(57)【要約】  スペクトルホールバーニング（ＳＨＢ）を抑えるために、部分的に負荷されたＷＤＭシステムの不使用チャネルにスペクトル負荷を与えるためのシステム及び方法が用いられ得る。複数のシステム波長の帯域内の、ＷＤＭシステムの不使用チャネルのサブセットと関連付けられた複数の異なる負荷波長のダミートーンが負荷され得る。部分的に負荷されたＷＤＭシステムの利得スペクトルの歪みに基づき、ダミートーンが歪みを変えて所望の利得スペクトルを提供するように負荷波長が選択され離間されてよい。
2008510388.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
波長分割多重（ＷＤＭ）システムの複数のチャネルと関連付けられた複数のシステム波長の帯域内のそれぞれ異なる個々の信号波長で複数の情報信号を送信するよう構成された少なくとも１つの送信器と、
前記複数のシステム波長の帯域内の複数の負荷波長であって、前記ＷＤＭシステムの複数の不使用チャネルのサブセットのみと関連付けられ、部分的に負荷された前記ＷＤＭシステムの所望の利得スペクトルを提供するよう選択され離間された前記複数の負荷波長で、複数のダミートーンを生成するよう構成された光学負荷発生器と、
前記ＷＤＭシステムの複数の使用チャネル上の前記複数の情報信号と前記ＷＤＭシステムの前記複数の不使用チャネルのサブセット上の前記複数のダミートーンとを含む出力を供給するために、前記複数の情報信号と前記複数のダミートーンとを結合するよう構成された少なくとも１つの結合器と、
を備えることを特徴とするシステム。
【請求項２】
前記複数の負荷波長が、部分的に負荷されたＷＤＭシステムの利得スペクトルの歪みに基づき選択され離間されることを特徴とする請求項１記載のシステム。
【請求項３】
前記光学負荷発生器が、少なくとも３つのダミートーンを生成するよう構成されることを特徴とする請求項１記載のシステム。
【請求項４】
前記ダミートーンの大部分が、前記複数のシステム波長の帯域の下半分の範囲内の波長で生成されることを特徴とする請求項１記載のシステム。
【請求項５】
前記ダミートーンの大部分が、約１５５０ｎｍより低い波長で生成されることを特徴とする請求項１記載のシステム。
【請求項６】
前記ダミートーンの１つが、前記複数のシステム波長の帯域の中ほどの波長で発生されることを特徴とする請求項１記載のシステム。
【請求項７】
少なくとも前記光学負荷発生器に結合され、前記ダミートーンのパワーレベルを調節するよう構成された少なくとも１つのパワー調節装置を更に備えることを特徴とする請求項１記載のシステム。
【請求項８】
前記光学負荷発生器が、前記複数の負荷波長で動作するよう構成された連続波レーザ源を含むことを特徴とする請求項１記載のシステム。
【請求項９】
前記光学負荷発生器が、前記レーザ源に結合された少なくとも１つの偏光変換器を更に含むことを特徴とする請求項８記載のシステム。
【請求項１０】
前記光学負荷発生器が、
光学ノイズを生成するよう構成された広帯域ノイズ源と、
前記ダミートーンを生成するために前記光学ノイズをフィルタリングするよう構成された少なくとも１つのフィルタと、
を含むことを特徴とする請求項１記載のシステム。
【請求項１１】
前記ノイズ源が自然放射増幅光（ＡＳＥ）ノイズ源を含むことを特徴とする請求項１０記載のシステム。
【請求項１２】
前記少なくとも１つの結合器の前記出力に結合された光学的に増幅された伝送線路を更に備えることを特徴とする請求項１記載のシステム。
【請求項１３】
光伝送路上でＷＤＭ信号を伝送する方法であって、
部分的に負荷されたＷＤＭシステムの複数のチャネルと関連付けられた複数のシステム波長の帯域内のそれぞれ異なる個々の信号波長で複数の情報信号を生成する工程と、
前記複数のシステム波長の帯域内の複数の負荷波長であって、前記ＷＤＭシステムの複数の不使用チャネルのサブセットのみと関連付けられ、前記部分的に負荷されたＷＤＭシステムの所望の利得スペクトルを提供するよう選択され離間された前記複数の負荷波長で、複数のダミートーンを生成する工程と、
前記複数の情報信号が前記ＷＤＭシステムの複数の使用チャネルに供給され、前記複数のダミートーンが前記ＷＤＭシステムの前記複数の不使用チャネルのサブセットに供給されるように、前記光伝送路上に前記複数の情報信号及び前記複数のダミートーンを伝える工程と、
を備えることを特徴とするＷＤＭ信号伝送方法。
【請求項１４】
前記部分的に負荷されたＷＤＭシステムの利得スペクトルの歪みに基づき前記複数の負荷波長を選択する工程を更に備えることを特徴とする請求項１３記載のＷＤＭ信号伝送方法。
【請求項１５】
前記複数のダミートーンを生成する前記工程が、少なくとも３つのダミートーンを生成することを特徴とする請求項１３記載のＷＤＭ信号伝送方法。
【請求項１６】
前記複数のダミートーンを生成する前記工程が、前記ダミートーンの大部分を前記複数のシステム波長の帯域の下半分の範囲内の波長で生成することを特徴とする請求項１３記載のＷＤＭ信号伝送方法。
【請求項１７】
前記複数のダミートーンを生成する前記工程が、前記ダミートーンの大部分を約１５５０ｎｍより低い波長で生成することを特徴とする請求項１３記載のＷＤＭ信号伝送方法。
【請求項１８】
前記複数のダミートーンを生成する前記工程が、少なくとも３つのノイズトーンを生成することを特徴とする請求項１３記載のＷＤＭ信号伝送方法。
【請求項１９】
前記複数のダミートーンを生成する前記工程が、自然放射増幅光（ＡＳＥ）ノイズ源をフィルタリングして少なくとも３つのノイズトーンを生成することを特徴とする請求項１３記載のＷＤＭ信号伝送方法。
【請求項２０】
スペクトルホールバーニングを抑えるためのスペクトル負荷方法であって、
複数のシステム波長の帯域にわたる複数の使用チャネル及び複数の不使用チャネルを含む部分的に負荷されたＷＤＭシステムの利得スペクトルの歪みを識別する工程と、
前記ＷＤＭシステムの前記利得スペクトルの前記歪みに基づき、前記複数のシステム波長の帯域内で、前記ＷＤＭシステムの前記複数の不使用チャネルの一部と関連付けられた複数の負荷波長を選択する工程と、
前記歪みを変えて、前記部分的に負荷されたＷＤＭシステムの所望の利得スペクトルを提供するために、前記ＷＤＭシステムの前記複数の不使用チャネルのサブセットに、前記複数の負荷波長でダミートーンを与える工程と、
を備えることを特徴とするスペクトル負荷方法。
【請求項２１】
前記複数の波長を選択する前記工程が、少なくとも３つのダミートーンを生成するための少なくとも３つの波長を選択することを特徴とする請求項２０記載のスペクトル負荷方法。
【請求項２２】
前記複数の波長を選択する前記工程が、前記複数のシステム波長の帯域にわたって不均等に離間された複数の負荷波長を選択することを特徴とする請求項２０記載のスペクトル負荷方法。
【請求項２３】
前記複数の負荷波長を選択する前記工程が、前記複数の負荷波長の１つを前記複数のシステム波長の帯域の中ほどで選択することを特徴とする請求項２０記載のスペクトル負荷方法。
【請求項２４】
前記複数の負荷波長を選択する前記工程が、前記複数の負荷波長の大部分を前記複数のシステム波長の帯域の下半分の範囲で選択することを特徴とする請求項２０記載のスペクトル負荷方法。
【請求項２５】
前記複数の負荷波長を選択する前記工程が、前記複数の負荷波長の大部分を約１５５０ｎｍより低い範囲で選択することを特徴とする請求項２０記載のスペクトル負荷方法。
【発明の詳細な説明】
【関連出願の説明】
【０００１】
本願は、ここに全てを引用する、２００４年８月１１日に出願された米国仮特許出願第６０／６００５３３号の恩恵を主張するものである。
【技術分野】
【０００２】
本発明は光伝送システムに関し、具体的には、スペクトルホールバーニング（ＳＨＢ）を抑えるために、不使用システムチャネルにダミー負荷トーンでスペクトル負荷を与えるシステム及び方法に関する。
【背景技術】
【０００３】
光ファイバ伝送システムの伝送容量を最大化するために、いわゆる波長分割多重システム（以降、ＷＤＭシステム）では、単一の光ファイバを用いて複数の光信号を搬送し得る。最新のＷＤＭシステムは、高いトラフィック容量（例えば、１０ギガバイト／秒（以降、Ｇｂ／ｓ）の６４個のチャネルを搬送する容量）を有する。しかし、光リンクの初期展開時には、リンクが部分的にのみ負荷される場合がある（例えば、≦８チャネル）。初期には、使用可能なチャネルの合計数のうち僅かなチャネルのみが、情報信号の搬送に用いられ得る。
【０００４】
情報信号が長距離をわたって又は光ファイバケーブルのリンク間を伝送される際には、信号の減衰を補償するための１つ以上の増幅器が設けられ得る。一部のＷＤＭシステムで用いられる増幅器は、容易に修正できず、完全に負荷されたリンク（例えば、各チャネルが１０Ｇｂ／ｓを搬送する６４個のチャネル）をサポートする初期サイズを有し得る。１チャネル当たりのパワーは、増幅器からの自然放射増幅光（ＡＳＥ）ノイズの存在下で適切な信号対ノイズ比を提供するのに十分でなければならず、完全負荷容量が高いシステムでは、増幅器の合計出力パワーが高い必要がある。従って、増幅器は、公称の光パワーで光出力信号を提供するよう構成される。公称出力パワーレベルは、増幅器の入力におけるパワーに影響されない。増幅器の入力パワーが広範囲に変化しても、出力パワーは、この公称出力パワーレベルの前後でほとんど変化しない。従って、光リンクが完全に負荷されている場合には、各チャネルは略等しい光出力パワーに増幅される。初期展開時のシステムが僅かな情報チャネルのみを用いる場合には、これらのチャネルが全増幅器出力パワーを分け合う。更なるチャネルが追加されると、１チャネル当たりの光出力パワーは減少する。
【０００５】
一部のチャネルのパワーが他のチャネルのパワーと比べて増加すると、スペクトルホールバーニング（ＳＨＢ）として知られる効果によって問題が生じ得る。エルビウムドープファイバ増幅器（ＥＤＦＡ）等の希土類がドープされたファイバ増幅器を用いた光通信ネットワークでは、ドープされたファイバ媒質における、信号によって誘発される飽和が、ＳＨＢを生じ得る。ＳＨＢの結果、ＷＤＭシステムの利得スペクトルにおいて、飽和したチャネルのスペクトルの近傍に、利得の窪み、即ち「ホール」が生じ得る。例えば、初期展開時に、少ないチャネルカウントでＷＤＭシステムが負荷されると、システムは、チャネルにおけるパワーの展開（power evolution）がシステムに沿ってより高くなるような、かなり歪んだ利得形状を示す場合がある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の課題は、スペクトルホールバーニング（ＳＨＢ）を抑えるために、不使用システムチャネルにダミー負荷トーンでスペクトル負荷を与えるシステム及び方法の提供である。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
一実施形態によれば、システムは、波長分割多重（ＷＤＭ）システムの複数のチャネルと関連付けられた複数のシステム波長の帯域内のそれぞれ異なる個々の信号波長で複数の情報信号を送信するよう構成された少なくとも１つの送信器を備える。本システムは、複数のシステム波長の帯域内の複数の負荷波長で複数のダミートーンを生成するよう構成された光学負荷発生器も備え、この複数の負荷波長は、ＷＤＭシステムの複数の不使用チャネルのサブセットと関連付けられる。少なくとも１つの結合器は、複数の情報信号と複数のダミートーンとを結合して、ＷＤＭシステムの複数の使用チャネル上の複数の情報信号とＷＤＭシステムの複数の不使用チャネルのサブセット上の複数のダミートーンとを含む出力を供給するよう構成される。
【０００８】
別の実施形態によれば、光伝送路上でＷＤＭ信号を伝送する方法が提供される。本方法は、部分的に負荷されたＷＤＭシステムの複数のチャネルと関連付けられた複数のシステム波長の帯域内のそれぞれ異なる個々の信号波長で複数の情報信号を生成する工程を備える。複数のシステム波長の帯域内の複数の負荷波長でダミートーンが生成され、この負荷波長は、ＷＤＭシステムの複数の不使用チャネルのサブセットと関連付けられる。複数の情報信号がＷＤＭシステムの複数の使用チャネルに供給され、複数のダミートーンがＷＤＭシステムの複数の不使用チャネルのサブセットに供給されるように、光伝送路上に複数の情報信号及び複数のダミートーンが伝えられる。
【０００９】
更に別の実施形態によれば、スペクトルホールバーニングを抑えるためのスペクトル負荷方法が提供される。本方法は、複数のシステム波長の帯域にわたる複数の使用チャネル及び複数の不使用チャネルを含む部分的に負荷されたＷＤＭシステムの利得スペクトルの歪みを識別する工程を備える。ＷＤＭシステムの利得スペクトルの歪みに基づき、複数のシステム波長の帯域内で複数の負荷波長が選択される。これらの負荷波長は、ＷＤＭシステムの不使用チャネルのサブセットに対応する。歪みを変えて、部分的に負荷されたＷＤＭシステムの所望の利得スペクトルを提供するために、ＷＤＭシステムの複数の不使用チャネルに、複数の負荷波長でダミートーンが与えられる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
添付の図面と共に、以下の詳細な説明を参照する。図面中、類似の要素は類似の参照番号で示される。
【００１１】
図１を参照すると、本発明による例示的な光通信システム１００が示されている。説明を容易にするために、システム１００は非常に単純化されたポイント・ツー・ポイントシステムとして示されていることが、当業者には認識されよう。光通信システム１００は、光ケーブル１０６、１０８に結合されたターミナル１２０、１３０を含む。光ケーブル１０６、１０８は、光信号を搬送するための複数のファイバ対を含んでよく、ターミナル１２０、１３０間における光信号の双方向通信のための伝送路を設けるために、複数の中継器１１０（光増幅器を含む）及び連結している光ケーブル１０７を介してリンクされてよい。
【００１２】
システム１００は、水域１０４をわたって延びるよう用いられ得る。例えば大洋等の水域にわたるように用いられる場合には、中継器１１０は海底１０２に敷設されてよく、伝送路は陸揚げ地点間をわたって延びてよい。複数の中継器及び光学媒質リンクが水の下及び／又は陸上に配設され得ることが理解されよう。
【００１３】
システム（例えばシステム１００）がＷＤＭシステムとして構成され、不使用チャネルがある状態で初期展開される場合には、使用チャネル上の情報信号は、負荷構成の関数として、利得形状の歪みを生じ得る。本願明細書で用いられる「使用チャネル」とは、ＷＤＭシステム上でトラフィック又は情報信号を搬送しているシステムチャネル位置を指すものであり、「不使用チャネル」とは、トラフィック又は情報担持信号を含まないＷＤＭシステムチャネル位置を指すものである。
【００１４】
利得形状の歪みを生じ得る１つの効果は、スペクトルホールバーニング（ＳＨＢ）である。図２Ａ〜図２Ｃは、６，６５０ｋｍのリンクを含む例示的なシステムにおける複数の異なる負荷構成に対する利得スペクトルの例を示している。図２Ａは、システム帯域にわたって離間された複数の使用チャネル上の情報信号を示している。図２Ｂは、システム帯域の中央部に集中した複数の使用チャネル上の情報信号を示している。図２Ｃは、システム帯域の一端側に集中した複数の使用チャネル上の情報信号を示している。図２Ａ〜図２Ｃに示されるように、ＳＨＢによって生じたホール、即ち利得の窪みは、利得スペクトルの歪みを生じて、完全に負荷されたＷＤＭシステムの比較的平坦な利得スペクトルから変化した利得スペクトルを生じ得る。
【００１５】
一般的に、本発明によるシステム及び方法は、システムを、送信器における初期の情報信号に加えて、複数のダミートーンで負荷することにより、この問題に対処するものである。本願明細書で用いられる「ダミートーン」（アイドラートーンとも称する）とは、情報又はトラフィックを搬送しない、特定の波長に集中した光エネルギーである。詳細は後述するが、ダミートーンは、自然放射増幅光（ＡＳＥ）ノイズ等のノイズをフィルタリングすることによって、又は、非変調連続波レーザ源を用いることによって生成され得る。システムの初期負荷時に、スペクトル利得の平坦化を制御すると共に、トラフィックを搬送する使用チャネルのパワーを制御するために、ダミートーンが負荷され得る。
【００１６】
図３を参照し、スペクトル負荷システム３００の一実施形態をより詳細に説明する。一般的に、システム３００は、情報信号及びダミートーンを供給し、光伝送路（例えば、光通信システム１００（図１）のファイバ）上を搬送されるように情報信号とダミートーンとを結合する。光伝送路は、１つ以上の光増幅器、利得平坦化フィルタ、及び／又は他の光伝送装置も含み得る。システム３００は、当業者に公知の任意のＷＤＭシステムで用いられてよく、ＷＤＭシステムの使用チャネルに情報信号が供給され、ＷＤＭシステムの不使用（又はアイドラー）チャネルにダミートーンが供給される。
【００１７】
システム３００は、複数のシステム波長の帯域内の複数の異なる信号波長（λｓ1、…λｓｎ）の情報信号３０４−１〜３０４−ｎを供給する１つ以上の送信器３０２−１〜３０２−ｎを含んでよい。複数のシステム波長は、一般的に、ＷＤＭシステムの個別のＷＤＭチャネルと関連付けられ、複数の信号波長は、ＷＤＭシステムの複数の使用ＷＤＭチャネルと関連付けられる。各送信器３０２−１〜３０２−ｎは、例えば、レーザ源、変調器及び増幅器等といった当業者に公知の光伝送装置を含んでよい。
【００１８】
システム３００は、複数のシステム波長の帯域内の複数の異なる負荷波長（λ１１、λ１２、…λ１ｎ）のダミートーン３１２−１〜３１２−ｎを生成する光学負荷発生器３１０も含んでよい。負荷波長は、一般的に、システム内の不使用ＷＤＭチャネルのサブセットに対応する。詳細は後述するが、部分的に負荷されたＷＤＭシステムのスペクトルにおける利得の歪みに基づき、所望の負荷波長が選択されてよい。光学負荷発生器３１０は、連続波レーザ源、又はフィルタリングされたノイズ源を含んでもよい（詳細は後述する）。
【００１９】
システム３００は、情報信号３０４−１〜３０４−ｎとダミートーン３１２−１〜３１２−ｎとを結合して出力３２２を供給する少なくとも１つの光結合器３２０を更に含んでよい。出力３２２は光学的に増幅された伝送路に供給されてよく、ＷＤＭシステムの使用チャネル上に情報信号３０４−１〜３０４−ｎが供給され、不使用チャネル上にダミートーン３１２−１〜３１２−ｎが供給される。単一の光結合器が図示されているが、更なる光結合器及び／又はその他の類似の光学装置を用いて、情報信号とダミートーンとを結合してもよい。
【００２０】
図４に示されているスペクトル負荷システム４００の別の実施形態によれば、複数の非変調連続波レーザ源４１０−１〜４１０−ｎを用いて、所望の負荷波長のダミートーン３１２−１〜３１２−ｎを生成する。スペクトル負荷システム４００は、偏光解消されたアイドラートーン即ちダミートーンを生成するために、レーザ源４１０−１〜４１０−ｎに続く１つ以上の偏光変換器４１４−１〜４１４−ｎも含んでもよい。或いは、偏光変換器を用いずに、非変調連続波レーザ源４１０−１〜４１０−ｎを用いてもよい。当業者に公知のレーザ源及び偏光変換器を用いてよい。
【００２１】
スペクトル負荷システム４００のこの実施形態では、第１の光結合器４２０が情報信号３０４−１〜３０４−ｎを結合してＷＤＭ信号４０４を生じる。次に、第２の光結合器４２２がＷＤＭ信号４０４とダミートーン３１２−１〜３１２−ｎとを結合して、出力３２２を提供してもよい。光結合器は様々な構成をとり得るものであり、各入力を少なくとも部分的に結合して１つの共通の出力を生じるよう構成された受動素子及び／又は能動素子を含み得ることが、当業者には認識されよう。
【００２２】
図５に示されているスペクトル負荷システム５００の更に別の実施形態によれば、広帯域ノイズ源５１０及びフィルタ５３０を用いて、所望の負荷波長のダミーノイズトーンを生成する。この実施形態では、送信器５０２は、使用チャネル上に、情報信号を含むＷＤＭ信号５０４を生成する。ＷＤＭ信号５０４は、送信器の増幅器５２０に結合されて、光学的に増幅された伝送路５２２（例えば、伝送線路ファイバ対のファイバ）上に送信され得る。例示的なシステム５００では、ＷＤＭ信号５０４の不使用チャネルに所望の負荷波長のノイズトーンが付加されるように、ダミーノイズトーンとＷＤＭ信号５０４とが結合される。
【００２３】
ノイズ源５１０は、ＡＳＥノイズ源等の広帯域ノイズ源を含んでよい。ＥＤＦＡ等の光増幅器に低い入力パワーを供給することにより、増幅器をＡＳＥ源として構成し得ることが、当業者には認識されよう。また、システム内の任意の不使用ファイバ対、又は安定動作するのに十分な使用チャネルを有するファイバ対を、広帯域ノイズ源として用いてもよい。
【００２４】
フィルタ５３０は、ノイズ源５１０によって供給される広帯域ノイズを、不使用チャネルに対応する所望の負荷波長の別個のノイズトーンに分離するよう構成されてよい。フィルタ５３０は、入力光信号をフィルタリングして複数の個々のスペクトル帯域を含む１つ以上の出力を生成する１つ以上の光フィルタ要素を含む光学インターリービングフィルタであってもよい。光学インターリービングフィルタの１つの出力５３２を終端させてもよく、光学インターリービングフィルタの他方の出力５３４が複数のノイズトーンを供給してもよい。当業者には様々な光学インターリービングフィルタ構成が知られている。例えば、共通のＷＤＭチャネル分離で１つ以上の出力を供給するための広帯域単一コンポーネントの光学インターリービングフィルタ構成が知られており、市販されている。個々のフィルタ要素をスタックして光学インターリービングフィルタを構築してもよいことが、当業者には認識されよう。
【００２５】
フィルタ５３０から出力されるノイズトーンのパワーレベルの調節を可能にするために、フィルタ５３０の出力５３４はパワー調節装置５４０に結合されてよい。パワー調節装置５４０の出力を、送信器５０２によって生成された使用チャネル及び不使用チャネルを含むＷＤＭ信号５０４を搬送する経路に結合するために、光結合器５１８を用いてよい。このように、ＷＤＭ信号５０４の不使用チャネルに、所望の負荷波長のダミーノイズトーンが付加される。光結合器５１８は、光伝送システムの他の伝送路にも結合され得る。従って、単一の広帯域ノイズ源５１０が、光伝送システムの複数の伝送路（例えば、複数の線路対）にノイズを供給してもよい。
【００２６】
パワー調節装置５４０は、可変光減衰器（ＶＯＡ）又はダイナミック利得等化器を含んでよい。パワー調節装置５４０は、更に、又は代わりに、１つ以上の特定のノイズトーン又はノイズトーン帯域のパワーレベルを制御するための損失フィルタとして構成されてもよい。パワー調節装置５４０は、例えば、１対のアレイ導波路回折格子（ＡＷＧ）を含んでもよい。一方のＡＷＧは、複数のノイズトーンをそれぞれ異なる経路上に物理的に分離してもよく、各経路には、各経路上のトーンを特に減衰するための関連付けられた減衰器が結合される。他方のＡＷＧは、減衰されたノイズトーンを結合して共通の経路上に戻してもよい。パワー調節装置５４０は、光学的に増幅された経路５２２を通して伝送中の１チャネル当たりの適切なパワーレベルを維持するために、１つ以上のノイズトーンを減衰するよう調節されてよい。パワー調節装置５４０によって与えられる減衰のレベルは、増幅器構成及び光学インターリービングフィルタ構成を含むシステム特性に依存し得る。
【００２７】
ノイズトーンの特性を制御するために、他のトーン制御装置（例えば、分光フィルタ、増幅器等）を用いてもよいことが、当業者には認識されよう。用いられ得るトーン制御装置の一例としては、伝送中のノイズトーンの広がりを制限するための１つ以上のドロップフィルタ又は帯域通過フィルタ（例えば、高フィネスのファブリー・ペローフィルタ）が含まれる。
【００２８】
ノイズトーンを生成するために他のノイズ源及び構成を用いてもよいことが、当業者には認識されよう。ＷＤＭシステムの不使用チャネルを負荷するためのノイズ源及びノイズトーンを提供するために用いられ得る異なる構成の例は、２００４年６月２５日に出願された米国特許出願第１０/８７７，０５９号により詳細に記載されており、これを参照することにより本願明細書に組み込む。
【００２９】
ＳＨＢを抑えるためにスペクトル負荷を与える１つの方法によれば、部分的に負荷されたＷＤＭシステムの利得スペクトルにおける、ＳＨＢによって生じた歪みが識別される。この歪みは、一般的に、完全に負荷されたＷＤＭシステムの比較的平坦な利得形状が変化したものである。図２Ａ〜図２Ｃに示されるように、歪みは、部分的に負荷されたＷＤＭシステムの負荷構成に依存する。
【００３０】
ダミートーンの所望の負荷波長は、部分的に負荷されたＷＤＭシステムの利得スペクトルにおいて識別された歪みに基づいて選択されてよい。一実施形態では、不使用ＷＤＭチャネルと関連付けられた３つ以上の負荷波長が選択される。部分的に負荷されたＷＤＭシステムにおけるＳＨＢの影響を抑えるために、負荷波長は、システム波長（又はＷＤＭシステムチャネル）の帯域内で離間されてよい。ダミートーンは、ダミートーンによってＳＨＢを介して生じる複数のホールの組み合わせが比較的平坦なパワースペクトルを生じるような周波数で、光学帯域内に配置されてよい。比較的平坦なパワースペクトルは、密に変調されたチャネル（例えば、１０Ｇｂ／ｓの６４チャネル）がシステムの増幅器の全光学帯域をカバーする完全負荷構成で得られるパワースペクトルに近い。
【００３１】
次に、歪みを変えてＷＤＭシステムの所望の利得スペクトル（例えば、完全に負荷されたシステムのスペクトルにより近い利得スペクトル）を提供するために、ＷＤＭシステムの選択された不使用チャネルにダミートーンが与えられてよい。ダミートーンのパワー又は比率（即ち、個々のチャネルのパワーで割った個々のダミートーンのパワー）を同等に調節することにより、トラフィック搬送チャネル、即ち使用チャネルの性能又はビット誤り率（ＢＥＲ）を最適化してもよい。
【００３２】
図６には、スペクトル負荷の一例による受信光スペクトル６００が示されている。この例によれば、８つの変調されたチャネル、即ち使用チャネル６０２−１〜６０２−８のパワースペクトルを等化するために、ＷＤＭシステムに４つのアイドラートーン、即ちダミートーン６１２−１〜６１２−４が負荷される。例示的なＷＤＭシステムは、ＣＲＺ変調形式を用い、７．６ｄＢのＳＢＳ及び＋０．７５ｒａｄのＰＭを有し、−３．１ｄＢｍの発射（launched）データチャネルパワーを有するＴｙｃｏＧｌｏｂａｌＮｅｔｗｏｒｋ（ＴＧＮ）等の海底光通信システムであり得る。例示的なＷＤＭシステムの帯域幅は１５３７．６ｎｍ〜１５６３．２ｎｍである（波長は真空中のものである）。この例示的なスペクトル負荷構成によれば、４つのダミートーン６１２−１〜６１２−４は、それぞれ１５４１ｎｍ、１５４５．３ｎｍ、１５５０．１ｎｍ及び１５５７．４ｎｍの中心波長を用いる。
【００３３】
図６に示されている例では、ダミートーンの大部分は、１５５０ｎｍより低い波長のものが用いられる。これは、波長が低くなるほどＳＨＢ効果によって生じるホールの幅が減少するからである。図７は、各飽和トーンに同じパワーを用いた場合の、複数の特定の波長の飽和トーンによって生じるホールの幅及び深さを示している。図示されるように、入力における全てのパワーが飽和トーンの波長である場合、ＳＨＢ効果によって生じるホールの幅及び深さは、飽和トーンの波長の関数として変化する。波長が短いほど、ホール即ち利得の窪みは深くなり、その幅は小さくなる。
【００３４】
全体的な利得／ノイズスペクトルは、個々の各ダミートーンの寄与の組み合わせである複数のホールを反映する。従って、ＳＨＢ効果を抑えてパワースペクトルを変えるために、ダミートーンの大部分がより短い波長のものになるように、ダミートーンが配置されてよい。
【００３５】
図８及び図９には、例示的なＷＤＭシステムにおける、ダミートーンを用いたスペクトル負荷の２通りの異なる例についての利得／ノイズスペクトル８００、９００が示されている。これらのスペクトル負荷の例におけるＷＤＭシステムは２００個の増幅器を有し、中継器利得は１０．６ｄＢであり、各中継器は利得平坦化フィルタを含む。この例示的なＷＤＭシステム（即ち、エンド・ツー・エンド）の利得は、例えば、１５３７ｎｍ〜１５６４ｎｍの範囲の０．１ｎｍずつ等間隔に離間された２７０個のチャネルのような高密度の完全負荷状態において、公称で平坦である。しかし図示されるように、例示的なＷＤＭシステムは、８つの使用チャネル、即ち変調されたチャネルのみで部分的に負荷されている。
【００３６】
図８に示されている例では、４つのダミートーン８１２−１〜８１２−４が、例示的なＷＤＭシステムの８個の使用チャネル８０２の帯域外に配置されている。このスペクトル負荷の例は、ＳＨＢ効果を幾分抑え得るが、システムの端部におけるノイズパワーを、対象の帯域（即ち、１５３８ｎｍ〜１５６３ｎｍ）にわたって適切に制御するものではない。
【００３７】
図９に示されている例では、４つのダミートーン９１２−１〜９１２−４が、例示的なＷＤＭシステムの８個の使用チャネル９０２−１〜９０２−８の帯域にわたって不均等に配置されており、ノイズパワースペクトル及び利得スペクトルがより良好に制御されている。この例では、１つのダミートーン９１２−３が通過帯域又はシステム波長の帯域の中ほどに配置され、２つのダミートーン９１２−１、９１２−２が中ほどのダミートーン９１２−３より低い波長に配置され、１つのダミートーン９１２−４が中ほどのダミートーン９１２−３より高い波長に配置されている。その結果、一番外側のダミートーンの間の範囲、即ち、１５４０ｎｍ〜１５５８ｎｍにおけるスペクトルが変わり、改善されている。
【００３８】
従って、スペクトル負荷の１つの方法では、通過帯域の中ほどで１つの負荷波長が選択される。次に、少なくとも２つの他の負荷波長が、ダミートーンによってＳＨＢを介して生じるホールの組み合わせが、完全に負荷されたＷＤＭシステムと比較して比較的平坦なパワースペクトルを生じるように配置され得る。例示的な実施形態は、完全に負荷されたシステムのスペクトルに近い（例えば、比較的平坦な）所望の利得スペクトルを提供するものであるが、本スペクトル負荷システム及び方法は、他の所望の利得スペクトルを達成するために用いられてもよい。
【００３９】
要求される容量の増加に対応するために、ＷＤＭシステムのチャネルカウント（即ち、使用チャネル数）は増加され得る。システムに使用チャネルが追加された際には、ダミートーンを用いたスペクトル負荷は、使用チャネルの新たな負荷構成に基づき変更されてよい。例えば、ダミートーンを追加又は削除してもよく、それに加えて／或いは、ダミートーンの負荷波長を、新たな負荷構成の新たな利得スペクトルに応じて変更してもよい。
【００４０】
このように、本スペクトル負荷システム及び方法は、部分的に負荷されたＷＤＭシステムにおけるＳＨＢ効果を抑えるために用いられ得る。このように、本スペクトル負荷システム及び方法は、利得形状の歪みを変えて、所望の（例えば、完全に負荷されたＷＤＭシステムにより近い）利得スペクトルを提供するために用いられ得る。
【００４１】
一実施形態によれば、システムは、波長分割多重（ＷＤＭ）システムの複数のチャネルと関連付けられた複数のシステム波長の帯域内のそれぞれ異なる個々の信号波長で複数の情報信号を送信するよう構成された少なくとも１つの送信器を備える。本システムは、複数のシステム波長の帯域内の複数の負荷波長で複数のダミートーンを生成するよう構成された光学負荷発生器も備え、この複数の負荷波長は、ＷＤＭシステムの複数の不使用チャネルのサブセットと関連付けられる。少なくとも１つの結合器は、複数の情報信号と複数のダミートーンとを結合して、ＷＤＭシステムの複数の使用チャネル上の複数の情報信号とＷＤＭシステムの複数の不使用チャネルのサブセット上の複数のダミートーンとを含む出力を供給するよう構成される。
【００４２】
別の実施形態によれば、光伝送路上でＷＤＭ信号を伝送する方法が提供される。本方法は、部分的に負荷されたＷＤＭシステムの複数のチャネルと関連付けられた複数のシステム波長の帯域内のそれぞれ異なる個々の信号波長で複数の情報信号を生成する工程を備える。複数のシステム波長の帯域内の複数の負荷波長でダミートーンが生成され、この負荷波長は、ＷＤＭシステムの複数の不使用チャネルのサブセットと関連付けられる。複数の情報信号がＷＤＭシステムの複数の使用チャネルに供給され、複数のダミートーンがＷＤＭシステムの複数の不使用チャネルのサブセットに供給されるように、光伝送路上に複数の情報信号及び複数のダミートーンが伝えられる。
【００４３】
更に別の実施形態によれば、スペクトルホールバーニングを抑えるためのスペクトル負荷方法が提供される。本方法は、複数のシステム波長の帯域にわたる複数の使用チャネル及び複数の不使用チャネルを含む部分的に負荷されたＷＤＭシステムの利得スペクトルの歪みを識別する工程を備える。ＷＤＭシステムの利得スペクトルの歪みに基づき、複数のシステム波長の帯域内で複数の負荷波長が選択される。これらの負荷波長は、ＷＤＭシステムの不使用チャネルのサブセットに対応する。歪みを変えて、部分的に負荷されたＷＤＭシステムの所望の利得スペクトルを提供するために、ＷＤＭシステムの複数の不使用チャネルに、複数の負荷波長でダミートーンが与えられる。
【００４４】
しかし、本願明細書に記載した実施形態は、本発明を利用した複数の実施形態の一部に過ぎず、本発明を例示する目的で説明されたものであり、本発明を限定するものではない。本発明によるシステムを構築するために、本願明細書に記載した任意の具体的な構成を、本願明細書に記載した１つ以上の他の構成と組み合わせてよい。本発明の精神及び添付の特許請求の範囲に定められた範囲を実質的に逸脱することなく、当業者にとって自明な他の多くの実施形態が考えられ得る。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】本発明による光通信システムの模式図
【図２Ａ】ＷＤＭシステムにおける或る負荷構成の利得スペクトルを示すグラフ
【図２Ｂ】ＷＤＭシステムにおける別の負荷構成の利得スペクトルを示すグラフ
【図２Ｃ】ＷＤＭシステムにおける別の負荷構成の利得スペクトルを示すグラフ
【図３】本発明の一実施形態によるスペクトル負荷システムの模式図
【図４】別の実施形態の、レーザ源を用いるスペクトル負荷システムの模式図
【図５】更に別の実施形態の、フィルタリングされたノイズ源を用いるスペクトル負荷システムの模式図
【図６】本発明の一実施形態による例示的なスペクトル負荷方法を用いた、８チャネル負荷構成の受信光スペクトルを示すグラフ
【図７】単一の飽和トーンによって生じるスペクトルホールの、飽和トーンの波長の関数としての幅及び深さの変化を示すグラフ
【図８】或るスペクトル負荷構成を用いた例示的なＷＤＭシステムの利得／ノイズスペクトルを示すグラフ
【図９】別のスペクトル負荷構成を用いた例示的なＷＤＭシステムの利得／ノイズスペクトルを示すグラフ
【図１】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図２Ｃ】
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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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【図９】
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【国際調査報告】
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