(57)【要約】  光送信機は、光源及び光源と結合されたＳＢＳ抑制回路を有する。光源は、１つ以上の波長を有する光信号を生成するよう機能する。光源は、上限帯域及び下限帯域を有する信号スペクトラムを有する。ＳＢＳ抑制回路は、光源による受信のため雑音電流を伝達するよう機能する。雑音電流は、光信号の信号スペクトラムを拡大するよう機能する。光源は、雑音電流を、上限帯域と下限帯域との間に存在する信号スペクトラムの雑音成分に変換するよう機能する。
2008532385.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光送信機であって：
光信号は上限帯域及び下限帯域を有する信号スペクトラムを有し、１つ以上の波長を有する前記光信号を生成するよう機能する光源；及び
前記光源と結合され及び前記光源により受信される雑音電流を伝達するよう機能する誘導ブリユアン散乱（ＳＢＳ）抑制回路、を有し、前記雑音電流は前記光信号の信号スペクトラムを拡大するよう機能し、前記光源は前記雑音電流を前記上限帯域と前記下限帯域との間にある信号スペクトラムの雑音成分に変換するよう機能する、光送信機。
【請求項２】
前記光源は、連続波分散型帰還レーザー、半導体レーザー、及び固体レーザーを有するグループから選択される、請求項１記載の送信機。
【請求項３】
前記ＳＢＳ制御回路は、少なくとも位相変調及び振幅変調を使用して、前記信号スペクトラムを拡大可能な電流変調フォーマットを有する、請求項１記載の送信機。
【請求項４】
前記雑音成分は、前記信号スペクトラムを少なくとも３００ＭＨｚだけ拡大するよう機能する、請求項１記載の送信機。
【請求項５】
前記雑音電流は、ガウス雑音分布を有する、請求項１記載のシステム。
【請求項６】
情報を、前記光源により生成された光信号に符号化するよう機能する変調器、を更に有する請求項１記載の送信機。
【請求項７】
前記変調器は、前方誤り訂正シーケンスを前記光信号に符号化するよう機能する、請求項６記載の送信機。
【請求項８】
前記変調器は、オン／オフキーイングシーケンスを前記光信号に符号化するよう機能する、請求項６記載の送信機。
【請求項９】
前記雑音電流との結合のため駆動電流を生成するよう機能する電流ドライバを更に有し、前記雑音電流は前記光源のパワーを変動するよう機能し、前記光源の変動するパワーは、前記光信号に前記雑音成分を生成するよう機能する、請求項１記載の送信機。
【請求項１０】
方法であって、光信号の線幅を拡大し、前記方法は：
光信号の信号スペクトラムを拡大するよう機能する雑音電流を生成する段階；
前記雑音電流と駆動電流を結合する段階；及び
前記雑音電流と前記駆動電流との結合を使用して、光信号を生成する段階、を有し、前記雑音電流は前記光信号に雑音成分を生成するよう機能する、方法。
【請求項１１】
前記雑音成分は、前記信号スペクトラムを少なくとも３００ＭＨｚだけ拡大するよう機能する、請求項１１記載の方法。
【請求項１２】
前記光信号は、上限帯域及び下限帯域を有するスペクトラムを有し、並びに前記雑音成分は前記光信号の前記上限帯域と前記下限帯域との間にある、請求項１０記載の方法。
【請求項１３】
前記雑音成分は、上限帯域と下限帯域を有し、及び前記上限帯域は約１００ｋＨｚにある、請求項１２記載の方法。
【請求項１４】
前記雑音電流は、少なくとも位相変調及び振幅変調を使用して、前記信号スペクトラムを拡大可能な電流変調フォーマットを生成する、請求項１０記載の方法。
【請求項１５】
少なくとも大部分の雑音電流は、位相変調を通じて線幅を拡大するよう機能する、請求項１０記載の方法。
【請求項１６】
方法であって、光信号の線幅を拡大し、前記方法は：
光信号は１つ以上の波長を有し、前記光信号は上限帯域と下限帯域を有する信号スペクトラムを有し、光源で前記光信号を生成する段階；
雑音電流は前記光信号の信号スペクトラムを拡大するよう機能し、前記雑音電流を前記光源へ伝達する段階、を有し、前記光源は前記雑音電流を前記上限帯域と前記下限帯域との間にある信号スペクトラムの雑音成分に変換するよう機能する、方法。
【請求項１７】
前記雑音電流は、少なくとも位相変調及び振幅変調を使用して、前記信号スペクトラムを拡大可能な変調フォーマットを生成する、請求項１６記載の方法。
【請求項１８】
前記雑音成分は、前記信号スペクトラムを少なくとも３００ＭＨｚだけ拡大するよう機能する、請求項１６記載の方法。
【請求項１９】
前記光源により生成された光信号に情報を符号化する段階、を更に有し、前記光信号へ情報を符号化する段階は、少なくとも１つのオン／オフキーイングシーケンスを前記光信号へ符号化する段階を有する、請求項１６記載の方法。
【請求項２０】
駆動電流を生成する段階；
前記雑音電流と前記駆動電流とを結合する段階；及び
前記雑音電流と駆動電流との結合を使用して、前記光信号を生成する段階、を更に有する請求項１６記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般に通信システムの分野に関し、及びより詳細には、光通信における誘導ブリユアン散乱の抑制のためのシステム及び方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
誘導ブリユアン散乱（ＳＢＳ）として知られる非線形現象は、光ファイバー伝送の機能的障害である。当該現象は、一般に以下のように説明され得る。光ファイバーに沿って伝搬する入射波が閾パワーに到達した場合、光ファイバー内に音波が発生し、そして当該ファイバーの屈折率を変えてしまう。屈折率の変動はまた入射波を散乱し、反対方向に伝搬する反射波を生成し、場合によっては入射波と干渉する。当該散乱は、一般的にブリユアン散乱として参照される。散乱の影響は入射波により引き起こされるので、このような過程は誘導ブリユアン散乱（ＳＢＳ）として知られる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ＳＢＳの影響を低減するための従来技術は、レーザーの直接変調、及び変調器への追加変調の適用を有する。これらの技術に伴い生じる問題は、特に、光信号の誤りレートが増大する可能性を有することである。例えば、ある構成では、１／２ｄＢＱ程度の誤りレートは許容できない。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明のある実施例によると、光送信機は、光源及び光源と結合されたＳＢＳ抑制回路を有する。光源は、１つ以上の波長を有する光信号を生成するよう機能する。光源は、上限帯域及び下限帯域を有する信号スペクトラムを有する。ＳＢＳ抑制回路は、光源により受信される雑音電流を伝達するよう機能する。雑音電流は、光信号の信号スペクトラムを拡大するよう機能する。光源は、雑音電流を、上限帯域と下限帯域との間に存在する信号スペクトラムの雑音成分に変換するよう機能する。
【０００５】
実施される特定の機能に依存して、本開示の特定の実施例は以下の技術的利点の一部、何れも、又は全てを示して良い。種々の実施例は、光信号の線幅を拡大することによりパワー閾値を増大させ、ＳＢＳの影響を低減可能であって良い。他の実施例の他の技術的利点は、光学的に送信された信号の線幅を拡大すると同時に、このような線幅を拡大した結果として導入され得る誤りを低減することが可能であって良い。
【０００６】
特定の利点が以上に列挙されたが、種々の実施例は、列挙された技術的利点の一部、何れも、又は全てを有して良い。更に、他の技術的利点は、以下の図、記載、及び請求項から当業者に直ちに明らかである。
【０００７】
本発明、並びに本発明の特徴及び利点のより完全な理解を提供するため、添付の図面と関連する以下の説明を参照する。図中の類似の参照符号は、類似の機能を示す。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
始めに理解されるべき点は、本開示の例である実施が以下に示されるが、本開示が現在知られている又は存在している任意の数の技術を使用して実施されても良いことである。本開示は、例である実施、図、及び以下に説明される技術に如何様にも限定されるべきではない。更に、図面は必ずしも縮尺通りではない。
【０００９】
図１は、１つ以上の複数波長信号１６の通信を実現するよう機能する光通信システム１０の少なくとも一部を示すブロック図である。各複数波長信号１６は、それぞれ光の中心波長を有する複数の光波長信号（又はチャネル）１５ａ−１５ｎを有する。いくつかの実施例では、各光信号１５ａ−１５ｎは、他の信号１５の中心波長と実質的に異なる中心波長を有する。本願明細書を通じて使用されるように、用語「中心波長」は、光信号のスペクトル分布の時間平均された平均値を示す。中心波長近傍のスペクトラムは、中心波長に関し対称である必要はない。更に、中心波長は搬送波波長を表すことが要求されない。
【００１０】
この例では、システム１０は、複数の光信号（又はチャネル）１５ａ−１５ｎを生成するよう機能する複数の送信機１２ａ−１２ｎを有する。送信機１２は、１つ以上の光信号を生成可能な任意の装置を有し得る。送信機１２は、外部で変調された光源を有し得るか、又は直接変調される光源を有し得る。
【００１１】
ある実施例では、送信機１２は、それぞれ関連付けられた変調器を有する複数の独立光源を有する。各光源は、１つ以上の波長信号１５を生成するよう機能する。或いは、送信機１２は、複数の変調器により共有される１つ以上の光源を有し得る。例えば、送信機１２は、連続スペクトル光源送信機を有し得る。連続スペクトル光源送信機は、一連の光パルスを生成するよう機能するモード固定光源、並びにモード固定光源からのパルス列を受信するよう機能し及びパルスをスペクトル的に拡大しほぼスペクトルの連続する光信号を形成する連続スペクトル生成器、を有する。当該実施例では、信号分離器は、連続スペクトルを受信し、及び連続スペクトルを、それぞれ中心波長を有する個々の信号に分離する。いくつかの実施例では、送信機１２はまた、時間分割マルチプレクサのような、モード固定光源から受信したパルスを多重するよう機能するパルスレートマルチプレクサ、又はシステムのビットレートを増大する変調器を有し得る。
【００１２】
いくつかの実施例では、送信機１２は、少なくとも部分的に、光源により生成された光信号の信号帯域内にある雑音成分を生成可能な帯域通過雑音源を内蔵して良い。他の実施例では、送信機１２は、全体的に、光源により生成された光信号の信号帯域内にある雑音成分を生成可能な帯域通過雑音源を内蔵して良い。更に別の実施例では、送信機１２は、全体的に、光源により生成された光信号の信号帯域外にある雑音成分を生成可能な帯域通過雑音源を内蔵して良い。種々の実施例では、帯域通過雑音源により生成された雑音成分は、光源の線幅を拡大可能であって良い。
【００１３】
送信機１２は、場合によっては、光再生器の一部を有して良い。つまり、送信機１２は、他の光通信リンクから受信した電気又は光信号の電気的表現に基づき光信号１５を生成して良い。他の場合では、送信機１２は、送信機１２に局在する光源から受信した情報に基づき光信号１５を生成して良い。送信機１２はまた、複数の送信機及び複数の受信機を有する中継器部品（明示されない）の一部を有し得る。
【００１４】
図示された実施例では、システム１０はまた、波長信号１５ａ−１５ｎを受信し及びこれらの信号を複数波長信号１６に結合するよう機能する結合器１４を有する。ある特定の例として、結合器１４は、波長分割マルチプレクサ（ＷＤＭ）を有し得る。本願明細書で使用されるように、波長分割マルチプレクサ及び波長分割デマルチプレクサの用語は、波長分割多重信号を処理するよう機能する機器及び／又は高密度の波長分割多重信号を処理するよう機能する機器を有して良い。
【００１５】
システム１０は、光通信媒体２０を介し、複数波長信号１６を通信する。通信媒体２０は、複数の範囲２０ａ−２０ｎのファイバーを有し得る。ファイバー範囲２０ａ−２０ｎは、標準的な単一モードファイバー（ＳＭＦ）、分散シフトファイバー（ＳＤＦ）、ノンゼロ分散シフトファイバー（ＮＺＳＤＦ）、分散補償ファイバー（ＤＣＦ）、又は別の種類のファイバー若しくはファイバー種類の組み合わせを有し得る。
【００１６】
通信媒体２０の２つ以上の範囲は、集合的に光リンク２５を形成し得る。図示された例では、通信媒体２０は、多数の範囲２０ａ−２０ｎを有する単一光リンク２５を有する。システム１０は、リンク２５に結合された如何なる数の追加リンクを有し得る。例えば、光リンク２５は、複数リンクシステムの１つの光リンクを有し得る。ここで各リンクは他のリンクと、例えば光再生器を通じて結合される。
【００１７】
光通信リンク２５は、例えば一方向リンク又は双方向リンクを有し得る。リンク２５は、ポイントツーポイント通信リンクを有し得るか、又はリング型ネットワーク、メッシュ型ネットワーク、スター型ネットワーク、又は如何なる他のネットワーク構成のような、より大きい通信ネットワークの一部を有し得る。
【００１８】
システム１０は、１つ以上のアクセス要素２７を更に有して良い。例えば、アクセス要素２７は、アッド／ドロップマルチプレクサ、相互接続、又は終端、相互接続、交換、迂回、処理及び／又は光リンク２５及び他の光リンク若しくは通信装置へ及びそれらからのアクセスを提供するよう機能する別の装置を有し得る。システム１０はまた、１つ以上の損失を伴う要素（明示されない）及び／又は少なくとも部分的に損失を伴う要素を補償可能な、リンク２５の範囲２０の間に結合された利得要素を有して良い。例えば、損失を伴う要素は、信号分離器、信号結合器、アイソレーター、分散補償要素、サーキュレーター、又は利得等化器を有し得る。
【００１９】
この実施例では、分離器２６は、個々の光信号１５ａ−１５ｎを、リンク２５の終点で受信した複数波長信号１６から分離する。分離器２６は、例えば波長分割デマルチプレクサ（ＷＤＭ）を有して良い。分離器２６は、個々の信号波長又は波長の範囲を、一式の受信機２８及び／又は光通信路へ伝達する。１つ以上の受信機２８は、信号を受信しそして光及び電気形式の間で変換するよう機能する光通信機の一部を有して良い。
【００２０】
システム１０は、通信媒体２０と結合された複数の光増幅器を有する。この例では、システム１０は、通信媒体２０を介した通信に備え、信号１６の波長を受信し増幅するよう機能するブースタ増幅器１８を有する。通信システム１０が複数のファイバー範囲２０ａ−２０ｎを有する場合、システム１０はまた、１つ以上のライン増幅器２２ａ−２２ｍを有し得る。ライン増幅器２２は、１つ以上の範囲２０ａ−２０ｎを結合し、信号１６が通信媒体２０を横断する時、信号１６を増幅する。図示された例はまた、信号１６を分離器２６へ通信する前に、最後のファイバー範囲２０ｎから受信した信号１６を増幅するよう機能する前置増幅器２４を実装する。光リンク２５は１つ以上のブースタ増幅器１８及び前置増幅器２４を有するよう示されるが、他の実施例では、１つ以上の増幅器の種類が削除され得る。
【００２１】
増幅器１８、２２及び２４はそれぞれ、例えば離散的ラマン増幅段、分散型ラマン増幅段、エルビウムをドープされた又はツリウムをドープされた段のような希土類をドープされた増幅段、半導体増幅段の１つ以上の段、又はこれら若しくは他の増幅段の種類の組み合わせを有し得る。いくつかの実施例では、増幅器１８、２２及び２４は、それぞれ双方向ラマン増幅器を有し得る。本願明細書を通じ、用語「増幅器」は、光リンク２５の全て又は一部を横断する間、信号により発生した少なくとも一部の損失を少なくとも部分的に補償するよう機能する、装置又は装置の組み合わせを示す。同様に、用語「増幅する」及び「増幅」は、増幅しなければ発生した損失の少なくとも一部を相殺することを示す。
【００２２】
増幅器は、増幅されている信号に最終的な利得を分け与えても分け与えなくても良い。更に、用語「利得」及び「増幅」は、本願明細書を通じ使用されるように、（特に指定されない限り）最終的な利得を要求しない。換言すると、増幅段で信号が経験する「利得」又は「増幅」は、必ずしも、増幅段における又は増幅段に接続されたファイバーにおける全ての損失を克服するために十分な利得を経験する必要はない。特定の例として、分散型ラマン増幅段は、標準的に利得媒体として機能する伝送ファイバーにおける全ての損失を相殺するために十分な利得が認められない。それにもかかわらず、これらの装置は、伝送ファイバーにおいて経験した損失の少なくとも一部を相殺するので、「増幅器」として見なされる。
【００２３】
選択された増幅器の種類に依存して、１つ以上の増幅器１８、２２及び／又は２４は、受信した全ての信号波長１５ａ−１５ｎを増幅するよう機能する広帯域増幅器を有し得る。或いは、これらの増幅器の１つ以上は、狭帯域増幅器部品の並列結合を有し得る。ここで並列結合内の各増幅器は、複数波長信号１６の波長の一部を増幅するよう機能する。この場合、システム１０は、増幅器部品の並列結合の近くに信号分離器及び／又は信号結合器を内蔵し得、システム１０を通じた通信のための波長の分離及び／又は再結合のため、複数の波長グループの増幅を実現する。
【００２４】
図示された実施例では、送信機１２及び受信機２８は、それぞれ第１の端末１１及び第２の端末１３内に存在する。当該例では端末１１及び１３はそれぞれ送信機１２及び受信機２８を有するが、端末１１及び１３は、本開示の範囲から逸脱することなく送信機及び受信機の両方を有し得る。更に、端末１１及び１３は、本開示の範囲から逸脱することなく、結合器１４、ブースタ増幅器１８、前置増幅器２４、及び／又は分離器２６のような如何なる他の光構成要素を有しても良い。場合によっては、端末１１及び１３は、終端端末として参照され得る。語句「終端端末」は、光から電気へ及び電気から光への信号変換及び／又は生成を実行するよう機能する装置を示す。
【００２５】
この特定の実施例では、端末１１は、ＳＢＳの影響の少なくとも一部を少なくとも部分的に緩和可能な１つ以上の誘導ブリユアン散乱（ＳＢＳ）抑制回路を有する。ＳＢＳは、光通信システムを通じた複数の波長光信号の通信に有害な影響を与え得る非線形効果である。光ファイバーに沿って伝搬する入射波が閾パワーに到達した場合、ファイバー内に音波が生じ、そして例えば屈折率のような当該ファイバーの光特性の少なくとも１つを変えてしまう。屈折率の変動はまた入射波を散乱し、反対方向に伝搬する反射波を生成する。場合によっては、反射波は入射波と干渉しそして入射波を劣化させ得る。従って、光ファイバーにおけるＳＢＳは、一方向に伝搬する光信号（例えば入射波）から、反対方向に伝搬する光信号（例えば反射波）への光パワーの効率的な転送により特徴付けられる。多くの場合、ブリユアン散乱効果は、複数波長光信号の最大出射パワーを制限し、及び複数波長信号と関連付けられた波長内の干渉を生じ得る。
【００２６】
ＳＢＳは、標準的に、光ファイバーへ出射された光パワーが各過程の閾パワーレベルを超過した場合に生じる。閾パワーレベルは、送信機（例えば送信機１２）の光源の出射光信号パワーレベルである。送信機において、ＳＢＳのパワーレベルは光信号パワーの関数として急速に増加し始める。従って、所与のファイバー長では、出射ポンプパワーが閾パワーの上に徐々に増大し、結果としてＳＢＳと関連付けられたパワーレベルの急速な増大を生じる。最大出射パワーはクランプされ、及び超過パワーはＳＢＳとして反射される。結果として、範囲２０の終端で受信した光パワーの量は、もはや入射パワーと線形に増加しない。従って、ＳＢＳ閾パワーレベルより上の実質的に全てのポンプパワーがＳＢＳ信号と関連付けられたパワーを増加するので、ＳＢＳは、光ファイバーに出射され得る最大光パワーを制限する。
【００２７】
閾パワーレベルは、少なくとも部分的に送信機１２内の光源の線幅及び範囲２０に実施されたファイバーの種類に基づく。本開示のある態様では、ＳＢＳ抑制回路をシステム１０に実施することが送信機１２内の光源の線幅を拡大し得る。送信機１２内の光源の線幅を拡大することは、有利なことに閾パワーレベルを増大し、及びＳＢＳのシステム１０への影響を最小化し得る。従ってシステム１０は、ＳＢＳの危険域を経験することなくより高いパワーレベルで、光信号１５を通信し得る。更に、ＳＢＳ抑制回路を実施することは、有利なことにシステム１０を通じて通信される光信号１５の誤りレートを向上し得る。
【００２８】
ＳＢＳ抑制回路は、光源が光信号１５の雑音成分に変換する雑音電流を生成することにより、光源の線幅を拡大し得る。いくつかの実施例では、雑音成分は、信号帯域の少なくとも一部を占有し得る。他の実施例では、雑音成分は、完全に、光源により生成される光信号の信号の範囲内であり得る。何れの場合も、雑音成分は、例えば２００ＭＨｚ以上、３００ＭＨｚ以上、１ＧＨｚ以上、又は１０ＧＨｚ以上だけ、光源の信号スペクトラムを拡大し得る。
【００２９】
広帯域では、多チャネルシステム（例えば、６０、１００、１５０、２００又は２５０個のチャネル又は波長を有するシステム）では、誘導ラマン散乱（ＳＲＳ）による更に大量の信号間漏話があり得る。場合によっては、周期的ディザは、より短波長のチャネルからパワーを要求するより長波長のチャネルを生じ得、標準的な長距離及び超長距離伝送区間（５００−２０００ｋｍ）に渡り高レベルを構築し得る。各チャネルに使用される異なる周波数でさえ、ディザトーンの間にビートの可能性があり得る。その結果、大きな変調度及び更なる伝送の不利益が生じ得る。本開示の実施例では、各チャネルのＳＢＳ抑制回路により生成された雑音成分は無相関であり、及び従って、より短波長の信号とより長波長の信号との間の相互作用をＳＢＳを通じ有意に増大させない。
【００３０】
図２は、光源８０の線幅を拡大可能なＳＢＳ抑制回路１００を有する送信機４０のブロック図である。種々の実施例では、送信機４０の構造及び機能は、図１の送信機１２の構造及び機能と実質的に同じである。送信機４０は、情報を搬送波信号５０に符号化し光信号６０を形成するよう機能する変調器７０を有する。変調器７０は、例えば、ニオブ酸リチウム（ＬｉＮｂＯ３）変調器、電解吸収変調器、ガリウムヒ素変調器、又は情報を信号５０に符号化することが可能な如何なる他の変調器を有し得る。
【００３１】
いくつかの実施例では、送信機４０は、オン／オフキーイング（ＯＯＫ）シーケンスを信号５０に符号化することが可能なＯＯＫ変調（明示されない）を有して良い。ＯＯＫの利点は、アナログ変調フォーマットと逆に、形成器が振幅雑音に対しより耐性があることである。他の実施例では、送信機４０は、ＦＥＣシーケンスを信号５０に符号化することが可能な前方誤り訂正（ＦＥＣ）変調（明示されない）を有して良い。これらの実施例では、ＦＥＣシーケンスの信号５０への符号化は、信号６０のＱ因子を向上可能な如何なるシーケンスを有しても良い。例えば、ＦＥＣシーケンスは、リードソロモン符号、ターボプロダクトコード符号、連結リードソロモン符号、又は変調器７０のＱ因子及び／又はシステム１０のビット誤りレートを向上可能な他のアルゴリズムを有して良い。
【００３２】
送信機４０はまた、搬送波光信号５０を生成するよう機能する光源８０を有する。光源８０は、例えば、レーザーダイオード、分布帰還型レーザー、又は搬送波光信号５０を生成可能な別の光源を有し得る。この例では、光源８０は、ほぼ一定波長を有する搬送波光信号５０を生成するよう機能する連続波（ＣＷ）分散帰還型レーザー（ＤＦＢ）を有する。他の実施例では、光源８０は、搬送波光信号５０に情報を直接に符号化することが可能であって良い。種々の実施例では、変調器７０及び光源８０は、共通基板に配置され得る。
【００３３】
この例では、送信機４０は、光源８０を特定の波長に固定可能な波長固定回路１１０を有する。固定回路１１０は、光源８０を特定の波長に固定可能な如何なるハードウェア、ソフトウェア、ファームウェア、又はそれらの組み合わせを有し得る。送信機４０はまた、光源８０に電力を供給する駆動電流を提供可能な光源ドライバ９０を有する。光源ドライバ９０は、光源８０へ駆動電流を供給可能な如何なるハードウェア、ソフトウェア、ファームウェア、又はそれらの組み合わせも有し得る。種々の実施例では、ドライバ９０は、適切な電源（明示されない）と接続されて良い。明示されないが、如何なる種類のフィルターも、ドライバ９０及び／又は光源８０と通信し、搬送波光信号５０の生成を実現して良い。例えば、特に特定の周波数を濾波するため、帯域通過フィルターのようなフィルターが利用されて良い。
【００３４】
この特定の実施例では、送信機４０は、ＳＢＳ抑制回路１００を有する。ＳＢＳ抑制回路１００は、光源ドライバ９０の出力と結合され、及び雑音電流と駆動電流とを結合することにより、光源８０へ伝達される駆動電流を操作するよう機能する。例えば、いくつかの実施例では、雑音電流は、光源ドライバ９０から伝達されたＤＣ駆動電流と結合されて良い。ＳＢＳ抑制回路１００は、光源８０へ伝達される駆動電流を操作可能な如何なるハードウェア、ソフトウェア、ファームウェア、又はそれらの組み合わせも有し得る。雑音電流の駆動電流への追加を実現するため、如何なる種類の装置が利用されても良い。例えば、ＳＢＳ回路１００は、位相、周波数等を整合可能な装置を有して良い。
【００３５】
この特定の実施例では、ＳＢＳ回路１００は、光源８０により受信された電流を操作する。場合によっては、回路１００は、雑音電流と駆動電流とを結合することにより、光源８０により受信された電流を操作し得る。これらの場合、雑音電流は、複数のピーク及び谷を備えたガウス分布を有するＡＣ電流を有し得る。雑音電流は、例えば雑音電流のピークが存在する場合にパワーを上げ、及び雑音電流の谷が存在する場合にパワーを下げることにより、光源８０へ供給されるパワーを変化して良い。従って、割増雑音電流は、光源８０へ供給されるパワーを変化するよう、及び搬送波信号５０内に雑音成分を生成するよう機能し得る。雑音成分はまた、搬送波信号５０の線幅又は信号スペクトラムを拡大し、及び送信機４０の閾パワーレベルを増大して良い。種々の実施例では、光源８０は、雑音電流を少なくとも部分的に搬送波信号５０の信号対域内にある雑音成分へ変換して良い。
【００３６】
この特定の実施例では、光源８０へ伝達される雑音電流は、搬送波信号５０において振幅変調及び位相変調の両方を生成するよう機能する。この例では、ＳＢＳ抑制回路１００から伝達された雑音電流は、光源８０に３００ＭＨｚ以上の線幅又は信号スペクトラムを生成させるよう機能する。他の実施例では、ＳＢＳ抑制回路１００は、光源８０に例えば５０ＭＨｚ以上、２００ＭＨｚ以上、５００ＭＨｚ以上、又は１０ＧＨｚ以上の線幅又は信号スペクトラムを生成させるよう機能して良い。場合によっては、雑音電流は、例えば０．１％、０．５％、１．０％、又はそれ以上のポイントツーポイント電流変調を有し得る。
【００３７】
適切な線幅を達成するため、本願明細書に開示された拡大する技術は、他の線幅拡大技術と連携して使用されて良い。低残留振幅変調は、いくつかの実施例では、光源のディザにより引き起こされる閉眼による伝送損失を最小化し得る。ＳＢＳ抑制回路１００の更なる詳細は、図３及び４を参照して以下に記載される。
【００３８】
送信機４０はまた、送信機４０の種々の動作パラメータを操作可能であって良いインターフェース論理ユニット１４０を有する。インターフェース論理ユニット１４０は、送信機４０の種々の動作パラメータを操作可能な如何なるハードウェア、ソフトウェア、ファームウェア、又はそれらの組み合わせも有し得る。いくつかの実施例では、インターフェース論理ユニット１４０は、通信システム１０の他の構成要素部分と統合され、制御システムを形成して良い。インターフェース論理ユニット１４０を備えた送信機４０のパラメータを制御する例として、オペレーターは光源８０の線幅を拡大しようとして良い。従って、オペレーターは、ＳＢＳ抑制回路１００の１つ以上の構成要素の自動操作を開始し（例えば、可変抵抗器が操作されて良い）、所望の線幅を達成して良い。
【００３９】
制御システムの一部として、インターフェース論理ユニット１４０は、動的帰還システムに組み込まれて良い。動的帰還システムは、送信機４０及び／又は通信システム１０の構成要素部品から入力（例えば帰還）を受信し、及び少なくとも部分的に１つ以上のパラメータに基づき、送信機４０及び／又は通信システム１０の構成要素部品を調整して良い。このような動的帰還システムの例として、オペレーターは特定の線幅を捜し、１つ以上の時間間隔（例えば、特定数の週又は日）の間に操作して良い。システムは、インターフェース論理ユニット１４０を有し、送信機４０、通信システム１０、又は両方の１つ以上の構成要素のパラメータを伝達及び／又は操作し、各時間間隔でこれらの線幅を達成して良い。特定の時間間隔が異なる線幅を指定した場合、送信機４０及び／又は通信システム１０への変更が行われる間、動的帰還システムは線幅を測定して良い。所望の線幅が達成されると、変更は中止されて良い。
【００４０】
図３は、雑音電流を生成するために利用され得るＳＢＳ抑制回路１００の実施例のブロック図である。この例では、ＳＢＳ抑制回路１００は、雑音電流を生成可能な雑音生成器１０２を有する。雑音生成器１０２は、例えば熱雑音を生成するｐ／ｎ接合、雑音変調電流を生成する疑似乱数ビットシーケンス（ＰＲＢＳ）生成器、又は如何なる他の適切な雑音生成器、又はそれらの組み合わせを有して良い。この特定の実施例では、雑音生成器１０２により生成された電流は、熱雑音の特徴を示すガウス分布を有する。雑音電流はこの例では熱雑音から引き出されるが、当該雑音電流は、本開示の範囲から逸脱することなく如何なる他の適切な分布を有しても良い。
【００４１】
ＳＢＳ抑制回路１００はまた、電圧増幅ユニット１０４を有する。電圧増幅ユニット１０４は、雑音電流を増幅可能な如何なる電気増幅器を有しても良い。この例では、ＳＢＳ抑制回路１００はまた、高域通過フィルターを構成するキャパシター１０６を有し、雑音生成器１０２により生成された電流の低周波数成分を選択的に減衰する。ある特定の例として、キャパシター１０６は、０．１μＦのキャパシタンスを有して良い。この例では０．１μＦのキャパシターが使用されるが、本開示の範囲から逸脱することなく幅広い値が使用されて良い。
【００４２】
ＳＢＳ抑制回路１００は、光源（例えば、図２の光源８０）へ伝達される雑音電流量を変化可能な可変抵抗器１０８を更に有して良い。光源へ供給される雑音電流を変化することは、当該光源により生成される線幅を変化するよう機能し得る。可変抵抗器１０８は、可変抵抗器１０８の抵抗値を、例えば１００Ωから１ｋΩの間で変化可能であって良い。この例では抵抗器１０８は１００Ωから１ｋΩの間で変化され得るが、本開示の範囲から逸脱することなく如何なる他の抵抗値範囲も使用され得る。
【００４３】
この例では、ＳＢＳ抑制回路１００は、電流ドライバ（例えば、図２のドライバ９０）からの低雑音駆動電流と結合された雑音電流を生成するよう機能する。雑音電流と駆動電流の結合は、搬送波信号５０のスペクトラムを操作及び／又は拡大するよう機能する。
【００４４】
この実施例では、光源へ印加される雑音電流は、搬送波信号において振幅変調及び位相変調の両方を生成するよう機能する。多くの場合、回路１００による雑音電流の生成は、位相変調を通じて線幅を拡大するよう機能し、同時に振幅変調の結果として生じる許容可能な又は最小の伝送損失を生じる。従って、位相変調を通じた線幅の拡大を最大化し、及び振幅変調による伝送損失を最小化する変調フォーマットの使用は有利である。
【００４５】
図４は、光源がＳＢＳ抑制回路から雑音電流を受信する場合、及び光源が当該雑音電流を受信していない場合の、光源の出力スペクトラムを比較するグラフである。ＳＢＳ抑制回路は、構造及び機能が、図２及び３のＳＢＳ抑制回路１００と実質的に同じである。この例では、線２０２は、光源がＳＢＳ抑制回路から雑音電流を受信した場合の光源の出力スペクトラムを表す。線２０４は、光源がＳＢＳ抑制回路から雑音電流を受信しない場合の光源の出力スペクトラムを表す。この例では、水平軸は、対数目盛りのベースバンド信号周波数を表す。一方、垂直軸は、光信号のパワーの大きさを表す。
【００４６】
この特定の実施例では、光源は連続波ＤＦＢレーザーを有する。この例では連続波ＤＦＢレーザーが使用されるが、本開示の範囲から逸脱することなく如何なる他の光源も使用されて良い。この例では、光源により受信された雑音電流は、光源のスペクトラムを拡大するよう機能する（例えば、光源の線幅を拡大する）。更に、雑音電流は、スペクトラム２０４内にある周波数帯２７０を投入するよう機能する。雑音電流と関連付けられた周波数帯２７０は、目盛りの低周波数部分の周波数範囲を有する。場合によっては、周波数帯２７０は、例えば１００ｋＨｚ、２００ｋＨｚ、又は他の適切な位置より下の周波数を有し得る。このグラフは、光源により受信された雑音電流が光源の出力スペクトラムを拡大するよう機能することを示す。光源の出力スペクトラムを拡大することは、有利なことに、ＳＢＳと関連付けられた閾パワーレベルの上に進入することなく、光源がより高いパワーレベルにおいて出力信号を伝達することを可能にし得る。
【００４７】
図５は、雑音電流を駆動電流と結合することにより、光源の線幅又は信号スペクトラムを拡大する方法５００のある例を示すフローチャートである。ある特定の実施例では、雑音電流は、図２又は３に図示されたＳＢＳ抑制回路１００により生成されて良い。この例では、方法５００は、段階５１０においてＳＢＳ抑制回路１００を使用して雑音電流を生成することにより開始する。ある特定の実施例では、雑音電流は、複数のピーク及び谷を備えたガウス分布を有するＡＣ電流を有する。当該実施例では、ＳＢＳ抑制回路１００は、熱雑音を生成する、逆バイアスｐ−ｎ接合に基づく雑音生成器１０２、及び回路１００から伝達された雑音電流の量又は周波数を変化可能な可変抵抗器１０８を有する。この例ではＳＢＳ抑制回路１００は逆バイアスに基づくｐ−ｎ接合及び可変抵抗器を有するが、本開示の範囲から逸脱することなく、他の装置が回路１００に含まれて良い。
【００４８】
この特定の実施例では、光源ドライバ（例えば、図２のドライバ９０）は、駆動電流を光源（例えば、図２の光源８０）へ伝達するよう機能する。雑音電流と駆動電流は、段階５２０で結合される。雑音電流と駆動電流の結合は、光源８０の光信号スペクトラム又は線幅を変化するよう機能する。場合によっては、雑音電流と駆動電流の結合は、光源のスペクトラムを例えば３００ＭＨｚ以上だけ拡大するよう機能し得る。
【００４９】
この例では、段階５３０で、光源は、雑音電流と光源により受信された駆動電流との結合を使用して、搬送波信号（例えば、図２の搬送波信号５０）を生成する。雑音電流のガウス分布は、光源により受信された電流量を操作するよう機能する。例えば、駆動電流と雑音電流の結合は、ＳＢＳ抑制回路１００が雑音電流の分布にピークを生成した場合に、光源により受信される電流量の増加を生じる。更に、駆動電流と雑音電流の結合は、回路１００が雑音電流の分布に谷を生成した場合に、（例えば、ピークシナリオに対し）光源により受信される電流量の減少を生じる。従って、雑音電流は、光源へ供給される電流量を変化するよう、及び搬送波信号（例えば、図２の搬送波信号５０）内に雑音成分を生成するよう機能し得る。雑音成分はまた、線幅又は信号スペクトラムを拡大し、及び処理と関連付けられた閾パワーレベルを増大して良い。
【００５０】
段階５４０で、情報は、通信リンクを通じた送信のために搬送波信号に変調又は符号化されて良い。変調は、種々の変調器、例えばニオブ酸リチウム（ＬｉＮｂＯ３）変調器、電解吸収変調器、ガリウムヒ素変調器、又は情報を搬送波信号に符号化することが可能な如何なる他の変調器の利用を介し生じて良い。いくつかの実施例では、変調は、例えばオン／オフキーイング（ＯＯＫ）シーケンス、前方誤り訂正シーケンス、又は通信システムのビット誤りレートを向上可能な如何なる他のアルゴリズムを有して良い。
【００５１】
いくつかの実施例では、変調器は、少なくとも毎秒９．５ギガビットのレートで光搬送波信号に情報を符号化して良い。他の実施例は、より低い又はより高いレートを有して良い。変調後、段階５５０で、変調された光信号（例えば、光信号１５ａ）は、通信リンクを通じて通信されて良い。種々の実施例では、通信リンクは、最大５００ｋｍ、８００ｋｍ、１２００ｋｍ、又はそれ以上のリンク距離を有する。
【００５２】
当業者は、多数の他の変化、置換、変形、改造、及び変更を確認し得る。また本開示は、全てのこのような変化、置換、変形、改造、及び変更を特許請求の範囲内に包含すると見なされる。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】１つ以上の複数波長信号の伝達を実現するよう機能する光通信システムの少なくとも一部を示すブロック図である。
【図２】光源の線幅を拡大することが可能なＳＢＳ抑制回路を有する送信機のブロック図である。
【図３】信号の雑音成分を生成するために利用され得るＳＢＳ抑制回路の実施例のブロック図である。
【図４】光源がＳＢＳ抑制回路から雑音電流を受信する間、及び光源が当該雑音電流を受信していない間の、光源の出力スペクトラムを比較するグラフである。
【図５】雑音電流を駆動電流と結合することにより、光源の線幅を拡大する方法のある例を示すフローチャートである。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【国際調査報告】
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