、上述の非線形光要素であるＮＬＥ増幅４１８へ向けられる。ラマン増幅光信号４１２の存在により、ＮＬＥ増幅４１８において１ポンプ４波混合（four  wave  mixing：ＦＷＭ）が生じ、光ポンプ３０８により、ＷＤＭ光信号及びアイドラー信号を増幅できる。ＮＬＥ増幅４１８は、１ポンプ４波混合（four  wave  mixing：ＦＷＭ）を実行するコンポーネントを含んで良い。１ポンプＦＷＭは、ドープ光ファイバ、周期的に分極されたニオブ酸リチウム（ＰＰＬＮ）、アルミニウムガリウムヒ素（AlGaAs）又は所望の光非線形を示す別の半導体材料のような非線形光要素（ＮＬＥ）を通じて、入力信号又はそのフィルタリングされた部分を通過させることにより、達成されて良い。
【００５９】
ＮＬＥ増幅４１８の後に、光信号４１２は、強度の減少した光ポンプ３０８と一緒に、強度の増大した増幅ＷＤＭ光信号３１０及びアイドラー信号３１８を含む。次に、ＷＤＭ出力信号２１４を分離するために、光帯域通過フィルタ（optical  bandpass  filter：ＯＢＰＦ）４０８が適用されて良い。
【００６０】
図４には、光ＰＳＡ段ＩＩ２０６の中で送信される異なる信号のスペクトルも示される。スペクトル３２３−Ｓでは、光信号３１０は、ＷＤＭ出力信号２１１に含まれる１又は複数の波長を表す。一方、アイドラー信号３１８は、光ポンプ３０８に関して光信号３１０の共役である。スペクトル２３２−Ｓは、ＰＳＡ段ＩＩ光信号２３２に対応する。ＰＳＡ段ＩＩ光信号２３２は、その中にアイドラー信号３１８がアッドされ、少なくとも２つのＷＳＳを通じて切り換えられ、その結果、（スペクトル２３０−Ｓと比べて）減少した信号強度により示される、（ＰＳＡ段Ｉ光信号２３０と比べて）光パワー減衰を生じる。ラマン増幅光信号４１２に対応するスペクトル４１２−Ｓでは、光信号３１０、光ポンプ３０８、及びアイドラー信号３１８は、ラマン増幅され、（スペクトル２３２−Ｓと比べて）より高い強度を示す。スペクトル４１４−Ｓでは、光信号３１０及びアイドラー信号３１８は、光ポンプ３０８により、ＮＬＥ増幅４１８において（スペクトル４１２−Ｓと比べて）増幅される。スペクトル２１１−Ｓでは、光信号３１０は、アイドラー信号３１８及び光ポンプ３０８を除去する光帯域通過フィルタ４０８により、増幅された形式で分離される。したがって、スペクトル２１１−Ｓは、ＷＤＭ出力信号２１１のスペクトルを示す。
【００６１】
図５を参照すると、本願明細書で記載されるような、低雑音ＣＤＣ  ＲＯＡＤＭを作動するための方法５００の一実施形態の選択された要素のブロック図がフローチャートの形式で示される。方法５００は、ＣＤＣ  ＲＯＡＤＭ２００（図２を参照）を用いて実行されて良い。留意すべきことに、方法５００で記載される特定の動作は、異なる実施形態では任意であって良く或いは再配置されて良い。
【００６２】
方法５００は、ステップ５０２で、ＲＯＡＤＭの入力デグリーにおいて入力ＷＤＭ光信号を受信することにより、開始して良い。ステップ５０４で、入力ＷＤＭ光信号は、ＰＳＡ段Ｉを通じて送信される。ここで、ＰＳＡ段Ｉは、第１ＮＬＥを有する。入力ＷＤＭ光信号及び第１ポンプ波長が該第１ＮＬＥを通過して、入力ＷＤＭ光信号、第１ポンプ波長、及びアイドラー信号を含むＰＳＡ段Ｉ光信号を生成する。ステップ５０６で、ＰＳＡ段Ｉ光信号は、第１ＷＳＳを通じて送信される。ステップ５０８で、ＰＳＡ段ＩＩ光信号の波長は、第２ＷＳＳにおいて受信される。ＰＳＡ段ＩＩ光信号は、出力ＷＤＭ光信号に含まれる光信号波長、第１ポンプ波長、及び対応するアイドラー信号を有する。任意の光信号波長がＲＯＡＤＭにより入力ＷＤＭ光信号２１０からアッドされ又はドロップされる場合、出力ＷＤＭ光信号２１１に含まれる光信号波長３１０は、アッドされた光信号波長を含んで良く、ドロップされた光信号波長を除外して良い、ＲＯＡＤＭによりアッド又はドロップされる光信号が無い場合、出力ＷＤＭ光信号２１１に含まれる光信号波長３１０は、入力ＷＤＭ光信号２１０と同じである。ステップ５１０で、第２ＷＳＳに続き、ＰＳＡ段ＩＩ光信号が、ＰＳＡ段ＩＩへ送信される。ここで、ＰＳＡ段ＩＩは、第２ＮＬＥを有する。該第２ＮＬＥを通じて、ＰＳＡ段ＩＩ光信号が増幅されて、出力ＷＤＭ光信号を生成する。
【００６３】
本願明細書に開示されるように、低雑音ＣＤＣ  ＲＯＡＤＭを実装する方法及びシステムは、ＣＤＣ  ＲＯＡＤＭに含まれるＷＳＳの前後に光ＰＳＡの個々の段を組み込むステップを含む。ＷＳＳは、ポンプ及びアイドラー信号を方向付けるために、及び最適位相感応増幅のための位相調整を実行するために、使用されて良い。
【００６４】
以上に開示した主題は、説明のためであり、限定ではないと考えられるべきである。また、添付の特許請求の範囲は、本開示の真の精神及び範囲に包含される全ての変更、拡張及び他の実施形態を包含することを意図している。したがって、法により認められる最大範囲まで、本開示の範囲は、特許請求の範囲及びその等価物の最も広い許容可能な解釈により決定されるべきであり、前述の詳細な説明により限定又は制限されるべきではない。
【００６５】
以上の実施形態に加えて、更に以下の付記を開示する。
（付記１）  光トランスポートネットワークにおける再構成可能光アッド／ドロップマルチプレクサ（ＲＯＡＤＭ）の作動方法であって、前記方法は、
ＲＯＡＤＭの入力デグリーにおいて、入力波長分割多重化（ＷＤＭ）光信号を受信するステップと、
位相感応増幅器（ＰＳＡ）段Ｉを通じて前記入力ＷＤＭ光信号を送信するステップであって、前記ＰＳＡ段Ｉは、第１非線形光素子（ＮＬＥ）であって、前記入力ＷＤＭ光信号及び第１ポンプ波長が該第１ＮＬＥを通過して、前記入力ＷＤＭ光信号、前記第１ポンプ波長、及びアイドラー信号を有するＰＳＡ段Ｉ光信号を生成する、第１ＮＬＥを有する、ステップと、
第１波長選択スイッチ（ＷＳＳ）を通じて前記ＰＳＡ段Ｉ光信号を送信するステップと、
第２ＷＳＳにおいてＰＳＡ段ＩＩ光信号の波長を受信するステップであって、前記ＰＳＡ段ＩＩ光信号は、出力ＷＤＭ光信号に含まれる波長、前記第１ポンプ波長、及び対応するアイドラー信号を有する、ステップと、
前記第２ＷＳＳの後に、前記ＰＳＡ段ＩＩ光信号をＰＳＡ段ＩＩへ送信するステップであって、前記ＰＳＡ段ＩＩは、第２ＮＬＥであって、前記ＰＳＡ段ＩＩ光信号が該ＰＳＡ段ＩＩを通じて増幅されて、前記出力ＷＤＭ光信号を生成する、第２ＮＬＥを有する、ステップと、
を有する方法。
（付記２）  前記ＰＳＡ段ＩＩ光信号に光帯域通過フィルタを通過させるステップであって、前記第１ポンプ波長及び前記アイドラー信号を除去して、前記出力ＷＤＭ光信号を分離する、ステップと、
前記ＲＯＡＤＭの出力デグリーを通じて前記出力ＷＤＭ光信号を送信するステップと、
を更に有する付記１に記載の方法。
（付記３）  前記ＲＯＡＤＭの前記出力デグリーは、ドロップポートである、付記２に記載の方法。
（付記４）  前記ＲＯＡＤＭの前記入力デグリーは、アッドポートである、付記１に記載の方法。
（付記５）  前記第１ＷＳＳを用いて、前記ＰＳＡ段Ｉ光信号を位相調整するステップであって、前記入力ＷＤＭ光信号、前記第１ポンプ波長、及び前記アイドラー信号の個々の位相は揃っている、ステップ、
を更に有する付記１に記載の方法。
（付記６）  前記個々の位相は、前記出力ＷＤＭ光信号を監視する光チャネルモニタからのフィードバック信号に基づき、揃えられる、付記５に記載の方法。
（付記７）  前記ＰＳＡ段ＩＩにおいて、前記第２ＮＬＥの前に、第３ＮＬＥを通じて前記ＰＳＡ段Ｉ信号を送信するステップであって、第２ポンプ波長は該第３ＮＬＥを通じて反対方向に伝搬され、前記第３ＮＬＥ及び前記第２ポンプ波長は、前記ＰＳＡ段Ｉ信号に対してラマン増幅を実行する、ステップ、
を更に有する付記１に記載の方法。
（付記８）  再構成可能光アッド／ドロップマルチプレクサ（ＲＯＡＤＭ）であって、
ＲＯＡＤＭの入力デグリーにおいて、入力波長分割多重化（ＷＤＭ）光信号を受信する位相感応増幅器（ＰＳＡ）段Ｉであって、前記ＰＳＡ段Ｉは、第１非線形光素子（ＮＬＥ）であって、前記入力ＷＤＭ光信号及び第１ポンプ波長が該第１ＮＬＥを通過して、前記入力ＷＤＭ光信号、前記第１ポンプ波長、及びアイドラー信号を有するＰＳＡ段Ｉ光信号を生成する、第１ＮＬＥを有する、ＰＳＡ段Ｉと、
前記ＰＳＡ段Ｉ光信号を受信可能にされた第１波長選択スイッチ（ＷＳＳ）を有する第１ＷＳＳクロスコネクトと、
前記ＰＳＡ段ＩＩ光信号を受信可能にされた第２波長選択スイッチ（ＷＳＳ）を有する第２ＷＳＳクロスコネクトであって、前記ＰＳＡ段ＩＩ光信号は、出力ＷＤＭ光信号に含まれる波長、前記第１ポンプ波長、及び対応するアイドラー信号を有する、第２ＷＳＳクロスコネクトと、
前記ＰＳＡ段ＩＩ光信号を受信するＰＳＡ段ＩＩであって、前記ＰＳＡ段ＩＩは、第２ＮＬＥであって、前記ＰＳＡ段ＩＩ光信号が該ＰＳＡ段ＩＩを通じて増幅されて、前記出力ＷＤＭ光信号を生成する、第２ＮＬＥを有する、ＰＳＡ段ＩＩと、
を有するＲＯＡＤＭ。
（付記９）  光帯域通過フィルタであって、前記ＰＳＡ段ＩＩ光信号が前記ＰＳＡ段ＩＩの後に該光帯域通過フィルタを通過して、前記第１ポンプ波長及び前記アイドラー信号を除去して、前記ＲＯＡＤＭの出力デグリーにおいて前記出力ＷＤＭ光信号を分離する、光帯域通過フィルタ、
を更に有する付記８に記載のＲＯＡＤＭ。
（付記１０）  前記ＲＯＡＤＭの前記出力デグリーは、ドロップポートである、付記９に記載のＲＯＡＤＭ。
（付記１１）  前記ＲＯＡＤＭの前記入力デグリーは、アッドポートである、付記８に記載のＲＯＡＤＭ。
（付記１２）  前記第１ＷＳＳは、前記ＰＳＡ段Ｉ光信号を位相調整するために使用され、前記入力ＷＤＭ光信号、前記第１ポンプ波長、及び前記アイドラー信号の個々の位相は揃っている、ステップ、
を更に有する付記８に記載のＲＯＡＤＭ。
（付記１３）  前記個々の位相は、前記出力ＷＤＭ光信号を監視する光チャネルモニタからのフィードバック信号に基づき、揃えられる、付記１２に記載のＲＯＡＤＭ。
（付記１４）  前記第２ＮＬＥの前にあり前記ＰＳＡ段ＩＩにある第３ＮＬＥであって、前記ＰＳＡ段Ｉ信号を受信し、前記ＰＳＡ段Ｉ信号と逆伝搬方向の第２ポンプ波長を受信し、前記第３ＮＬＥ及び前記第２ポンプ波長は、前記ＰＳＡ段Ｉ信号に対してラマン増幅を実行する、第３ＮＬＥ、
を更に有する付記８に記載のＲＯＡＤＭ。
【符号の説明】
【００６６】
２００  光ＰＳＡを備える低雑音ＣＤＣ  ＲＯＡＤＭ
２０４  ＰＳＡ段Ｉ
２０６  ＰＳＡ段ＩＩ
２１０  ＷＤＭ光信号
２１１  ＷＤＭ光信号
２１２  ＷＳＳクロスコネクト
２１４  ＷＳＳ
２１６  ＷＳＳ
２１８  ＷＳＳアッド／ドロップ
２２０  ＷＳＳ
２２２  ドロップポート
２２４  アッドポート
２２６  光チャネルモニタ
２２８  タップ
【図１】
2018121331.tif 000003
【図２】
2018121331.tif 000004
【図３】
2018121331.tif 000005
【図４】
2018121331.tif 000006
【図５】
2018121331.tif 000007