(57)【要約】【課題】二偏波信号をモニタリングするシステムおよび方法が開示される。【解決手段】システムおよび方法は、それぞれ主データ信号の偏波成分に関連する複数の監督信号を含む前記二偏波信号の一部を抽出し、第一および第二の監督信号のパワー・レベルを測定し、少なくとも前記パワー・レベルに基づいて前記主データ信号の偏波成分の間のパワー不均衡を判別することを含む。【選択図】図１
2015089124.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
二偏波信号をモニタリングする方法であって：
前記二偏波信号の一部を抽出する段階であって、前記二偏波信号は：
主データ信号の第一の偏波成分に関連する第一の監督信号；および
前記主データ信号の第二の偏波成分に関連する第二の監督信号を含む、段階と；
前記第一および第二の監督信号のパワー・レベルを測定する段階と；
少なくとも前記パワー・レベルに基づいて前記主データ信号の前記第一の偏波成分と前記第二の偏波成分の間のパワー不均衡を判別する段階とを含む、
方法。
【請求項２】
前記パワー不均衡を判別する段階が、少なくとも監督信号パワー不均衡に基づいてパワー不均衡を判別することを含み、前記監督信号パワー不均衡が前記パワー・レベルに基づく、請求項１記載の方法。
【請求項３】
前記第一および第二の監督信号が振幅変調されている、請求項１記載の方法。
【請求項４】
前記第一および第二の監督信号が周波数変調されている、請求項１記載の方法。
【請求項５】
前記第一および第二の監督信号が相補的である、請求項１記載の方法。
【請求項６】
前記第一および第二の監督信号が非相補的である、請求項１記載の方法。
【請求項７】
多偏波信号を受信する光受信機であって：
偏波コントローラと；
前記偏波コントローラに通信上結合されている偏波ビームスプリッターと；
前記偏波ビームスプリッターに通信上結合されている複数のフォトダイオードと；
前記複数のフォトダイオードのそれぞれに通信上結合されている帯域通過フィルタと；
各帯域通過フィルタに通信上結合されている高周波パワー検出器とを有しており、
前記高周波パワー検出器は、一つまたは複数の監督信号に関連する光パワー・レベルを検出するよう構成されており、前記一つまたは複数の監督信号のそれぞれは前記多偏波信号の一つまたは複数の偏波成分に関連している、
光受信機。
【請求項８】
前記第一および第二の監督信号が振幅変調されている、請求項７記載の光受信機。
【請求項９】
前記第一および第二の監督信号が相補的である、請求項８記載の光受信機。
【請求項１０】
前記偏波ビームスプリッターが複数の周波数弁別器に通信上結合されており、前記複数の周波数弁別器のそれぞれはさらに前記複数のフォトダイオードの少なくとも一つに通信上結合されている、請求項７記載の光受信機。
【請求項１１】
前記第一および第二の監督信号が周波数変調されている、請求項１０記載の光受信機。
【請求項１２】
前記第一および第二の監督信号が相補的である、請求項１１記載の光受信機。
【請求項１３】
多偏波信号を受信する光受信機であって：
フォトダイオードと；
前記フォトダイオードに通信上結合されている帯域通過フィルタと；
前記帯域通過フィルタに通信上結合されている高周波パワー検出器とを有しており、
前記高周波パワー検出器は、一つまたは複数の監督信号に関連する光パワー・レベルを検出するよう構成されており、前記一つまたは複数の監督信号のそれぞれは前記多偏波信号の一つまたは複数の偏波成分に関連している、
光受信機。
【請求項１４】
前記帯域通過フィルタの帯域幅は、前記一つまたは複数の監督信号の周波数離間以下である、請求項１３記載の光受信機。
【請求項１５】
前記第一および第二の監督信号が振幅変調されている、請求項１３記載の光受信機。
【請求項１６】
前記第一および第二の監督信号が非相補的である、請求項１５記載の光受信機。
【請求項１７】
前記フォトダイオードに通信上結合された周波数弁別器をさらに有しており、前記周波数弁別器は前記多偏波信号の一部を振幅変調された信号に変換するよう構成されている、請求項１５記載の光受信機。
【請求項１８】
前記第一および第二の監督信号が周波数変調されている、請求項１７記載の光受信機。
【請求項１９】
前記第一および第二の監督信号が非相補的である、請求項１８記載の光受信機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は概括的には光ネットワークの分野に、より詳細にはインバンド監督信号を使った二偏波信号のモニタリングに関する。
【背景技術】
【０００２】
光通信システムの重要性および遍在性が高まるにつれ、光通信システムの適正な動作を保証するために、光通信システムを精確かつ効率的にモニタリングできることがますます重要になっている。精確かつ効率的なモニタリングの重要性は、複数の偏波をもつ成分を含む光トラフィック信号（たとえば二偏波信号）が実装されるにつれて高まる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
光通信システムをコスト効率のよい仕方でモニタリングするとともに、光通信システムの他のコンポーネントとインラインでモニタリングできることがますます重要である。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本開示のある種の実施形態によれば、二偏波信号をモニタリングするシステムおよび方法が開示される。システムおよび方法は、それぞれ主データ信号の偏波成分に関連する複数の監督信号を含む前記二偏波信号の一部を抽出し、前記第一および第二の監督信号のパワー・レベルを測定し、少なくとも前記パワー・レベルに基づいて前記主データ信号の偏波成分の間のパワー不均衡を判別することを含む。
【図面の簡単な説明】
【０００５】
本発明およびその利点のより完全な理解のために、ここで付属の図面との関連で参酌される以下の記述が参照される。
【図１】本開示のある種の実施形態に基づく、例示的な光ネットワークを示す図である。
【図２】本開示のある種の実施形態に基づく、相補的な振幅変調された監督信号を受領する例示的な監督信号受信機であって、監督信号が同じ振幅および同じ周波数をもつものを示す図である。
【図３】本開示のある種の実施形態に基づく、任意の振幅変調された監督信号を受領する例示的な監督信号受信機であって、監督信号が同じまたは異なる振幅および異なる周波数を有していてもよいものを示す図である。
【図４】本開示のある種の実施形態に基づく、相補的な周波数変調された監督信号を受領する第二の例示的な監督信号受信機を示す図である。
【図５】本開示のある種の実施形態に基づく、任意の周波数変調された監督信号を受領する例示的な監督信号受信機６００を示す図である。
【図６】本開示のある種の実施形態に基づく、光トラフィック信号に関連する監督信号を解析するための例示的な方法のフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【０００６】
本稿での用法では、用語「コンピュータ可読媒体」は、汎用または専用のコンピュータによってアクセスされうる任意の利用可能な媒体でありうる。限定ではなく例として、そのようなコンピュータ可読媒体は、RAM、ROM、EEPROM、CD-ROMまたは他の光ディスク記憶、磁気ディスク記憶または他の磁気記憶デバイスまたはコンピュータ実行可能命令またはデータ構造の形の所望されるプログラム・コード手段を担持または記憶するために使用でき、汎用または専用のコンピュータによってアクセスされうる他の任意の媒体を含む有体のコンピュータ可読媒体でありうる。上記の組み合わせも、コンピュータ可読媒体の範囲内に含まれるべきである。
【０００７】
さらに、「コンピュータ実行可能命令」は、たとえば、汎用コンピュータ、専用コンピュータまたは専用処理装置にある種の機能または機能群を実行させる命令およびデータを含みうる。
【０００８】
本稿での用法では、用語「モジュール」または「コンポーネント」は、コンピューティング・システム上で実行されるソフトウェア・オブジェクトまたはルーチンを指しうる。本稿に記載される種々のコンポーネント、モジュール、エンジンおよびサービスは、コンピューティング・システム上で実行されるオブジェクトまたはプロセスとして（たとえば別個のスレッドとして）実装されてもよいし、ハードウェア、ファームウェアおよび／または三つすべての何らかの組み合わせとして実装されてもよい。
【０００９】
以下は、光通信システムの光トラフィック信号をモニタリングするためのコスト効率のよいインラインの解決策を記述する。本開示は、光通信システムに関連する波長および光路情報をモニタリングするために光通信システムの既存のコンポーネント内で比較的変調深さが低い監督信号をモニタリングするシステムおよび方法を記述する。
【００１０】
遠隔通信システム、ケーブルテレビジョン・システムおよびデータ通信ネットワークは、隔たった点の間で大量の情報を迅速に伝達するために光ネットワークを使う。光ネットワークでは、情報は、光信号の形で、光ファイバーまたは他の光媒体を通じて伝達される。光ネットワークは、光ネットワーク内のさまざまな動作を実行するよう構成されている、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、カプラなどといったさまざまなコンポーネントを含みうる。光ネットワークは、源情報、宛先情報および経路制御情報ならびに光ネットワークの他の管理情報を含む光ネットワークに関連する任意の数の特性を示す監督（supervisory）データを通信してもよい。
【００１１】
監督データは、中でも、光ネットワークのあるセグメントに関連する偏波依存損失（PDL:  polarization  dependent  loss）の量を決定するために使用されてもよい。いくつかの光ネットワークでは、PDLは実装における制限要因となることがある。たとえば、100+Gb/sの光ネットワークでは、PDLは、そのような光ネットワークの実際上の実現における制限要因となることがある。PDLは、偏波多重された光ネットワークにおける偏波チャネル間のパワー不均等を引き起こすことがある。この効果は、信号の偏波軸とPDLの偏波軸が整列しているときに一層顕著になることがある。結果として生じる低下したパワーは、低下した光信号対雑音比（OSNR:  optical  signal-to-power  ratio）に、よって増大したビット誤り率（BER:  bit  error  rate）につながりうる。いくつかの光ネットワークでは、コヒーレントな受信機においてデジタル信号プロセッサ（DSP）を用いてPDL損失を補償することは難しいまたは困難であることがある。
【００１２】
PDLは、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、カプラなどといった光ネットワークに存在するコンポーネントの効果のために、蓄積することがある。さらに、PDLの偏波状態は、ファイバー、コンポーネント、偏波モード分散および／または他の効果のために変わることがある。PDLはランダムに蓄積することもある。PDLのいくつかのモデルでは、分布はN≫1のマクスウェル分布によって近似されうる。
【００１３】
PDL効果のモニタリングは、モニタリング要素の比較的高いコストのため、光ネットワークの実装では難しいことがあり、光ネットワーク内でインラインで実装するのが難しいことがある。さらに、各偏波チャネル内でPDLをモニタリングすることが難しいことがある。
【００１４】
図１は、本開示のある種の実施形態に基づく例示的な光ネットワーク１００を示している。ネットワーク１００は、送信機１０２、伝送システム１０４および受信機１０６を含んでいてもよい。ネットワーク１００は、光ネットワーク１００のコンポーネントによって通信される一つまたは複数の光信号を搬送するよう構成された一つまたは複数の光ファイバー１１０を含んでいてもよい。ファイバー１０６によって一緒に結合された光ネットワーク１００のネットワーク要素は、一つまたは複数の送信機１０２、一つまたは複数のマルチプレクサ（MUX）１０８、一つまたは複数の増幅器１１２、一つまたは複数の光挿入／分岐マルチプレクサ（OADM:  optical  add/drop  multiplexer）１１４および／または一つまたは複数の分散補償ファイバー１１６を含んでいてもよい。
【００１５】
図１の例示的なシステムは、簡略化されたポイントツーポイントの光システムを示している。ネットワーク１００の一つの特定の形またはトポグラフィーが示されているが、ネットワーク１００は、リング・ネットワーク、メッシュ・ネットワークおよび／または他の任意の好適な光ネットワークおよび／または光ネットワークの組み合わせを含む任意の適切な形を取りうる。
【００１６】
いくつかの実施形態では、送信機１０２は、多偏波光信号を受信機１０６に送信するよう構成された任意の電子装置、コンポーネントおよび／または装置および／またはコンポーネントの組み合わせであってもよい。たとえば、送信機１０２は一つまたは複数のレーザー、プロセッサ、メモリ、デジタル‐アナログ変換器、アナログ‐デジタル変換器、デジタル信号プロセッサ、ビームスプリッター、ビーム合成器、マルチプレクサおよび／または二偏波光信号を受信機１０６に送信するために必要とされる他の任意のコンポーネント、装置および／またはシステムを含んでいてもよい。
【００１７】
いくつかの実施形態では、送信機１０２はさらに、光トラフィック信号とインバンドで監督信号を含めるよう構成されていてもよい。二偏波光信号と一緒の監督信号の一つの特定の実装を記述するシステムおよび方法が、米国特許出願第13/620,102号および13/620,172号においてより詳細に記述される。両出願の内容は参照によってここに組み込まれる。本開示の目的のためには、「光信号」および／または「光トラフィック信号」への言及は、そうでないことが明確に述べられるのでない限り、インバンド監督信号を含むものと想定されるべきである。
【００１８】
ネットワーク１００のいくつかの構成では、二偏波光信号とともにインバンド監督信号を実装することはコスト高になりうる。たとえば、高速の（よって高価な）光検出器、プロセッサおよび／または偏光計を組み込むことが必要になることがある。しかしながら、ネットワーク１００の他の構成では、一つまたは複数の低データレートの監督信号が実装されてもよく、低速の（よってより安価な）光検出器、プロセッサおよび／または偏光計の使用を許容する。いくつかの実施形態では、低データレートの監督信号は、光トラフィック信号のデータ周期よりもずっと長い変調周期をもっていてもよい。同じまたは代替的な実施形態において、低データレートの監督信号は、監督信号が、主データ信号からより簡単に分離されることを許容しうる。
【００１９】
いくつかの実施形態では、送信機１０２は光トラフィック信号を（一つまたは複数のインバンド監督信号とともに）受信機１０６に伝送システム１０４を介して通信してもよい。伝送システム１０４は一般に、以下のコンポーネントを含んでいてもよい：一つまたは複数のファイバー１１０、一つまたは複数のOADM  １１４モジュール、および／または一つまたは複数の増幅器１１２。図１を参照するに、これらのコンポーネントは例解を助けるために与えられており、本開示の範囲を制限することは意図されていない。ネットワーク１００のいくつかの構成では、ネットワーク１００は図１に示されるものより多数、より少数および／または異なるコンポーネントを含んでいてもよい。
【００２０】
さらに、伝送システム１０４のコンポーネントは、ファイバー１１０の使用を通じて互いに通信上結合されてもよい。いくつかの実施形態では、ファイバー１１０は、シングルモード光ファイバーまたは非零分散シフト・ファイバーのような、データを搬送するよう構成されたいかなる適切な光ファイバーであってもよい。伝送システム１０４は、増幅器１１２をも含んでいてもよい。いくつかの実施形態では、増幅器１１２は、受信機１０６へのより効率的な伝送のために（上記の一つまたは複数のインバンド監督信号をもつ）光トラフィック信号を増幅するよう構成されたいかなる増幅器であってもよい。たとえば、増幅器１１２は、光通信システムにとって一般的なエルビウム添加ファイバー増幅器（EDFA:  erbium  doped  fiber  amplifier）であってもよい。いくつかの実施形態では、増幅器１１２は、光トラフィック信号に導入されるある型のノイズの原因となることがある。たとえば、EDFAは、当業者に増幅自発放射（ASE:  amplified  spontaneous  emission）として知られる型のノイズを導入する。
【００２１】
いくつかの実施形態では、増幅器１１２は分散補償ファイバー１１６に通信上結合されていてもよい。分散補償ファイバー１１６は、色分散のような伝送システム１０４に関連する任意の非線形効果を補償するよう構成されたいかなる適切なファイバーおよび／またはファイバーの集合体であってもよい。
【００２２】
いくつかの実施形態では、ネットワーク１００は、一つまたは複数のOADM  １１４をも含んでいてもよい。OADM  １１４は、ネットワーク１００のノードどうしの間および／または諸ノードの間で光の複数の波長を多重化および／または経路制御するよう構成されたいかなる適切なコンポーネントおよび／またはコンポーネントの集合体であってもよい。
【００２３】
いくつかの実施形態では、受信機１０６は、送信機１０２からの多偏波光信号を受信するよう構成されたいかなる電子装置、コンポーネントおよび／または装置および／またはコンポーネントの組み合わせであってもよい。たとえば、送信機１０２は一つまたは複数のレーザー、光変調器、プロセッサ、メモリ、デジタル‐アナログ変換器、アナログ‐デジタル変換器、デジタル信号プロセッサ、ビームスプリッター、ビーム合成器、デマルチプレクサおよび／または送信機１０２から二偏波光信号を受信するために要求される他の任意のコンポーネント、装置および／またはシステムを含んでいてもよい。
【００２４】
いくつかの実施形態では、送信機１０２および受信機１０６は同じ装置に、たとえば相互接続された複数の光ノードを含む光通信ネットワークにおいて、存在していてもよい。同じまたは代替的な実施形態では、送信機１０２および受信機１０６は、互いとローカルにまたはリモートに位置する別個の装置であってもよい。
【００２５】
動作では、送信機１０２は二偏波光トラフィック信号を（上記の一つまたは複数のインバンド監督信号とともに）受信機１０６に伝送システム１０４を介して通信してもよい。二偏波光トラフィック信号の各偏波支流は監督信号と多重化されてもよい。監督信号は、相補的でも非相補的でもよく、光領域で加えられても電気領域で加えられてもよく、いかなる適切な変調方式（たとえば振幅変調または位相変調技法）で変調されてもよい。
【００２６】
受信機１０６では、監督信号は、信号の小さな部分（たとえば5%）を引き出すことによって抽出され、相対的により低いコストおよび／またはより低速のコンポーネントを使って検出されてもよい。これについては図２〜図５を参照して下記でより詳細に述べる。次いで、偏波チャネル間のパワー不均等が、監督信号どうしの間または諸監督信号の間のパワー不均等に基づいて決定されうる。
【００２７】
いくつかの実施形態では、送信機１０２は、二偏波信号の各偏波支流について監督信号データを生成するよう構成されていてもよい。監督信号データの変調深さは、主たるトラフィック信号データの変調深さより、相対的にずっと小さくてもよい。たとえば、監督信号データは、主たるトラフィック信号データの変調深さの5%である深さで変調されてもよい。同様に、監督信号データの周波数は、主たるトラフィック信号データの周波数より、相対的に実質的に低くてもよい。たとえば、主たるトラフィック・データ信号がGHz帯の周波数をもつのに対して、監督信号データはMHz帯の周波数を有していてもよい。
【００２８】
以下の構成は、理解を助けるための例解用の例として呈示されるのであって、本開示の範囲を限定することは意図されていない。送信機１０２のいくつかの構成では、図２を参照して下記でより詳細に述べるように、同じ振幅および周波数をもつ振幅変調された監督信号が実装されてもよい。システム１００の同じまたは代替的な構成において、図３を参照して下記でより詳細に述べるように、異なる周波数をもつ振幅変調された監督信号が実装されてもよい。同じまたは代替的な実施形態において、図５を参照して下記でより詳細に述べるように、相補的な周波数変調された監督信号が実装されてもよい。同じまたは代替的な実施形態において、図４を参照して下記でより詳細に述べるように、任意の周波数変調された監督信号が実装されてもよい。
【００２９】
多偏波信号の各偏波チャネルに関連する一つまたは複数の監督信号の導入を通じて、システム１００は、PDLをモニタリングするために使用されうる。たとえば、偏波チャネル間のパワー不均等が、監督信号どうしの間または諸監督信号間のパワー不均等に基づいて決定されてもよい。いくつかの実施形態では、監督信号は光領域および／または電気領域において加えられうる。
【００３０】
受信機１０４では、監督信号は、信号の小さな部分（たとえば5%）を引き出すことによって抽出され、比較的低速の光検出器（単数または複数）および／または電気フィルタ（単数または複数）を使って検出されてもよい。PDLをもつインライン・コンポーネントによって導入される監督信号のパワーゆらぎが、高周波パワー検出器（RFD:  radio  frequency  power  detector）を用いて測定されてもよい。
【００３１】
図２は、本開示のある種の実施形態に基づく、相補的な、振幅変調された監督信号を受信する例示的な監督信号受信機２００であって、監督信号が同じ振幅および同じ周波数をもつものを示している。いくつかの実施形態では、送信機２００は、主データ信号２０２、偏波コントローラ２０４、偏波ビームスプリッター２０６、フォトダイオード２０８、２１０、帯域通過フィルタ２１２、２１４およびRFD  ２１６、２１８を含んでいてもよい。
【００３２】
いくつかの実施形態では、図１を参照して上記でより詳細に述べたように、監督信号は、振幅変調深さおよび同じ周波数を有していてもよい。たとえば、監督信号は主信号データの約5%の振幅および約10MHzの周波数を有していてもよい。いくつかの実施形態では、これらの監督信号は「相補的」であると言われてもよい。本開示の目的のためには、相補的な（complementary）信号とは、主データ信号のx成分に関連する監督信号の値が主データ信号のy成分に関連する監督信号に等しいまたは反対であるものであると理解されてもよい。
【００３３】
いくつかの実施形態では、データ信号２０２は、図１を参照して上記でより詳細に述べたように、光トラフィック信号を、一つまたは複数の重畳された監督信号とともに含んでいてもよい。データ信号２０２は、偏波コントローラ２０４に入射してもよい。いくつかの実施形態では、偏波コントローラ２０４は、データ信号２０２の偏波状態（SOP:  state  of  polarization）を正規化するよう構成されたいかなるコンポーネントであってもよい。たとえば、偏波コントローラ２０４は、偏波状態を45度に設定するよう構成された偏波コントローラであってもよい。偏波コントローラ２０４は、偏波ビームスプリッター２０６に通信上結合されていてもよく、偏波ビームスプリッター２０６はSOPが正規化されたデータ信号の偏波成分を分離するよう構成されていてもよい。
【００３４】
ネットワーク１００のいくつかの実施形態では、偏波ビームスプリッター２０６は、監督信号の偏波成分を分離するために受信機２００に含まれてもよい。偏波ビームスプリッター２０６は複数のフォトダイオード２０８、２１０に通信上結合されていてもよい。
【００３５】
いくつかの実施形態では、フォトダイオード２０８、２１０は、光信号を電気信号に変換するよう構成されたいかなるコンポーネントであってもよい。たとえば、フォトダイオード２０８、２１０は、監督信号の比較的低い変調速度のため、比較的低速なフォトダイオードであってもよい。フォトダイオード２０８、２１０は一つまたは複数の帯域通過フィルタ２１２、２１４に通信上結合されていてもよい。
【００３６】
帯域通過フィルタ２１２、２１４は、主信号データのx成分およびy成分にそれぞれ関連する監督信号データを抽出するよう構成されていてもよい。たとえば、帯域通過フィルタ（BPF:  band-pass  filter）２１２は、主信号データのx成分に関連する監督信号を通過させるよう構成された同調可能なBPFであってもよく、BPF  ２１４は、主信号データのy成分に関連する監督信号を通過させるよう構成された同調可能なBPFであってもよい。たとえば、帯域通過フィルタ２１２、２１４は、監督信号データの偏波成分に関連した周波数（たとえば10MHz）をフィルタリングするよう構成されていてもよい。帯域通過フィルタ２１２、２１４は一つまたは複数のRFD  ２１６、２１８に通信上結合されていてもよい。
【００３７】
いくつかの実施形態では、RFD  ２１６、２１８は、フィルタリングされた監督信号データに関連するパワー値を測定するよう構成されたいかなるコンポーネントであってもよい。いくつかの実施形態では、受信機２００はさらに、測定されたパワー値を解析するよう構成された一つまたは複数のコンポーネントを含んでいてもよい。たとえば、これらのコンポーネントは、デジタル信号プロセッサ、マイクロプロセッサ、マイクロコントローラおよび／または抽出されたパワー値を解析するよう構成された任意の適切なコンポーネントを含んでいてもよい。たとえば、受信機２００は、主データ信号のx成分およびy成分に関連する監督信号の測定されたパワー値の間のパワー不均等を計算するよう構成されていてもよい。
【００３８】
いくつかの実施形態では、受信機２００に含まれるコンポーネントの比較的低いコストのため、受信機２００はネットワーク１００においてインラインで実装されうる。同じまたは代替的な実施形態において、受信機２００のコンポーネントは、スタンドアローンの光受信機および／または光受信機（単数または複数）の他の任意の適切な構成に含まれてもよい。
【００３９】
図３は、本開示のある種の実施形態に基づく、任意の、振幅変調された監督信号を受信する例示的な監督信号受信機３００であって、監督信号が同じまたは異なる振幅および異なる周波数を有していてもよいものを示している。いくつかの実施形態では、送信機３００は、主データ信号３０２、一つまたは複数のフォトダイオード３０４、一つまたは複数の帯域通過フィルタ３０６および一つまたは複数のRFD  ３０８を含んでいてもよい。
【００４０】
いくつかの実施形態では、図１を参照して上記でより詳細に述べたように、監督信号は、同じまたは異なる振幅変調深さおよび異なる周波数を有していてもよい。たとえば、主データ信号のx成分に関連する監督信号は、主信号データの約5%の振幅および約10MHzの周波数を有していてもよく、一方、主データ信号のy成分に関連する監督信号は、主信号データの約3%の振幅および約17MHzの周波数を有していてもよい。いくつかの実施形態では、これらの監督信号は「非相補的（non-complementary）」または「任意（arbitrary）」であると言われてもよい。本開示の目的のためには、非相補的な信号とは、主データ信号のx成分に関連する監督信号の値が主データ信号のy成分に関連する監督信号に等しくなく、その反対でもないものであると理解されてもよい。
【００４１】
いくつかの実施形態では、データ信号３０２は、図１を参照して上記でより詳細に述べたように、光トラフィック信号を、一つまたは複数の重畳された監督信号とともに含んでいてもよい。データ信号３０２は、一つまたは複数のフォトダイオード３０４に入射してもよい。いくつかの実施形態では、フォトダイオード３０４は、光信号を電気信号に変換するよう構成されたいかなるコンポーネントであってもよい。たとえば、フォトダイオード３０４は、監督信号の比較的低い変調速度のため、比較的低速なフォトダイオードであってもよい。フォトダイオード３０４は一つまたは複数の帯域通過フィルタ３０６に通信上結合されていてもよい。
【００４２】
帯域通過フィルタ３０６は、主信号データのx成分およびy成分に関連する監督信号データを抽出するよう構成されていてもよい。たとえば、帯域通過フィルタ（BPF:  band-pass  filter）３０６は、主信号データのx成分およびy成分に関連する監督信号を通過させるよう構成された同調可能なBPFであってもよい。たとえば、帯域通過フィルタ３０６は、監督信号の周波数における差以下の帯域幅（たとえば7MHz）をもつよう構成されていてもよい。帯域通過フィルタ３０６は一つまたは複数のRFD  ３０８に通信上結合されていてもよい。
【００４３】
いくつかの実施形態では、RFD  ３０８は、フィルタリングされた監督信号データに関連するパワー値を測定するよう構成されたいかなるコンポーネントであってもよい。いくつかの実施形態では、受信機３００はさらに、測定されたパワー値を解析するよう構成された一つまたは複数のコンポーネントを含んでいてもよい。たとえば、これらのコンポーネントは、デジタル信号プロセッサ、マイクロプロセッサ、マイクロコントローラおよび／または抽出されたパワー値を解析するよう構成された任意の適切なコンポーネントを含んでいてもよい。たとえば、受信機３００は、主データ信号のx成分およびy成分に関連する監督信号の測定されたパワー値の間のパワー不均等を計算するよう構成されていてもよい。
【００４４】
いくつかの実施形態では、受信機３００に含まれるコンポーネントの比較的低いコストのため、受信機３００はネットワーク１００においてインラインで実装されうる。同じまたは代替的な実施形態において、受信機３００のコンポーネントは、スタンドアローンの光受信機および／または光受信機（単数または複数）の他の任意の適切な構成に含まれてもよい。任意の、振幅変調された監督信号を使うシステム１００のいくつかの構成では、全信号パワーが伝送を通じて一定でないことがある。場合によっては、これは、ある種の非線形障害に起因するOSNRペナルティにつながることがある。しかしながら、システム１００のある種の構成は、非線形障害の潜在的な影響があるとすればそれを緩和するために、分散補償モジュールなしで構成されてもよい。
【００４５】
図４は、本開示のある種の実施形態に基づく、相補的な、周波数変調された監督信号を受信する第二の例示的な監督信号受信機４００を示している。いくつかの実施形態では、送信機４００は、主データ信号４０２、偏波コントローラ４０４、偏波ビームスプリッター４０６、周波数弁別器４０４、４０７、フォトダイオード４０８、４１０、帯域通過フィルタ４１２、４１４およびRFD  ４１６、４１８を含んでいてもよい。
【００４６】
いくつかの実施形態では、図１を参照して上記でより詳細に述べたように、監督信号は、相補的な周波数変調された信号であってもよい。本開示の目的のためには、相補的な（complementary）信号とは、主データ信号のx成分に関連する監督信号の値が主データ信号のy成分に関連する監督信号に等しいまたは反対であるものであると理解されてもよい。
【００４７】
いくつかの実施形態では、データ信号４０２は、図１を参照して上記でより詳細に述べたように、光トラフィック信号を、一つまたは複数の重畳された監督信号とともに含んでいてもよい。データ信号４０２は、偏波コントローラ４０４に入射してもよい。いくつかの実施形態では、偏波コントローラ４０４は、データ信号４０２の偏波状態（SOP:  state  of  polarization）を正規化するよう構成されたいかなるコンポーネントであってもよい。たとえば、偏波コントローラ４０４は、偏波状態を45度に設定するよう構成された偏波コントローラであってもよい。偏波コントローラ４０４は、偏波ビームスプリッター４０６に通信上結合されていてもよく、偏波ビームスプリッター４０６はSOPが正規化されたデータ信号の偏波成分を分離するよう構成されていてもよい。
【００４８】
ネットワーク１００のいくつかの実施形態では、偏波ビームスプリッター４０６は、監督信号の偏波成分を分離するために受信機４００に含まれてもよい。偏波ビームスプリッター４０６は複数の周波数弁別器４０４、４０７に通信上結合されていてもよい。
【００４９】
いくつかの実施形態では、周波数弁別器４０４、４０７は、周波数弁別器４０４、４０７に入射する周波数変調された信号を振幅変調された信号に変換するよう構成されたいかなるコンポーネントおよび／またはコンポーネントの組み合わせであってもよい。たとえば、周波数弁別器４０４は、合成データ信号のx成分に関連する信号を変換するよう構成されていてもよく、周波数弁別器４０７は、合成データ信号のy成分に関連する信号を変換するよう構成されていてもよい。周波数弁別器４０４、４０７はフォトダイオード４０８、４１０に通信上結合されていてもよい。
【００５０】
いくつかの実施形態では、フォトダイオード４０８、４１０は、光信号を電気信号に変換するよう構成されたいかなるコンポーネントであってもよい。たとえば、フォトダイオード４０８、４１０は、監督信号の比較的低い変調速度のため、比較的低速なフォトダイオードであってもよい。フォトダイオード４０８、４１０は一つまたは複数の帯域通過フィルタ４１２、４１４に通信上結合されていてもよい。
【００５１】
帯域通過フィルタ４１２、４１４は、主信号データのx成分およびy成分にそれぞれ関連する監督信号データを抽出するよう構成されていてもよい。たとえば、帯域通過フィルタ（BPF:  band-pass  filter）４１２は、主信号データのx成分に関連する監督信号を通過させるよう構成された同調可能なBPFであってもよく、BPF  ４１４は、主信号データのy成分に関連する監督信号を通過させるよう構成された同調可能なBPFであってもよい。帯域通過フィルタ４１２、４１４は、一つまたは複数のRFD  ４１６、４１８に通信上結合されていてもよい。
【００５２】
いくつかの実施形態では、RFD  ４１６、４１８は、フィルタリングされた監督信号データに関連するパワー値を測定するよう構成されたいかなるコンポーネントであってもよい。いくつかの実施形態では、受信機４００はさらに、測定されたパワー値を解析するよう構成された一つまたは複数のコンポーネントを含んでいてもよい。たとえば、これらのコンポーネントは、デジタル信号プロセッサ、マイクロプロセッサ、マイクロコントローラおよび／または抽出されたパワー値を解析するよう構成された任意の適切なコンポーネントを含んでいてもよい。たとえば、受信機４００は、主データ信号のx成分およびy成分に関連する監督信号の測定されたパワー値の間のパワー不均等を計算するよう構成されていてもよい。
【００５３】
いくつかの実施形態では、受信機４００に含まれるコンポーネントの比較的低いコストのため、受信機４００はネットワーク１００においてインラインで実装されうる。同じまたは代替的な実施形態において、受信機４００のコンポーネントは、スタンドアローンの光受信機および／または光受信機（単数または複数）の他の任意の適切な構成に含まれてもよい。相補的な周波数変調された監督信号を使うシステム１００のいくつかの構成では、組み合わされた多偏波信号についての周波数オフセットがないことがある。さらに、いくつかの構成では、相補的偏波周波数の使用は、搬送波周波数ドリフを低減または解消する助けとなりうる。
【００５４】
図５は、本開示のある種の実施形態に基づく、任意の、周波数変調された監督信号を受信する例示的な監督信号受信機５００を示している。いくつかの実施形態では、送信機５００は、主データ信号５０２、一つまたは複数の周波数弁別器５０３、一つまたは複数のフォトダイオード５０４、一つまたは複数の帯域通過フィルタ５０６および一つまたは複数のRFD  ５０８を含んでいてもよい。
【００５５】
いくつかの実施形態では、これらの監督信号は「非相補的（non-complementary）」または「任意（arbitrary）」であると言われてもよい。本開示の目的のためには、非相補的な信号とは、主データ信号のx成分に関連する監督信号の値が主データ信号のy成分に関連する監督信号に等しくなく、その反対でもないものであると理解されてもよい。
【００５６】
いくつかの実施形態では、データ信号５０２は、図１を参照して上記でより詳細に述べたように、光トラフィック信号を、一つまたは複数の重畳された監督信号とともに含んでいてもよい。データ信号５０２は、一つまたは複数の周波数弁別器５０３に入射してもよい。周波数弁別器５０３は、はいってくる信号を周波数変調された信号から振幅変調された信号に変換するよう構成されたいかなるコンポーネントおよび／または諸コンポーネントであってもよい。たとえば、周波数弁別器５０３は、狭帯域の光帯域通過フィルタであってもよい。周波数弁別器５０３は一つまたは複数のフォトダイオード５０４に通信上結合されていてもよい。
【００５７】
いくつかの実施形態では、フォトダイオード５０４は、光信号を電気信号に変換するよう構成されたいかなるコンポーネントであってもよい。たとえば、フォトダイオード５０４は、監督信号の比較的低い変調速度のため、比較的低速なフォトダイオードであってもよい。フォトダイオード５０４は一つまたは複数の帯域通過フィルタ５０６に通信上結合されていてもよい。
【００５８】
帯域通過フィルタ５０６は、主信号データのx成分およびy成分に関連する監督信号データを抽出するよう構成されていてもよい。たとえば、帯域通過フィルタ（BPF:  band-pass  filter）５０６は、主信号データのx成分およびy成分に関連する監督信号を通過させるよう構成された同調可能なBPFであってもよい。たとえば、帯域通過フィルタ５０６は、監督信号の周波数における差以下の帯域幅（たとえば7MHz）をもつよう構成されていてもよい。帯域通過フィルタ５０６は一つまたは複数のRFD  ５０８に通信上結合されていてもよい。
【００５９】
いくつかの実施形態では、RFD  ５０８は、フィルタリングされた監督信号データに関連するパワー値を測定するよう構成されたいかなるコンポーネントであってもよい。いくつかの実施形態では、受信機５００はさらに、測定されたパワー値を解析するよう構成された一つまたは複数のコンポーネントを含んでいてもよい。たとえば、これらのコンポーネントは、デジタル信号プロセッサ、マイクロプロセッサ、マイクロコントローラおよび／または抽出されたパワー値を解析するよう構成された任意の適切なコンポーネントを含んでいてもよい。たとえば、受信機５００は、主データ信号のx成分およびy成分に関連する監督信号の測定されたパワー値の間のパワー不均等を計算するよう構成されていてもよい。
【００６０】
いくつかの実施形態では、受信機５００に含まれるコンポーネントの比較的低いコストのため、受信機５００はネットワーク１００においてインラインで実装されうる。同じまたは代替的な実施形態において、受信機５００のコンポーネントは、スタンドアローンの光受信機および／または光受信機（単数または複数）の他の任意の適切な構成に含まれてもよい。任意の、周波数変調された監督信号を使うシステム１００のいくつかの構成では、送信機光周波数に追加的なゆらぎが導入されることがある。いくつかの実施形態では、これは、やはり受信機５００内に存在していてもよい典型的なデジタル信号プロセッサ中に組み込まれたレーザー周波数オフセット補償アルゴリズムの使用を通じて低減または解消されてもよい。
【００６１】
図６は、光トラフィック信号に関連する監督信号を解析するための例示的な方法６００のフローチャートである。方法６００は、複数の監督信号を導入し、PDLの効果を判別するためにパワー不均等を決定することを含んでいてもよい。
【００６２】
ある実施形態によれば、方法６００は６０２において開始されてもよい。本開示の教示は、多様な構成において実装されうる。よって、方法６００のための好ましい初期化点および方法６００をなす６０２〜６０８の順序は、選択される実装に依存しうる。
【００６３】
６０２において、方法６００は、図１〜図６を参照して上記でより詳細に述べたように、振幅変調または周波数変調のどちらで導入するかを決定してもよい。ひとたび選択がされたら、方法６００は段階６０４に進んでもよい。
【００６４】
６０４において、方法６００は、図１〜図６を参照して上記でより詳細に述べたように、相補的または非相補的どちらの監督信号を導入するかを決定してもよい。決定後、方法６００は段階６０６に進んでもよい。
【００６５】
段階６０６では、方法６００は、選択された監督信号を多偏波データ信号と組み合わせて、合成光データ信号をネットワーク１００の残りの部分を通じて通信してもよい。合成光データ信号の通信後、方法６００は段階６０８に進んでもよい。
【００６６】
段階６０８では、方法６００は、図１〜図６を参照して上記でより詳細に述べたように、システム１００に関連するPDL情報を決定するために、受信された合成光データ信号を解析してもよい。たとえば、方法６００は、PDL効果レベルを確立するために、解析される監督信号データどうしの間のパワー差分を利用してもよい。
【００６７】
図６は、方法６００に関して特定の数の段階が行なわれることを開示しているが、方法６００は図６に描かれるより多数または少数で実行されてもよい。たとえば、ネットワーク１００のいくつかの構成では、監督信号データの解析は、組み合わされた光データ信号のさらなる通信と同時に（たとえば、インライン解析を実行するときに）行なわれてもよい。さらに、ネットワーク１００のいくつかの構成では、主データ信号データおよび監督信号データの電気領域および／または光領域両方での組み合わせが実行されてもよい。
【００６８】
以上の実施例を含む実施形態に関し、さらに以下の付記を開示する。
（付記１）
二偏波信号をモニタリングする方法であって：
前記二偏波信号の一部を抽出する段階であって、前記二偏波信号は：
主データ信号の第一の偏波成分に関連する第一の監督信号；および
前記主データ信号の第二の偏波成分に関連する第二の監督信号を含む、段階と；
前記第一および第二の監督信号のパワー・レベルを測定する段階と；
少なくとも前記パワー・レベルに基づいて前記主データ信号の前記第一の偏波成分と前記第二の偏波成分の間のパワー不均衡を判別する段階とを含む、
方法。
（付記２）
前記パワー不均衡を判別する段階が、少なくとも監督信号パワー不均衡に基づいてパワー不均衡を判別することを含み、前記監督信号パワー不均衡が前記パワー・レベルに基づく、付記１記載の方法。
（付記３）
前記第一および第二の監督信号が振幅変調されている、付記１記載の方法。
（付記４）
前記第一および第二の監督信号が周波数変調されている、付記１記載の方法。
（付記５）
前記第一および第二の監督信号が相補的である、付記１記載の方法。
（付記６）
前記第一および第二の監督信号が非相補的である、付記１記載の方法。
（付記７）
多偏波信号を受信する光受信機であって：
偏波コントローラと；
前記偏波コントローラに通信上結合されている偏波ビームスプリッターと；
前記偏波ビームスプリッターに通信上結合されている複数のフォトダイオードと；
前記複数のフォトダイオードのそれぞれに通信上結合されている帯域通過フィルタと；
各帯域通過フィルタに通信上結合されている高周波パワー検出器とを有しており、
前記高周波パワー検出器は、一つまたは複数の監督信号に関連する光パワー・レベルを検出するよう構成されており、前記一つまたは複数の監督信号のそれぞれは前記多偏波信号の一つまたは複数の偏波成分に関連している、
光受信機。
（付記８）
前記第一および第二の監督信号が振幅変調されている、付記７記載の光受信機。
（付記９）
前記第一および第二の監督信号が相補的である、付記８記載の光受信機。
（付記１０）
前記偏波ビームスプリッターが複数の周波数弁別器に通信上結合されており、前記複数の周波数弁別器のそれぞれはさらに前記複数のフォトダイオードの少なくとも一つに通信上結合されている、付記７記載の光受信機。
（付記１１）
前記第一および第二の監督信号が周波数変調されている、付記１０記載の光受信機。
（付記１２）
前記第一および第二の監督信号が相補的である、付記１１記載の光受信機。
（付記１３）
多偏波信号を受信する光受信機であって：
フォトダイオードと；
前記フォトダイオードに通信上結合されている帯域通過フィルタと；
前記帯域通過フィルタに通信上結合されている高周波パワー検出器とを有しており、
前記高周波パワー検出器は、一つまたは複数の監督信号に関連する光パワー・レベルを検出するよう構成されており、前記一つまたは複数の監督信号のそれぞれは前記多偏波信号の一つまたは複数の偏波成分に関連している、
光受信機。
（付記１４）
前記帯域通過フィルタの帯域幅は、前記一つまたは複数の監督信号の周波数離間以下である、付記１３記載の光受信機。
（付記１５）
前記第一および第二の監督信号が振幅変調されている、付記１３記載の光受信機。
（付記１６）
前記第一および第二の監督信号が非相補的である、付記１５記載の光受信機。
（付記１７）
前記フォトダイオードに通信上結合された周波数弁別器をさらに有しており、前記周波数弁別器は前記多偏波信号の一部を振幅変調された信号に変換するよう構成されている、付記１５記載の光受信機。
（付記１８）
前記第一および第二の監督信号が周波数変調されている、付記１７記載の光受信機。
（付記１９）
前記第一および第二の監督信号が非相補的である、付記１８記載の光受信機。
【符号の説明】
【００６９】
１００  光ネットワーク
１０２  送信機
１０４  伝送システム
１０６  受信機
１０８  マルチプレクサ（MUX）
１１０  光ファイバー
１１２  増幅器
１１４  光挿入／分岐マルチプレクサ（OADM）
１１６  分散補償ファイバー
２００  監督信号受信機
２０２  データ信号
２０４  偏波コントローラ
２０６  偏波ビームスプリッター
２０８、２１０  フォトダイオード
２１２、２１４  フィルタ
２１６、２１８  RFD（高周波パワー検出器）
３００  監督信号受信機
３０２  データ信号
３０４  フォトダイオード
３０６  フィルタ
３０８  RFD（高周波パワー検出器）
４００  監督信号受信機
４０２  データ信号
４０４  偏波コントローラ
４０６  偏波ビームスプリッター
４０５、４０７  周波数弁別器
４０８、４１０  フォトダイオード
４１２、４１４  フィルタ
４１６、４１８  RFD（高周波パワー検出器）
５００  監督信号受信機
５０２  データ信号
５０３  周波数弁別器
５０４  フォトダイオード
５０６  フィルタ
６００  光トラフィック信号に関連する監督信号を解析するための例示的な方法
６０２  変調方式を決定
６０４  信号型を決定
６０６  信号を組み合わせて合成光データ信号を通信
６０８  受信された合成光データ信号を解析
【図１】
2015089124.tif 000003
【図２】
2015089124.tif 000004
【図３】
2015089124.tif 000005
【図４】
2015089124.tif 000006
【図５】
2015089124.tif 000007
【図６】
2015089124.tif 000008