(57)【要約】      （修正有）【課題】二重偏波信号の光パワーを監視するシステム及びその方法を提供する。【解決手段】インバンドで二重偏波信号と共に通信される管理信号に関連付けられる第１パラメータセットを測定し、第１パラメータセットから第２パラメータセットを計算し、二重偏波信号の偏波状態の１つの関連付けられる強度値を第２パラメータセットから計算し、管理信号に関連付けられる信号電力を強度値から推定することを含む。【選択図】図３
2015008457.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
インバンドで二重偏波信号と共に通信される管理信号に関連付られる第１パラメータセットを測定し、
前記第１パラメータセットから第２パラメータセットを計算し、
前記第２パラメータセットから、前記二重偏波信号の偏波状態の１つに関連付られる強度値を計算し、
前記管理信号に関連付けられる信号電力を前記強度値から推定する、
ことを有する二重偏波信号を監視する方法。
【請求項２】
前記管理信号に関連付けられるＳＮ比を前記強度値から推定することを更に有する、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記管理信号に関連付けられるＳＮ比を推定することは、前記管理信号の直交偏波成分のそれぞれのＳＮ比を推定することを有する、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記強度値に関連付けられる重み係数を決定することを更に有する、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記管理信号を調整するために、前記重み係数を適用することを更に有する、請求項４に記載の方法。
【請求項６】
前記第２パラメータセットに関連付けられる無線周波数の電力を最適化することを更に有する、請求項１に記載の方法。
【請求項７】
前記第１パラメータセットは、ストークベクトルである、請求項１に記載の方法。
【請求項８】
第２パラメータセットを計算することは、ミューラー行列の逆行列を前記第１パラメータセットに適用することを有する、請求項１に記載の方法。
【請求項９】
前記第２パラメータセットは、ストークベクトルである、請求項１に記載の方法。
【請求項１０】
少なくとも前記管理信号に関連付けられる前記信号電力及び前記ＳＮ比から、前記二重偏波信号に関連付けられる信号電力及び光信号対雑音比を推定することを更に有する、請求項２に記載の方法。
【請求項１１】
前記二重偏波信号に関連付けられる信号電力及び光信号対雑音比を推定することは、前記二重偏波信号のＸ偏波状態の信号電力及び光信号対雑音比を推定することを有する、請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
前記二重偏波信号に関連付けられる信号電力及び光信号対雑音比を推定することは、前記二重偏波信号のＹ偏波状態の信号電力及び光信号対雑音比を推定することを有する、請求項１０に記載の方法。
【請求項１３】
二重偏波光信号の複数の成分を検出するように形成された複数の偏光コンポーネントと、
インバンドで二重偏波信号と共に通信される管理信号に関連付られる第１パラメータセットを前記複数の成分から決定し、
前記第１パラメータセットから第２パラメータセットを計算し、
前記第２パラメータセットから、前記二重偏波信号の偏波状態の１つに関連付られる強度値を計算し、
前記管理信号に関連付けられる信号電力を前記強度値から推定する、ように形成された信号処理モジュールと、
を有する二重偏波信号の光パワーを監視する信号変調器。
【請求項１４】
前記信号処理モジュールは、前記管理信号に関連付けられるＳＮ比を前記強度値から推定するように更に形成される、請求項１３に記載の信号変調器。
【請求項１５】
前記信号処理モジュールは、前記管理信号の直交偏波成分のそれぞれのＳＮ比を推定するによって、前記管理信号に関連付けられるＳＮ比を推定するように更に形成される、請求項１４に記載の信号変調器。
【請求項１６】
前記信号処理モジュールは、前記強度値に関連付けられる重み係数を決定するように更に形成される、請求項１３に記載の信号変調器。
【請求項１７】
前記信号処理モジュールは、前記管理信号を調整するために、前記重み係数を適用するように更に形成される、請求項１６に記載の信号変調器。
【請求項１８】
前記信号処理モジュールは、前記第２パラメータセットに関連付けられる無線周波数の電力を最適化するように更に形成される、請求項１３に記載の信号変調器。
【請求項１９】
前記第１パラメータセットは、ストークベクトルである、請求項１３に記載の信号変調器。
【請求項２０】
前記信号処理モジュールは、ミューラー行列の逆行列を前記第１パラメータセットに適用することによって、第２パラメータセットを計算するように更に形成される、請求項１３に記載の信号変調器。
【請求項２１】
前記第２パラメータセットは、ストークベクトルである、請求項１３に記載の信号変調器。
【請求項２２】
前記信号処理モジュールは、少なくとも前記管理信号に関連付けられる前記信号電力及び前記ＳＮ比から、前記二重偏波信号に関連付けられる信号電力及び光信号対雑音比を推定するように更に形成される、請求項１４に記載の信号変調器。
【請求項２３】
前記信号処理モジュールは、前記二重偏波信号のＸ偏波状態の信号電力及び光信号対雑音比を推定することによって、前記二重偏波信号に関連付けられる信号電力及び光信号対雑音比を推定するように形成される、請求項２２に記載の信号変調器。
【請求項２４】
前記信号処理モジュールは、前記二重偏波信号のＹ偏波状態の信号電力及び光信号対雑音比を推定することによって、前記二重偏波信号に関連付けられる信号電力及び光信号対雑音比を推定するように形成される、請求項２２に記載の信号変調器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光ネットワークに関し、より詳細には、インバンドの管理信号を使用した二重偏波信号の監視に関する。
【背景技術】
【０００２】
光通信システムの重要性が増すと共に光通信システムの普及が進むに連れて、光通信システムの正確な稼働を保証するために光通信システムを正確且つ効果的に監視できることの重要性が徐々に大きくなっている。多重化偏波成分を有する光トラヒック信号（例えば、二重偏波信号）が実装されるとき、正確且つ効果的な監視の重要性は大きくなる。費用効率が高い方法で光通信システムを監視すると共に、光通信システムの他の成分と共に監視することができることの重要性が徐々に大きくなっている。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００３】
本開示の一実施形態では、二重偏波信号の光パワーを監視するシステム及びその方法が開示される。本システム及びその方法では、インバンドで二重偏波信号と共に通信される管理信号に関連付けられる第１パラメータセットを測定し、第１パラメータセットから第２パラメータセットを計算し、二重偏波信号の偏波状態の１つの関連付けられる強度値を第２パラメータセットから計算し、管理信号に関連付けられる信号電力及びＳＮ比（signal-to-noise ratio）を強度値から推定する。
【図面の簡単な説明】
【０００４】
【図１】図１は、本開示の一実施形態に係る光伝送システムの動作を説明する光システムの例示的なモデルを示す図である。
【図２】図２は、本開示の一実施形態に係る、管理信号のＳＮ比及び／又は電力を監視するための例示的な管理信号の偏光計を示す図である。
【図３】図３は、本開示の一実施形態に係る、光トラヒック信号に関連付けられる管理信号を監視する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】
【０００５】
特定の実施形態及びその利点については、同一の符号を使用して同一の及び対応する部分を示す図１〜３を参照することにより、十分に理解することができよう。
【０００６】
本開示で使用されるとき、用語「コンピュータが読み取り可能な媒体」は、汎用コンピュータ又は特殊用途コンピュータによってアクセス可能である入手可能な何れの媒体とすることができる。限定的ではない一例では、コンピュータが読み取り可能な媒体は、ＲＡＭ（Random Access Memory）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＥＥＰＲＯＭ（Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory）、ＣＤ−ＲＯＭ（Compact Disc Read Only Memory）又は他の光ディスク記憶装置、磁気ディスク記憶装置、又は他の磁気記憶装置、コンピュータが実行可能な命令又はデータ構造の形式で所望のプログラムコード手段を実行又は格納するために使用される他の何れの媒体、若しくは汎用コンピュータ又は特殊用途コンピュータによってアクセス可能な他の何れの媒体を含む有形のコンピュータが読み取り可能な媒体を含んでもよい。コンピュータが読み取り可能な媒体の範囲には、上述の装置の組み合わせも含まれるべきである。
【０００７】
また、「コンピュータが実行可能な命令」は、汎用コンピュータ、特殊用途コンピュータ又は特殊用途処理装置がある機能を実行し、又は一群の機能を実行するようにさせる命令及びデータ構造等を含むことができる。
【０００８】
本開示で使用されるとき、用語「モジュール」又は「構成要素」は、コンピュータシステムにおいて実行されるソフトウェアのオブジェクト又はルーティンを称してもよい。本開示で説明される種々の構成要素、モジュール、エンジン及びサービスは、例えば個別のスレッドとして、コンピュータシステムで実行されるオブジェクト又はプロセスとして実装してもよく、ハードウェア、ファームウェア、及び／又はこれら３つの何れかの組み合わせてとして実装してもよい。
【０００９】
光通信システムの光トラヒック信号を監視するための費用効率が高いインラインのソリューションが以下に説明される。本開示では、光トラヒック信号のＳＮ比（ＳＮＲ）及び／又は光パワーの変化を判定するために無線通信システムに存在する成分内の通信速度が比較的低い管理信号を監視するシステム及びその方法について説明する。
【００１０】
図１は、本開示の一実施形態に係る光伝送システムの動作を説明する例示的なモデルである光システム１００を示す図である。システム１００は、送信器１０２と、伝送システム１０４と、受信器１０６とを有することができる。図１の例示的なシステム１００は、ポイントツーポイント接続の簡単な光学システムである。システム１００の１つの特定の形式又はトポグラフィが示されるが、システム１００は、リングネットワーク、メッシュネットワーク及び／又は他の適当な光ネットワーク、及び／又は光ネットワークの組み合わせを含む適切な形式にすることができる。
【００１１】
いくつかの実施形態では、送信器１０２は、受信器１０６に多重化偏波光信号を伝送するように形成された電子装置、電子素子、及び／又はそのような装置及び／又は素子の組み合わせにすることができる。例えば、送信器１０２は、１つ又は２つ以上のレーザ、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・シグナル・プロセッサ、ビームスプリッタ、ビームコンバイナ、マルチプレクサ、及び／又は二重偏波光信号を受信器１０６に伝送する他の構成要素、装置及び／又はシステムを含んでもよい。
【００１２】
いくつかの実施形態では、送信器１０２は、光トラヒック信号に管理信号をインバンドで含むようにさらに形成してもよい。二重偏波光信号による管理信号の１つの特定の実装を説明するシステム及び方法は、参照することによって本開示に組み込まれる米国出願番号１３／６２０１２０及び１３／６２０１７２により詳細に説明される。本開示では、「光信号」及び／又は「光トラヒック信号」への言及は、明示的に別段の定めをした場合を除き、インバンドの管理信号を含むと考えるべきである。
【００１３】
システム１００のいくつかの配置では、二重偏波光信号によるインバンドの管理信号の実装は費用が掛かりすぎるかもしれない。例えば、高速（且つ高価な）光検出器、プロセッサ及び／又は偏光計を導入する必要があるかもしれない。しかしながら、システム１００の他の配置では、通信速度が低い管理信号を実装することにより、低速（したがって低価格な）検出器、プロセッサ及び／又は偏光計を使用することが可能になる。いくつかの実施形態では、通信速度が低い管理信号は、光トラヒック信号のデータ期間よりもかなり長い変調期間を有してもよい。同一の実施形態、又は代替的な実施形態では、通信速度が低い管理信号では、管理信号は主たるデータ信号からより容易に分離可能にすることができる。
【００１４】
いくつかの実施形態では、送信器１０２は、伝送システム１０４を介して受信器１０６に（インバンドの管理信号と共に）光トラヒック信号を通信してもよい。伝送システム１０４は、１つ又は２つ以上の偏光依存損失１０８、１つ又は２つ以上のファイバ１１０、及び１つ又は２つ以上の増幅部１１２という構成要素によって一般的にモデル化してもよい。図１に関連して、これらの構成要素は、説明を補助するように提供されるが、本開示の範囲を限定することを意図するものではない。システム１００のいくつかの実施形態では、システム１００は、図１に示す構成要素と比較して、より多くの構成要素、より少ない構成要素及び／又は異なった構成要素でモデル化してもよい。
【００１５】
偏光依存損失１０８は、伝送システム１０４の偏光依存損失をモデル化するように形成してもよい。偏光依存損失の現象は、二重偏波光信号の伝送と共通した現象であり、当業者によく知られている。
【００１６】
また、伝送システム１０４は、ファイバ１１０を使用してモデル化してもよい。いくつかの実施形態では、ファイバ１１０を使用してシステム１００の所与の配置で使用される特定の種類の光ファイバの特性にしてもよい特定のパラメータをモデル化する。例えば、ファイバ１１０は、長さ、帯域幅等のようなファイバ特性を含んでもよい。また、伝送システム１０４は、増幅部１１２を含んでもよい。いくつかの実施形態では、増幅部１１２は、受信器１０６へのより効率的な伝送のために（インバンドの管理信号と共に）光トラヒック信号を増幅するように形成される何れかの増幅器にしてもよい。例えば、増幅部１１２は、光通信システムに共通するエルビウムドープファイバー増幅器（Erderbium Doped Fiber Amplifier、ＥＤＦＡ）にしてもよい。いくつかの実施形態では、増幅部１１２は、光トラヒック信号に持ち込まれる特定の種類の雑音の原因になるかもしれない。例えば、ＥＤＦＡは、当業者に増幅自然放出（Amplified Spontaneous Emission、ＡＳＥ）として知られる種類の雑音を持ち込む。
【００１７】
いくつかの実施形態では、受信器１０６は、送信器１０２からの多重化偏波光信号を受信するように形成された電子装置、電子素子、及び／又はそのような装置及び／又は素子の組み合わせにすることができる。例えば、受信器１０６は、１つ又は２つ以上のレーザ、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・シグナル・プロセッサ、ビームスプリッタ、ビームコンバイナ、デマルチプレクサ、及び／又は送信器１０２からの二重偏波光信号を受信する他の素子、装置及び／又はシステムを含む。
【００１８】
いくつかの実施形態では、送信器１０２及び受信器１０６は、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等の同一の装置内に存在してもよい。同一の実施形態、又は代替的な実施形態では、送信器１０２及び受信器１０６は、個別の装置にしてもよく、互いに近くに配置してもよく、互いに遠隔に配置してもよい。
【００１９】
動作中には、送信器１０２は、伝送システム１０４を介して受信器１０６に（インバンドの管理信号と共に）二重偏波光トラヒック信号を通信してもよい。いくつかの実施形態では、送信器１０２は、適切な変調方式によって二重偏波光トラヒック信号を通信してもよい。例えば、送信器１０２は、二重偏光四位相偏移変調方式（Dual-Polarization Quadrature Phase-Shift Keying、ＤＰ−ＱＰＳＫ）等の位相偏移変調技術によって受信器１０６に二重偏波光トラヒック信号を通信してもよい。いくつかの実施形態では、二重偏波光トラヒック信号のデータ部分を伝送するために使用される変調方式は、管理信号を伝送するために使用される変調方式と相違してもよい。例えば、送信器１０２は、振幅偏移変調、オンオフ変調、及び／又は何れかの適切な変調方式を使用して管理信号を通信してもよい。同一の実施形態、又は代替的な実施形態では、管理信号は、周波数偏移変調方式を使用して通信してもよい。このような実施形態では、受信器１０６の一部として周波数弁別器を含むことが必要であるか又は望ましい。
【００２０】
送信器１０２では、光トラヒック信号のＸ成分及びＹ成分の光信号対雑音比（optical signal-to-noise ratio、ＯＳＮＲ）は、実質的に同一であってもよい。同様に、２つの成分の信号電力は、実質的に同一であってもよい。しかしながら、受信器１０６では、光トラヒック信号のＸ成分及びＹ成分のＯＳＮＲ及び／又は信号電力は、ＰＤＬ１０８の影響及び／又はＥＤＦＡ１１２からの増幅自然放出雑音の影響のために相違してもよい。
【００２１】
光トラヒック信号と共にインバンドで通信される管理信号を監視することにより、このＯＳＮＲ及び／又は信号電力の歪みの影響を判定できるようにしてもよい。一方で管理信号のＳＮ比（signal-to-noise ratio、ＳＮＲ）と電力との間の同一の関係があり、他方で光トラヒック信号のＯＳＮＲと電力との同一の関係があるので、より低い電力且つより低い速度の管理信号を監視することによって、システム１００は、光トラヒック信号の歪みの影響をより効果的に監視できるようにしてもよい。
【００２２】
図２は、本開示の一実施形態における、管理信号のＳＮ比及び／又は電力を監視するための例示的な管理信号システム２００を示す図である。いくつかの実施形態では、システム２００は、１つ又は２つ以上の波長可変光フィルタ２０６、１つ又は２つ以上の偏光計２０２、及び／又は１つ又は２つ以上の信号処理モジュール２１４を含む。図２において、システム２００のそれぞれの構成要素ある数で示されるが、システム２００は、より多くの数の構成要素を含んでもよく、より少ない数の構成要素を含んでもよく、及び／又は異なる数の構成要素を含んでもよい。また、図２において、システム２００の１組の構成要素が示されるが、構成が相違してもよい１組又は２組以上の構成要素は、本開示の範囲を逸脱することなくシステム２００の所与の構成の内部に含まれてもよい。
【００２３】
いくつかの実施形態では、システム２００は、トラヒックシステム１００の１つ又は２つ以上の他の構成要素にデータを出力するように形成されていもよい。例えば、システム２００は、管理信号データ２１６及び／又は監視信号データ２１８を出力するように形成してもよい。図１及び３を参照してより詳細に説明するように、監視信号データ２１８は、信号処理モジュール２１４においてＳＮＲ及び信号電力から推定されてもよい光通信チャネルに関連付けられるメインデータのＯＳＮＲ及び／又は電力に関連付けられるデータにしてもよい。
【００２４】
いくつかの実施形態では、監視信号データ２１８は、図３を参照してより詳細に説明されるように、メインデータ信号に関連付けられるデータを含んでもよい。例えば、監視信号データ２１８は、メインデータ信号の偏光成分の推定ＯＳＮＲ及び／又はメインデータ信号の偏光成分の推定光信号電力を含んでもよい。同一の実施形態、又は代替的な実施形態では、監視信号データ２１８は、測定された管理データ信号のＳＮＲとメインデータ信号のＯＳＮＲとを関連させることができる較正データを含んでもよい。較正データは、測定された管理信号の光信号電力及び／又は電気信号電力とメインデータ信号の光パワーとを関連させることができるデータを含んでもよい。例えば、トラヒックシステム１００は、管理データ信号及びメインデータ信号の所与の変調方式のための工場又は他の予め設置された環境において設定してもよい。
【００２５】
いくつかの実施形態では、光トラヒック信号２０４は、システム２００に通信されてもよい。例えば、システム１００の送信器１０２から出力される光トラヒック信号は、タップされ、システム２００の偏光計に向かってもよい。いくつかの実施形態では、送信器１０２から通信される管理信号は、適切な変調方式を使用して変調してもよい。例えば、管理信号は、振幅偏移変調方式を使用して変調してもよい。このような実施形態では、光トラヒック信号２０４は、次いで波長可変光フィルタ２０６に通信されてもよい。いくつかの実施形態では、波長可変光フィルタ２０６は、監視のために光トラヒック信号２０４の波長チャネルを選択するように形成された装置、素子、システム及び／又はそれらの組み合わせとしてもよい。いくつかの実施形態では、波長可変光フィルタ２０６は、手動で制御されてもよく、電気的に制御されてもよく、プログラムで制御されてもよく、自動で制御されてもよく、及び／又はそれらの組み合わせで制御されてもよい。波長可変光フィルタ２０６が監視のための波長チャネルを選択すると、波長チャネルは、偏光コントローラ２０８に通信されてもよい。
【００２６】
同一の実施形態、又は代替的な実施形態では、波長可変光フィルタ２０６は、可変波長弁別器に補完及び／又は置換されてもよい。例えば、管理信号が波数偏移変調によって通信されるシステム１００の構成において、システム２００は、可変波長弁別器を使用して、監視される波長チャネルを選択してもよい。また、可変波長弁別器は、搬送波周波数変調を強度変調に変換するように形成してもよい。
【００２７】
いくつかの実施形態では、偏光計２０２は、１つ又は２つ以上のローパスフィルタ２１２も含んでもよい。これらのローパスフィルタは、監視される波長チャネルの成分から管理信号をフィルタリングするように形成された装置、素子、システム及び／又はそれらの組み合わせとしてもよい。図１及び３を参照して詳細に説明されているように、管理信号は、（光トラヒックチャネルと比較したときに）より低い電力及び／又はより低い通信速度にしてもよい。ローパスフィルタは、更なる分析のために、管理信号が通過するように形成してもよい。
【００２８】
いくつかの実施形態では、システム２００は、１つ又は２つ以上の信号処理モジュール２１４も含んでもよい。信号処理モジュール２１４は、管理信号の成分を分析するように形成された装置、素子、システム及び／又はそれらの組み合わせとしてもよい。さらに、信号処理モジュールは、管理信号の成分の分析を実行するプログラムを格納するメモリを含んでもよい。これらの命令は、管理信号の成分の分析を実行するように形成された１つ又は２つ以上のプログラム、モジュール、クラス、及び／又は他のデータ構造に組み込まれてもよい。システム２００及び／又はシステム１００の構成によって、これらの命令は、互いに近くに配置してもよく、遠隔に配置してもよく、それらの組み合わせるように配置してもよい。また、本開示の範囲を逸脱することなく、命令は、１つ又は２つ以上の信号処理モジュール２１４によって格納され、及び／又は実行されてもよい。
【００２９】
図１及び３を参照して、より詳細に説明されるように、信号処理モジュール２１４は、受信した管理信号のＳＮＲ及び／又は信号電力を測定するために、管理信号の成分を分析するように形成してもよい。いくつかの実施形態では、信号処理モジュール２１４は、管理信号の成分に関連付けられる１つ又は２つ以上のパラメータセットを決定することにより、この分析を実行する。例えば、信号処理モジュール２１４は、管理信号の「ストークスベクトル」を最初に決定してもよい。
【００３０】
ストークスベクトルは、光信号を示すパラメータセットのクラスの１つとして一般的に記載してもよい。具体的には、ストークスベクトルは、管理信号の様々な成分の偏波状態に関連付られる情報を含んでもよい。ストークスベクトルは、所与の管理信号の偏波状態を示すことができるストークスパラメータを含んでもよい。例えば、システム２００の座標を有する管理信号の現在の状態を測定するときに、測定されたストークベクトル「Ｓm」は、
【００３１】
【数１】
2015008457.tif 000003
【００３２】
で示される。
【００３３】
いくつかの実施形態では、システム２００は、管理信号の成分を分析するときに使用される第２パラメータセットも決定してもよい。例えば、信号処理モジュール２１４は、送信器１０２の座標系を有する管理信号の「出力」ストークベクトル「Ｓo」も決定してもよい。以下により詳細に説明されるように、このベクトルは、測定されたストークスベクトルＳmから計算してもよい。いくつかの実施形態では、出力ストークスベクトルは、
【数２】
2015008457.tif 000004
【００３４】
で示される。
【００３５】
二重偏波光信号の場合、出力ストロークベクトルは、以下に示される式１を参照して計算してもよい。式１において、特定の成分の強度（「Ｉ」）は、成分の偏波状態を示す下付き文字によって参照される。特定の成分の強度値は、式２〜３を参照して決定してもよい。
式１
【００３６】
【数３】
2015008457.tif 000005
【００３７】
式２
【００３８】
【数４】
2015008457.tif 000006
【００３９】
式３
【００４０】
【数５】
2015008457.tif 000007
【００４１】
式２〜３において、ｍを使用して管理信号に関連付けられる変調度を示すことができる。いくつかの実施形態では、ｍは１より非常に小さくてもよい。またｄs（ｔ）を使用して管理データを示すことができる。いくつかの実施形態では、この値は、−１又は１の何れか一方にしてもよい。同一の実施形態、又は代替的な実施形態では、
【００４２】
【数６】
2015008457.tif 000008
【００４３】
を使用してｄs（ｔ）が示す値と反対の値を示すことができる。また、ｈns,y（ｔ）を使用して管理信号の成分に関連付けられる雑音電力を示すことができる。Ｉsを使用して一定信号の電力を示すことができる。そして、α及びβは、信号損失を反映するように選択される係数にすることができる。いくつかの実施形態では、α及びβは、偏光依存損失等のために異なってもよい。
【００４４】
二重偏波の例では、＋／−４５°の何れか、及び／又は左／右何れかの回転に偏光させることができる成分は、雑音成分としてのみ示してもよい。結果として、出力ストークスベクトルの第１ストークスパラメータは、式４を参照して決定してもよい。
式４
【００４５】
【数７】
2015008457.tif 000009
【００４６】
式４において、項「（α＋β）ｍｄs（ｔ）Ｉs」は管理信号を示すことができる。
【００４７】
いくつかの実施形態において、出力ストークベクトルＳoは、測定されたストークベクトルＳmから以下の式によって推定することができる。
【００４８】
【数８】
2015008457.tif 000010
【００４９】
上述の例では、「Ｍ-1」は、伝送システム１００の偏光回転を示すミュラー行列の逆行列にすることができる。Ｓeは、「推定」ストークベクトルと称することができ、より詳細に説明されたミュラー行列の逆行列から計算することができる。いくつかの実施形態では、ＳeはＳoと近似することができる。いくつかの実施形態では、システム２００は、Ｓe,1の無線周波数（radio frequency、「ＲＦ」）を最大化するためにミュラー行列の要素を調整するように更に形成してもよい。図３を参照してより詳細に説明されるように、Ｓe,1は最大化してもよい。同一の実施形態、又は代替的な実施形態では、Ｓe,2及び／又はＳe,3は、最小化してＭ-1を見つけてもよい。推定されたストークスベクトルを使用して、システム２００は、管理信号の強度成分を推定するように更に形成することができる。例えば、二重偏波システムにおいて、Ｘ成分の強度及びＹ成分の強度は、式５〜６を参照して決定することができる。式５〜６では、ｎを使用してサンプルされた信号の添え字を示すことができる。
式５
【００５０】
【数９】
2015008457.tif 000011
【００５１】
式６
【００５２】
【数１０】
2015008457.tif 000012
【００５３】
いくつかの実施形態において、これらの推定値が決定されると、管理信号の成分のＳＮＲ及び信号電力は決定することができる。例えば、ＳＮＲ及び電気信号電力は、以下の式７〜１０を参照して決定することができる。式７〜１０において、「ｎ１」を使用して所与の成分の「１」に対応するサンプルされた管理信号データ（又は
【００５４】
【数１１】
2015008457.tif 000013
【００５５】
）の添え字を示すことができ、「ｎ０」を使用して所与の成分の「０」に対応するサンプルされた管理信号データ（又は
【００５６】
【数１２】
2015008457.tif 000014
【００５７】
）の添え字を示すことができる。
式７
【００５８】
【数１３】
2015008457.tif 000015
【００５９】
式８
【００６０】
【数１４】
2015008457.tif 000016
【００６１】
式９
【００６２】
【数１５】
2015008457.tif 000017
【００６３】
式１０
【００６４】
【数１６】
2015008457.tif 000018
【００６５】
上述のように、式９〜１０を使用してＲＦ電力を示すことができる。先に例示された式に示されるように、直交する２つの偏光成分の管理信号の光パワーは、式９〜１０の結果の平方根に比例することができる。
【００６６】
いくつかの実施形態では、インバンドの管理信号の計算されたＳＮＲ（又は信号電力）と、それぞれの偏光成分におけるデータ信号のＯＳＮＲ（又は信号電力）との間に１対１の関係がある。したがって、それぞれの偏光成分における二重偏波光信号のＯＳＮＲ（又は信号電力）は推定することができる。
【００６７】
図３を参照してより詳細に説明されるように、推定された成分強度を更に使用して１つ又は２つ以上の重み係数も決定することができる。いくつかの実施形態では、これらの重み係数を使用して管理信号の値を調整して性能を改良することができる。例えば、管理信号は「ＳＶ  ｓｉｇｎａｌ＝ｗxＩx,n−ｗyＩy,n」と示すことができる。いくつかの実施形態では、重み係数「ｗx」及び「ｗy」は、式１１〜１２を参照して決定することができる。図３を参照してより詳細に説明されるように、式１１〜１２において、「ｋ」を使用して、ＳＮＲを改良することができる数を示すことができる。例えば、ｋは自然数にすることができる。
式１１
【００６８】
【数１７】
2015008457.tif 000019
【００６９】
式１２
【００７０】
【数１８】
2015008457.tif 000020
【００７１】
動作中には、システム２００は入力される光トラヒック信号の波長帯域を選択し、波長帯域を複数の成分に分割し、管理信号をフィルタリングして、管理信号を分析することができる。システム２００は、２つのパラメータセットを利用して、管理信号のＳＮＲ及び／又は光パワーの変化を決定してもよい。一例として、システム２００は、測定されたストークスベクトルと推定されたストークスベクトルとを決定することができる。システム２００は、管理信号の１つ又は２つ以上の成分に関連付けられる強度値をこれらのパラメータセットから決定することができる。これらの強度値と共に、システム２００は、管理信号の成分に関連付けられるＳＮＲ及び／又は信号電力と、結果として管理信号を調整するときに使用することができる付加的な重み係数を更に決定することができる。例えば、システム２００は、直交するそれぞれの偏光成分の管理信号に関連付けられるＳＮＲ及び／又は信号電力を、測定されたストークスベクトルから推定するように形成することができる。
【００７２】
図３は、本開示の一実施形態における、光トラヒック信号に関連付けられる管理信号を監視する例示的な方法のフローチャートである。方法３００は、第１パラメータセットを決定すること、第２パラメータセットを決定すること、及び管理信号の成分に関連付けられる強度値を決定することを含むことができる。
【００７３】
一実施形態に従うと、方法３００は、３０２から開始することができる。本開示の教示は、様々な構成に実装することができる。方法３００の好適な初期化点及び方法３００に含まれる３０２〜３１８の順序自体は、選択される実装に依存することができる。
【００７４】
３０２において、方法３００は、図１〜２を参照してより詳細に説明したように、管理信号の１つ又は２つ以上の成分に関連付けられる第１パラメータセットを決定することができる。例えば、方法３００は、管理信号の成分に関連付けられる測定されたストークベクトルを決定することができる。パラメータセットを決定した後に、方法３００は３０４に進む。いくつかの実施形態では、３０２に関連付けられる測定は、リアルタイム、及び／又はニア・リアルタイムで行われる。その結果、いくつかの実施形態では、方法３００は、第１パラメータセットを決定した後に、３０２の開始に戻ることができる。第１パラメータセットの測定を使用して、方法３００は、残りの方法の一部又は全てを実行するために３０４に進むと同時に付加的な測定を実行することができる。
【００７５】
３０４において、方法３００は、図１〜２を参照してより詳細に説明したように、方法３００はパラメータセットを分析することができる。例えば、方法３００は、測定されたストークベクトルにミューラー行列の逆行列を適用することができる。パラメータセットを分析した後に、方法３００は３０６に進む。３０６において、方法３００は、図１〜２を参照してより詳細に説明したように、管理信号の１つ又は２つ以上の成分に関連付けられる第２パラメータを決定することができる。例えば、方法３００は、送信器１０２に関連付けられる座標系における管理信号の成分に関連付けられるストークスベクトルを推定することができる。第２パラメータセットを決定した後に、方法３００は３０８に進む。
【００７６】
３０８において、方法３００は、図１〜２を参照してより詳細に説明したように、最適化ルーチンを実行して第２パラメータセットを最適化する。いくつかの実施形態において、方法３００は、第２パラメータセットの特定のパラメータを最大化又は最小化することができる。例えば、方法３００は、最適なミューラー行列を決定するために、推定されたストークスベクトルのＳe,1のＲＦ電力を最大化することができる。最適化した値と共に、方法３００は、ステップ３０４に戻ることができる。ここで、分析は最新のパラメータ値を組み込むことができる。
【００７７】
いくつかの実施形態において、方法３００は、３０６から３１０に進むこともできる。３１０において、方法３００は、図１〜２を参照してより詳細に説明したように、管理信号の成分に関連付けられる１つ又は２つ以上の強度値を決定することができる。強度値を決定した後に、方法３００はステップ３１２に進むことができる。
【００７８】
ステップ３１２において、方法３００は、図１〜２を参照してより詳細に説明したように、管理信号の成分に関連付けられるＳＮＲ及び／又は光パワーを推定することができる。ＳＮＲ及び／又は光パワー値を推定した後に、方法３００は３１４に進む。いくつかの実施形態では、方法３００はステップ３１２から３２０に進むこともできる。
【００７９】
３２０において、方法３００は、図１〜２を参照してより詳細に説明したように、複数の監視値を通信することができる。例えば、方法３００は、光通信チャネルのメインデータ部分の電力及び／又はＯＳＮＲに関連付けられるデータを通信することができる。このデータを通信した後に、方法３００はステップ３０２に戻る。
【００８０】
ステップ３１４において、方法３００は、図１〜２を参照してより詳細に説明したように、強度値に関連付けられる１つ又は２つ以上の重み係数を割り当てることができる。いくつかの実施形態において、方法３００は、１つ又は２つ以上の重み係数を決定して、単一入力複数出力環境においてＳＮＲを最適化することができる。同一の実施形態、又は代替的な実施形態では、重み係数は、全体のＳＮＲを減少させるように決定することができる。重み係数を割り当てた後に、方法３００は３１６に進む。
【００８１】
３１６において、方法３００は、図１〜２を参照してより詳細に説明したように、３１０及び３１４からの情報を使用して、管理信号に関連付られる値を決定することができる。例えば、管理信号は、図２を参照してより詳細に説明したように、特性「ＳＶ  ｓｉｇｎａｌ＝ｗxＩx,n−ｗyＩy,n」に従って所与の値とすることができる。管理信号を決定した後に、方法３００は３１８に進む。
【００８２】
ステップ３１８において、方法３００は、図１〜２を参照してより詳細に説明したように、管理信号を実装する。例えば、（送信器１０２等の）システム１００の１つ又は２つ以上の構成要素は管理信号を実装して、伝送システム１０４を介して光トラヒック信号と共に管理信号を通信することができる。
【００８３】
図３は、方法３００に関して処理すべき複数のステップが開示されるが、方法３００は図３に示すステップよりも多くてもよく、図３に示すステップよりも少なくてもよい。例えば、システム１００のいくつかの構成において、３０８から３０４へのフィードバックループは必要なくてもよく、及び／又は望ましない。
【図１】
2015008457.tif 000021
【図２】
2015008457.tif 000022
【図３】
2015008457.tif 000023