(57)【要約】  同じ変調シンボルを保持する少なくとも２つの位相共役光学バリアントを送信するように構成され、位相共役光学バリアントが、送信中の偏光、送信時間、空間的局在性、光搬送波長、および副搬送波周波数のうち１つまたは複数において互いに異なる、光伝送システム。２つの位相共役光学バリアントは、単一の偏光ダイバーシティ送信器によって直交偏光させることによって生成され、同じ波長および空間通路を有する光送信リンクを通して伝搬することができる。光学バリアントは、コンスタレーションデマッピングに先立って対応する電気信号のコヒーレント加算を可能にする形で、受信器において検出され処理される。コヒーレント加算は、光ファイバー送信リンクの個々の位相共役光学バリアントに対して与えられる非線形歪みの悪影響をキャンセルする傾向があるが、これは、前記非線形歪みが互いに対向する傾向があるためである。
2014527378.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光受信器を備える装置において、光受信器が、
同じ変調ペイロードシンボルを保持する少なくとも２つの位相共役光学バリアントを、対応する複数のデジタル電気信号に変換するように構成されたフロントエンド回路と、
プロセッサであって、
複数のデジタル電気信号を処理して、同じ変調ペイロードシンボルを表す一組の複素数値を生成し、
一組の複素数値を加算して合計複素数値を生成し、
合計複素数値をコンスタレーション上にマッピングし、
マッピングされた合計複素数値に基づいて、同じ変調ペイロードシンボルによって表されるビットワードを決定する
ように構成された、プロセッサとを備える、装置。
【請求項２】
少なくとも２つの位相共役光学バリアントが、偏光、光受信器における到着時間、空間的局在性、光搬送波長、および副搬送波周波数のうち１つまたは複数において互いに異なる、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
少なくとも２つの位相共役光学バリアントが時間ドメイン内の複素共役である、請求項１に記載の装置。
【請求項４】
少なくとも２つの位相共役光学バリアントが周波数ドメイン内の複素共役である、請求項１に記載の装置。
【請求項５】
少なくとも２つの位相共役光学バリアントのうち一方が、送信のためのシンボルの光学バージョンを含む、請求項１に記載の装置。
【請求項６】
少なくとも２つの位相共役光学バリアントのうち他方が、定位相回転を有する送信のためのシンボルの光学バージョンの複素共役バージョンを含む、請求項１に記載の装置。
【請求項７】
プロセッサが、少なくとも２つの位相共役光学バリアントの位相共役をもとに戻し、かつ送信することを意図したシンボルを表す少なくとも１つの複素数値を生成するように構成される、請求項１に記載の装置。
【請求項８】
少なくとも２つの直交偏光された位相共役光学バリアントを生成する、偏光ダイバーシティ送信器をさらに備える、請求項１に記載の装置。
【請求項９】
入力ペイロードデータストリームのシンボルに応答して、少なくとも２つの位相共役光学バリアントの第２の組を生成するように構成された、光送信器をさらに備え、第２の組の少なくとも２つの位相共役光学バリアントが、偏光、送信時間、空間的局在性、光搬送波長、および副搬送波周波数のうち１つまたは複数において互いに異なる、請求項１に記載の装置。
【請求項１０】
光受信器において、同じ変調ペイロードシンボルを保持する少なくとも２つの位相共役光学バリアントを、対応する複数のデジタル電気信号に変換するステップと、
複数のデジタル電気信号を処理して、同じ変調ペイロードシンボルを表す一組の複素数値を生成するステップと、
一組の複素数値を加算して、合計複素数値を生成するステップと、
合計複素数値をコンスタレーション上にマッピングするステップと、
マッピングされた合計複素数値に基づいて、同じ変調ペイロードシンボルによって表されるビットワードを決定するステップとを含む、光通信の方法。
【請求項１１】
入力ペイロードデータストリームのシンボルに応答して、少なくとも２つの位相共役光学バリアントを生成するように構成された、光送信器を備え、少なくとも２つの位相共役光学バリアントが、偏光、送信時間、空間的局在性、光搬送波長、および副搬送波周波数のうち１つまたは複数において互いに異なる、装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願の相互参照
本出願は、いずれも「光学バリアントによる性能強化（ＰＥＲＦＯＲＭＡＮＣＥ ＥＮＨＡＮＣＥＭＥＮＴ  ＴＨＲＯＵＧＨ  ＯＰＴＩＣＡＬ  ＶＡＲＩＡＮＴＳ）」という名称の、２０１１年９月１６日付の米国仮特許出願第６１／５３５，５４８号および２０１１年９月２６日付の米国特許出願第１３／２４５，１６０号による優先権を主張し、それらの開示は、引用によりその全体が本明細書に組み込まれている。
【０００２】
本発明は、光通信機器に関し、より具体的には、ただし非限定的には、非線形的であっておよび／または雑音のある光チャネルを通したデータ転送を管理する機器に関する。
【背景技術】
【０００３】
このセクションでは、本発明についてのより十分な理解を容易にする助けとなり得る態様について紹介する。したがって、このセクションの主張はこの観点から読まれるべきであり、何が従来技術であって何が従来技術でないかに関する自認として理解すべきではない。
【０００４】
前方誤り訂正（ＦＥＣ）は、受信器におけるビット誤り率（ＢＥＲ）を低減するため、系統的に生成された冗長データを使用する。この低減の代償として、それに付随して求められる順方向チャネル幅が増加するが、その順方向チャネル幅はＦＥＣ符号のオーバーヘッドに応じて決まる。一般に、オーバーヘッドがより多いかまたは正味のデータ転送率がより低いＦＥＣ符号は、より雑音が多いチャネルに使用される。チャネル条件が時間と共に変わると、容認可能なＢＥＲを維持するため、正味のデータ転送率および／またはＦＥＣ符号をそれに適応して変化させることができる。しかし、光伝送システムに適用されるような、ＦＥＣ符号化に関する１つの問題は、様々な実現可能なＦＥＣ符号の間での符号化利得の差が、通常、シャノンの情報量理論によって与えられるような、特定の最大値を超えないことである。それに加えて、容量に迫るＦＥＣ符号に対するデジタル信号処理（ＤＳＰ）の複雑さは非常に高くなり得る。したがって、特定の光チャネルに関して、ＦＥＣ符号化におけるこれらおよび他の関連する制限を克服するため、追加の、および／または代替の性能強化技術が必要とされることがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】米国特許出願公開第２０１０／０１５８５２１号
【特許文献２】米国特許出願公開第２０１１／００３８６３１号
【特許文献３】米国特許出願公開第２００８／０１５２３６１号
【特許文献４】米国特許出願公開第２００８／００７５４７２号
【特許文献５】米国特許第７，６８８，９１８号
【特許文献６】米国特許出願公開第２０１０／０３２９６７０号
【特許文献７】米国特許出願公開第２０１０／０３２９６７１号
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００６】
送信後の光信号の品質の改善は、２つ以上の光学バリアント（ｏｐｔｉｃａｌ  ｖａｒｉａｎｔｓ）の組のデジタル構造加算（ｄｉｇｉｔａｌ  ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｖｅ  ｓｕｍｍａｔｉｏｎ）を行うことによって得られてもよい。光学バリアントは、ペイロードデータ、ビットワード、またはビット列の同じ部分であって、ただしそれらの自由度のうち少なくとも１つが、例えば送信時間、空間的局在性、偏光、光搬送波長、および副搬送波周波数のうち１つもしくは複数が、互いに異なる部分を保持する、相関光信号である。構造加算は、光伝送リンクの個々の光学バリアントに対して与えられる線形および非線形両方の雑音／歪みの悪影響を平均化する傾向があるが、それは、前記雑音／歪みが事実上非干渉性であるためである。光学バリアントは、送信することを意図した元の光信号と同じであるか、または元の信号を位相スクランブルしたコピーであり得る。
【０００７】
位相共役が受信器において除去されたとき、２つの位相共役信号に対して与えられる非線形的歪みは、本質的に互いに対向するものであり得る。したがって、同じ変調ペイロードシンボルを保持する２つの位相共役光学バリアントが、それらの間の位相共役を除去した後でコヒーレント加算されると、２つの位相共役光学バリアントに対して与えられる非線形的歪みは本質的にキャンセルされるであろう。この方法論は、同じ光信号を複製したコピーまたは位相スクランブルしたコピーのどちらかである２つの光学バリアントをコヒーレント加算することによって実現できる程度を超えて、非線形的ファイバー送信後の信号品質を効率的に改善する。一実施形態では、２つの位相共役光学バリアントは、光送信中の偏光、時間、空間的局在性、光搬送波長、および副搬送波周波数のうち１つまたは複数において、互いに異なることができる。２つの「位相共役光学バリアント」とは、それらの間の定位相オフセットおよび／または時間遅延を除去した後の複素共役である、２つの光学バリアントを指す。さらに、３つ以上の位相共役光学バリアントが、提供される方法論において利用されてもよく；それらの例では、第３、第４などの位相共役光学バリアントは、第３、第４などの位相共役光学バリアントから定位相オフセットおよび／または時間遅延を除去した後の、最初の２つの複素共役のうち一方のコピーである。
【０００８】
第１の実施形態によれば、少なくとも２つの位相共役光学バリアントは、直交偏光され、偏光ダイバーシティ送信器によって生成され、光ファイバー送信リンクにおいて同じ波長および空間通路を共有する。偏光ダイバーシティ受信器は、少なくとも２つの直交偏光成分を受信し、それらを一緒に処理して、送信された光学バリアントを復元するのに使用される。次に、元の信号のコンスタレーション表現（ｃｏｎｓｔｅｌｌａｔｉｏｎ  ｒｅｐｒｅｓｅｎｔａｔｉｏｎ）を提供するためにバリアントが構造加算される前に、これら２つのバリアント間の位相共役は除去される。
【０００９】
第２の実施形態によれば、送信することを意図した光信号の少なくとも２つの位相共役光学バリアントは、複数の変調シンボル期間（ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ  ｓｙｍｂｏｌ  ｐｅｒｉｏｄｓ）であってもよいＴの分、互いに対して時間遅延され、偏光分割多重化（ＰＤＭ）信号の偏光成分に対して変調される。受信器において、これら２つのバリアント間の時間遅延および位相共役は、元の信号のコンスタレーション表現を提供するためのそれらの構造加算前に、除去される。
【００１０】
第３の実施形態によれば、少なくとも２つの位相共役光学バリアントは、異なる光搬送波長に対して変調され、送信のために波長分割多重化される。これらの波長は、光ファイバー送信リンクの同じ空間通路を通って移動することができる。受信器において、これらの光学バリアントは、最初に波長分割多重化解除され、一緒に処理される。次に、元の信号のコンスタレーション表現を提供するために構造加算される前に、それらのバリアント間の位相共役が除去される。
【００１１】
第４の実施形態によれば、少なくとも２つの位相共役光学バリアントは、送信のために空間分割多重化される。これら少なくとも２つの光学バリアントは、それらに対して影響を与える非線形効果がほぼ同じである限り、多重コアファイバーリンクの異なるコアまたは多重モードファイバーの異なる空間モードを通って移動することができる。受信器において、これら少なくとも２つの光学バリアントは、最初に、光学的にあるいはデジタル的に空間分割多重化解除され、一緒に処理される。次に、元の信号のコンスタレーション表現を提供するために構造加算される前に、これら少なくとも２つのバリアントの間の位相共役が除去される。
【００１２】
光学バリアントそれぞれに影響を与える線形的雑音が相関しないので、上述の構造加算プロセスは、光信号対雑音比（ＯＳＮＲ）も事実上増加させる。非線形的歪みの取消しと併せて、構造加算プロセスに位相共役光学バリアントを使用することによって、長距離光ファイバー送信における信号品質を実質的に改善することができる。様々な実施形態では、光学バリアントを使用することによって可能になる、信号品質の改善または受信ビット誤り率（ＢＥＲ）の低減は、ＦＥＣ符号化によって提供されるものに加えて、またはその代わりに実現することができる。
【００１３】
一実施形態では、装置は、フロントエンド回路およびプロセッサを備える光受信器を含む。フロントエンド回路は、同じ変調ペイロードシンボルを保持する少なくとも２つの位相共役光学バリアントを、それらに対応する複数のデジタル電気信号に変換するように構成される。プロセッサは、複数のデジタル電気信号を処理して、同じ変調ペイロードシンボルを表す一組の複素数値を生成し、その一組の複素数値を加算して合計複素数値を生成し、合計複素数値をコンスタレーション上にマッピングし、マッピングされた合計複素数値に基づいて、同じ変調ペイロードシンボルによって表されるビットワードを決定するように構成される。
【００１４】
別の実施形態では、少なくとも２つの位相共役光学バリアントは、偏光、光受信器における到着時間、空間的局在性、光搬送波長、および副搬送波周波数のうち１つまたは複数において互いに異なる。
【００１５】
別の実施形態では、少なくとも２つの位相共役光学バリアントは時間ドメイン内の複素共役である。別の実施形態では、少なくとも２つの位相共役光学バリアントは周波数ドメイン内の複素共役である。
【００１６】
少なくとも２つの位相共役光学バリアントのうち一方は、送信のためのシンボルの光学バージョンを含んでもよい。少なくとも２つの位相共役光学バリアントのうち他方は、定位相回転を有する送信のためのシンボルの光学バージョンの複素共役バージョンを含んでもよい。
【００１７】
一実施形態では、プロセッサは、少なくとも２つの位相共役光学バリアントの位相共役を元に戻し、位相回転を元に戻し、かつ送信することを意図したシンボルを表す複素数値を生成するように構成される。
【００１８】
少なくとも２つの位相共役光学バリアントは直交偏光されてもよい。別の実施形態では、装置は、少なくとも２つの直交偏光された位相共役光学バリアントを生成する、偏光ダイバーシティ送信器を含んでもよい。
【００１９】
一実施形態では、フロントエンド回路は、少なくとも１つの偏光ダイバーシティ光ハイブリッドおよび少なくとも１つの光局部発振器を含む。別の実施形態では、フロントエンド回路は、少なくとも４つのアナログ／デジタル変換器（ＡＤＣ）を含む。
【００２０】
一実施形態では、フロントエンド回路は、少なくとも２つの位相共役光学バリアントを多重化解除するように構成された波長多重化解除器を含む。さらに別の実施形態では、フロントエンド回路は、少なくとも２つの位相共役光学バリアントを空間的に多重化解除するように構成された光カプラーを含む。
【００２１】
一実施形態では、装置はまた、少なくとも２つの位相共役光学バリアントを伝達するための媒体を含んでもよく、媒体は、単一モードファイバー、多重コアファイバー、ファイバーバンドル、および多重モードファイバーのうち１つまたは複数である。
【００２２】
一実施形態では、プロセッサは、一連の同じ変調ペイロードシンボルに対する一連のマッピングされたコンスタレーションに基づいて、ＦＥＣに基づく誤り補正を決定することによって、同じ変調ペイロードシンボルによって表されるビットワードを決定してもよい。別の実施形態では、複数のデジタル電気信号を処理して、同じ変調ペイロードシンボルを表す複素数値の組を生成することは、時間同期、チャネル推定、チャネル補償、周波数推定、周波数補償、位相推定、および位相補償のうち１つまたは複数を行うことを含んでもよい。デジタル電気信号のこの処理は、パイロットシンボルを使用することを含んでもよい。
【００２３】
一実施形態では、請求項１の装置はまた、入力ペイロードデータストリームのシンボルに応答して、少なくとも２つの位相共役光学バリアントの第２の組を生成するように構成された、光送信器を含んでもよく、第２の組の少なくとも２つの位相共役光学バリアントは、偏光、送信時間、空間的局在性、光搬送波長、および副搬送波周波数のうち１つまたは複数において互いに異なる。
【００２４】
一例の光通信方法は、光受信器において、同じ変調ペイロードシンボルを保持する少なくとも２つの位相共役光学バリアントを、それらに対応する複数のデジタル電気信号に変換するステップと；複数のデジタル電気信号を処理して、同じ変調ペイロードシンボルを表す一組の複素数値を生成するステップと；その組の複素数値を加算して、合計複素数値を生成するステップと；合計複素数値をコンスタレーション上にマッピングするステップと；マッピングされた合計複素数値に基づいて、同じ変調ペイロードシンボルによって表されるビットワードを決定するステップとを含む。
【００２５】
一実施形態によれば、装置は、入力ペイロードデータストリームのシンボルに応答して、少なくとも２つの位相共役光学バリアントを生成するように構成された、光送信器を含んでもよく、少なくとも２つの光学バリアントは、偏光、送信時間、空間的局在性、光搬送波長、および副搬送波周波数のうち１つまたは複数において互いに異なる。
【００２６】
本発明の様々な実施形態の他の態様、特徴、および利点は、一例として、以下の詳細な説明および添付図面によってより十分に明白となるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の一実施形態による光伝送システムのブロック図である。
【図２】本発明の一実施形態による、図１に示される光伝送システムの受信器において実施することができる信号処理方法のフローチャートである。
【図３】本発明の一実施形態による、図１に示される光伝送システムの受信器において実施することができる信号処理方法のフローチャートである。
【図４】本発明の別の実施形態による光伝送システムのブロック図である。
【図５】本発明のさらに別の実施形態による光伝送システムのブロック図である。
【図６】本発明の一実施形態による、図４および図５に示される光伝送システムの受信器において実施することができる信号処理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】
【００２８】
光伝送リンクは、一般的に、時間、空間、搬送周波数（波長）、および偏光などの複数の自由度を支援するように構成される。これらの自由度はそれぞれ、光信号多重化に使用することができる。これら４つの異なる個々の自由度に対応する多重化技術は、文字通り、時間分割多重化、空間分割多重化、波長分割多重化、および偏光分割多重化と呼ばれる。
【００２９】
独立した光信号の多重化送信のため、光伝送リンクによって支援される様々な自由度を使用することに加えて、またはその代わりに、本発明の様々な実施形態は、光学バリアントと呼ばれる相関光信号の送信のためにそれらの自由度を用いる。代表的な一実施形態では、２つの光学バリアントは、ペイロードデータ、ビットワード、またはビット列の同じ部分を保持するが、ただしペイロードデータを保持するやり方が互いに異なる、２つの光信号であり：これら２つの光学バリアントは複素共役である。送信することを意図した光信号のＥフィールド（Ｅ−ｆｉｅｌｄ）がＥであると仮定すると、２つの光学バリアントのうち一方のＥフィールドがＥであることができ、他方がＥ＊であることができ、ここで、「＊」は複素共役を示す。
【００３０】
ここで、２つの光学バリアントの間の定位相オフセットおよび／または時間遅延を除去した後の複素共役である２つの光学バリアントを指す、より一般的な用語である「位相共役光学バリアント」が取り入れられる。複素共役によって、両方が同じ実数部を有するが、大きさが等しく符号が反対の虚数部を有する、一対の複素数を意味する。例えば、次の条件が満たされるとき、Ｅ１（ｔ）およびＥ２（ｔ）はＥ（ｔ）の位相共役光学バリアントである。
【００３１】
Ｅ１（ｔ−ｔ１）＝ｅｘｐ（ｊφ１）・Ｅ（ｔ），
Ｅ２（ｔ−ｔ２）＝ｅｘｐ（ｊφ２）・Ｅ（ｔ）＊，      （１）
式中、ｊは虚数単位を示し、ｔは時間を示し、ｔ１およびｔ２は時間オフセットを示し、φ１およびφ２は位相オフセットを示す。上記式から、次式が得られる。
【００３２】
Ｅ１（ｔ−ｔ１）＝ｅｘｐ［ｊ（φ１＋φ２）］・Ｅ２（ｔ−ｔ２）＊      （２）
即ち、Ｅ１（ｔ）およびＥ２（ｔ）は、定位相オフセット（φ１＋φ２）および時間遅延（ｔ１−ｔ２）を除去した後の複素共役である。３つ以上の位相共役光学バリアントが存在するとき、追加の位相共役光学バリアントは次の形態をとる。
【００３３】
Ｅｎ（ｔ−ｔｎ）＝ｅｘｐ（ｊφｎ）・Ｅ（ｔ），または
Ｅｎ（ｔ−ｔｎ）＝ｅｘｐ（ｊφｎ）・Ｅ（ｔ）＊，      （３）
式中、ｎは３、４、…である。
【００３４】
これら２つの位相共役光学バリアントは、異なる次元で、即ち送信時間、空間的局在性、偏光、光搬送波長、副搬送波周波数のうち１つまたは複数において、光送信リンクを通じて送信される。例えば、第１の（例えば、Ｘ）偏光を使用した光学シンボルの第１の送信、および第２の（例えば、Ｙ）偏光を使用した同じ光学シンボルの第２の送信は、光学シンボルが符号化するビットワードの２つの異なる光学バリアントを表す。第２の例として、時間ｔ１における光学シンボルの第１の送信、および時間ｔ２＞ｔ１における同じ光学シンボルの第２の送信は、光学シンボルが符号化するビットワードの２つの異なる光学バリアントを表す。第３の例として、搬送波長λ１を使用した光学シンボルの第１の送信、および搬送波長λ２を使用したその光学シンボルの第２の（例えば、同時）送信は、同様に、光学シンボルが符号化するビットワードの２つの異なる光学バリアントを表す。第４の例として、多重通路ファイバーまたは光ファイバーケーブルの第１の伝搬路を介した（例えば、多重コアファイバーの第１のコアもしくは多重モードファイバーの第１の導波モードを介した）光学シンボルの第１の送信、および多重通路ファイバーまたは光ファイバーケーブルの第２の伝搬路を介した（例えば、多重コアファイバーの第２のコアもしくは多重モードファイバーの第２の導波モードを介した）その光学シンボルの第２の送信は、光学シンボルが符号化するビットワードの２つの異なる光学バリアントを表す。
【００３５】
これらの例それぞれにおいて、２つの対応する光学バリアントは、１つのみの自由度のパラメータにおいて互いに異なるものとして記載されることに留意されたい。しかし、光学バリアントは、次のものなどの２つ以上の自由度のパラメータにおいて、互いに異なってもよい：（ｉ）偏光および時間；（ｉｉ）時間および空間；（ｉｉｉ）時間および波長；（ｉｖ）空間および波長；（ｖ）空間および偏光；（ｖｉ）波長および偏光；（ｖｉｉ）時間、空間、および波長；（ｖｉｉｉ）時間、空間、および偏光；（ｉｘ）時間、波長、および偏光；（ｘ）空間、波長、および偏光；または（ｘｉ）時間、空間、波長、および偏光。
【００３６】
光学バリアントの概念は、（ｉ）多重ビットワードを保持する光学シンボル列、および（ｉｉ）異なる光学シンボルを使用する同じビットワードを保持する光信号にも適用される。さらに、３つ以上の位相共役光学バリアントが、本発明の原理による光学通路を通じて送信／受信されてもよい。送信することを意図した光信号のＥフィールドがＥであると仮定すると、第３、第４などの光学バリアントのＥフィールドは、ＥまたはＥ＊のどちらかであることができ、ここで、「＊」は複素共役を示す。「光学バリアント」の他の関連する特徴は、一例として、図１−６を参照して後述される以下のより詳細な説明によって、さらに十分に明白になるであろう。
【００３７】
様々な実施形態は発明の概念に依存し、それにしたがって受信器は、位相同期的な形で、復調および復号化に先立って同じシンボルストリームの少なくとも２つの位相共役光学バリアントに対応する電気信号を加算する。位相共役バリアントの各対は、直交送信の通路または次元上を送信器から受信器へと伝達されるが、その対の間の位相共役が除去されるとき、これらのバリアントに対して対向する非線形的歪みを事実上与える、類似の非線形効果を経験する。したがって、任意の一実施形態で利用される位相共役光学バリアントの数は偶数または奇数であってもよいが、数が奇数であるときの非線形効果を最小限に抑えるため、より多数の位相共役光学バリアントを使用することが好ましい。
【００３８】
図１は、本発明の一実施形態による光伝送システム１００のブロック図を示す。システム１００は、偏光もしくは時間、または両方において互いに異なる光学バリアントを送信するように構成された、光送信器１１０を有する。システム１００はまた、光学バリアントを使用することなく達成可能なＢＥＲと比較してＢＥＲを低減する形で、対応する元のデータを復元するため、受信した光学バリアントを処理するように構成された、光受信器１９０を有する。送信器１１０および受信器１９０は光伝送リンク１４０を介して互いに接続される。
【００３９】
送信器１１０は、ペイロードデータの入力ストリーム１０２を受信し、それをデジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）１１２に加える。プロセッサ１１２は、入力ストリーム１０２を処理してデジタル信号１１４１−１１４４を生成する。各信号間隔（時間スロット）において、信号１１４１および１１４２は、Ｘ偏光光を使用して送信することが意図される、対応するコンスタレーションシンボルの同相（Ｉ）成分および直交（Ｑ）成分をそれぞれ表すデジタル値を保持する。信号１１４３および１１４３は、同様に、Ｙ偏光光を使用して送信することが意図される、対応するコンスタレーションシンボルのＩ成分およびＱ成分をそれぞれ表すデジタル値を保持する。
【００４０】
送信器１１０の電気／光（Ｅ／Ｏ）変換器（フロントエンドと呼ばれることもある）１１６は、デジタル信号１１４１−１１４４を変調光出力信号１３０に転換する。より具体的には、デジタル／アナログ変換器（ＤＡＣ）１１８１および１１８２は、デジタル信号１１４１および１１４２をアナログ形式に転換して、駆動信号ＩＸおよびＱＸをそれぞれ生成する。駆動信号ＩＸおよびＱＸは次に、従来のやり方で、Ｉ−Ｑ変調器１２４Ｘを駆動するのに使用される。駆動信号ＩＸおよびＱＸに基づいて、Ｉ−Ｑ変調器１２４Ｘは、レーザー源１２０Ｘによって供給された光のＸ偏光光線１２２Ｘを変調し、それによって変調光信号１２６Ｘを生成する。
【００４１】
ＤＡＣ  １１８３および１１８４は、同様に、デジタル信号１１４３および１１４４をアナログ形式に転換して、駆動信号ＩＹおよびＱＹをそれぞれ生成する。駆動信号ＩＹおよびＱＹに基づいて、Ｉ−Ｑ変調器１２４Ｙは、レーザー源１２０Ｙによって供給された光のＹ偏光光線１２２Ｙを変調し、それによって変調光信号１２６Ｙを生成する。偏光光線コンバイナー１２８は、変調光信号１２６Ｘおよび１２６Ｙを組み合わせて、光出力信号１３０を生成する。
【００４２】
代表的な構成では、プロセッサ１１２は、受信器１９０に送信されるビットワードそれぞれに対して、光出力信号１３０がそのビットワードを保持する少なくとも２つの位相共役光学バリアントを含むようにして、デジタル信号１１４１−１１４４を生成する。概念的に、位相共役光学バリアントのこの組は、１つもしくは複数の重なり合う、および／または重なり合わない部分集合を備えるものとして見ることができる。例えば、位相共役光学バリアントが同じ偏光を有し、ただし信号１３０における異なる時間的位置を有する、２つ以上の位相共役光学バリアントから成る部分集合が存在することがある。別の方法として、またはそれに加えて、位相共役光学バリアントが信号１３０における同じ時間的位置（同じ時間スロット）を有し、ただし異なる偏光を有する、２つの位相共役光学バリアントから成る別の部分集合が存在することがある。さらに、位相共役光学バリアントが信号１３０における異なる時間的位置および異なる偏光を有する、位相共役光学バリアントから成るさらに別の部分集合が存在することがある。
【００４３】
一実施形態では、２つの位相共役光学バリアントは、直交偏光成分によって保持される。この場合、信号１１４１、１１４２、１１４３、および１１４３は、次の条件を満たすように準備することができる。
【００４４】
Ｉｘ（ｔ）＝ｒｅａｌ（Ｅ（ｔ）），Ｑｘ（＝ｉｍａｇ（Ｅ（ｔ）），
Ｉｙ（ｔ）＝ｒｅａｌ（Ｅ（ｔ−τ）），Ｑｙ＝−ｉｍａｇ（Ｅ（ｔ−τ））                    （４）
式中、Ｅは送信することを意図した元の信号のＥフィールド、τはゼロまたは複数の変調シンボル期間であり得る時間遅延である。
【００４５】
別の実施形態では、２つの位相共役光学バリアントは、１つの偏光成分によって、ただし異なる時間間隔で保持される。この場合、信号１１４１、１１４２、１１４３、および１１４３は、次の条件を満たすように準備することができる。
【００４６】
（１）ｔ＝ｎＴ，ｎＴ＋１，ｎＴ＋２，…，（ｎ＋１）Ｔ−１の場合
Ｉｘ（ｔ）＝ｒｅａｌ（Ｅ（ｔ），Ｑｘ（ｔ）＝ｉｍａｇ（Ｅ（ｔ））
Ｉｙ（ｔ）＝ｒｅａｌ（Ｅ（ｔ＋Ｔ）），Ｑｙ（ｔ）＝ｉｍａｇ（Ｅ（ｔ＋Ｔ））
（２）ｔ＝（ｎ＋１）Ｔ，（ｎ＋１）Ｔ＋１，（ｎ＋１）Ｔ＋２，…，（ｎ＋２）Ｔ−１の場合
Ｉｘ（ｔ）＝ｒｅａｌ（Ｅ（ｔ−Ｔ）），Ｑｘ（ｔ）＝−ｉｍａｇ（Ｅ（ｔ−Ｔ））
Ｉｙ（ｔ）＝ｒｅａｌ（Ｅ（ｔ）），Ｑｙ（ｔ）＝−ｉｍａｇ（Ｅ（ｔ））                  （５）
式中、ｎは整数、Ｔは、例えば多くの変調シンボル期間であり得る、時間間隔である。
【００４７】
プロセッサ１１２はまた、信号１１４１、１１４２、１１４３、および１１４３それぞれにパイロットシンボルおよび／またはパイロットシンボルシーケンスを付加してもよい。付加されるパイロットシンボルおよび／またはパイロットシンボルシーケンスの１つの目的は、十分に定義された構造を有する光学フレームを形成することである。この構造は、受信器１９０において、ペイロードデータに対応する光学シンボルをパイロットシンボル／シーケンスと区別し、光学バリアント間の位相整列を担保するのに使用することができる。次に、パイロットシンボル／シーケンスを使用して、（ｉ）時間同期、（ｉｉ）チャネルの推定および補償、（ｉｉｉ）周波数の推定および補償、ならびに（ｉｖ）位相の推定および補償のうち１つまたは複数を行うことができる。可能なフレーム構造および適切なパイロットシンボル／シーケンスの実施可能な記載は、例えば、引用によりその全体が本明細書に組み込まれている、同一出願人による米国特許出願第１２／９６４，９２９号（２０１０年１２月１０日出願）に見出すことができる。
【００４８】
システム１００は、当該分野で知られているように、光伝送リンク１４０を介して伝送されている他の光信号に信号１３０を付加するように構成された、光アド／ドロップ多重化器（ＯＡＤＭ）を有する。リンク１４０は、例えば信号減衰を相殺するため、リンクを通して伝送されている光信号を増幅するように構成された、複数の光増幅器１４４を有する増幅リンクとして例証されている。あるいは、光増幅器を有さない光リンクを、同様に使用することができることに留意されたい。リンク１４０の意図される長さを伝搬した後、信号１３０は、別の光アド／ドロップ多重化器ＯＡＤＭ  １４６を介してリンクから外され、処理のために受信器１９０へと向けられる。ＯＡＤＭ  １４６によって受信器１９０に加えられる光信号には１３０’が付され、これは、送信器１１０と受信器１９０との間を通過する際に、信号１３０が、光ファイバーにおける様々な線形効果および非線形効果による雑音ならびに他の信号歪みを蓄積することがあることを示していることに留意されたい。１つのタイプのファイバーの非線形効果は、対応する光学シンボルの位相および振幅に応じた、チャネル間四光波混合（ＩＦＷＭ）である。
【００４９】
受信器１９０は、光／電気（Ｏ／Ｅ）変換器１６０、４つのアナログ／デジタル変換器（ＡＤＣ）１６６１−１６６４、および光局部発振器（ＯＬＯ）１５６を備えるフロントエンド回路１７２を有する。Ｏ／Ｅ変換器１６０は、（ｉ）ＳおよびＲが付された２つの入力ポートと、（ｉｉ）１−４が付された４つの出力ポートとを有する。入力ポートＳは光信号１３０’を受信する。入力ポートＲは、光局部発振器１５６によって生成された光基準信号１５８を受信する。基準信号１５８は、信号１３０’と実質的に同じ光搬送周波数（波長）を有する。基準信号１５８は、例えば、波長可変レーザーの出力波長が信号１３０’の搬送波長を緊密に追跡するように強制する波長制御ループ（図１には明示されない）によって制御される、波長可変レーザーを使用して生成することができる。
【００５０】
Ｏ／Ｅ変換器１６０は、入力信号１３０’および基準信号１５８を混合して、８つの混合光信号（図１には明示されない）を生成するように動作する。次に、Ｏ／Ｅ変換器１６０は、８つの混合光信号を、信号１３０’の２つの直交偏光成分に対応する複素数値を示す４つの電気信号１６２１−１６２４に変換する。例えば、電気信号１６２１および１６２２はそれぞれ、信号１３０’のＸ偏光成分に対応する、アナログ同相信号およびアナログ直角位相信号であってもよい。同様に、電気信号１６２３および１６２４はそれぞれ、信号１３０’のＹ偏光成分に対応する、アナログ同相信号およびアナログ直角位相信号であってもよい。
【００５１】
一実施形態では、Ｏ／Ｅ変換器１６０は、４つの均衡させた光検出器をその８つの出力ポートに連結させた、偏光分岐（ｐｏｌａｒｉｚａｔｉｏｎ−ｄｉｖｅｒｓｅ）９０°光ハイブリッド（ＰＤＯＨ）である。様々な適切なＰＤＯＨが、例えば、カリフォルニア州フリーモント（Ｆｒｅｍｏｎｔ，  Ｃａｌｉｆｏｒｎｉａ）のオプトプレックスコーポレイション（Ｏｐｔｏｐｌｅｘ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ）およびメリーランド州シルバースプリング（Ｓｉｌｖｅｒ  Ｓｐｒｉｎｇ，  Ｍａｒｙｌａｎｄ）のセライト社（ＣｅＬｉｇｈｔ，  Ｉｎｃ．）から、市販されている。システム１００の様々な実施形態においてＯ／Ｅ変換器１６０を実現するのに使用することができる、様々なＯ／Ｅ変換器に関する追加の情報は、例えば、引用によりその全体が本明細書に組み込まれている、米国特許出願公開第２０１０／０１５８５２１号および第２０１１／００３８６３１号、ならびに国際特許出願ＰＣＴ／ＵＳ０９／３７７４６（２００９年３月２０日出願）に開示されている。
【００５２】
Ｏ／Ｅ変換器１６０によって生成される電気信号１６２１−１６２４はそれぞれ、ＡＤＣ  １６６１−１６６４の対応する１つにおいて、デジタル形式に変換される。任意に、電気信号１６２１−１６２４はそれぞれ、結果として得られる信号がデジタル形式に変換されるのに先立って、対応する増幅器（明示されていない）で増幅されてもよい。ＡＤＣ  １６６１−１６６４によって作成されるデジタル信号１６８１−１６８４は、例えば、図３を参照してさらに後述するように、送信器１１０に加えられた元の入力ストリーム１０２のデータを復元するため、デジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）１７０によって処理される。
【００５３】
図２は、位相共役光学バリアントが同じ波長のチャネルの２つの直交偏光状態で保持される、本発明の一実施形態による、デジタル信号１６８１−１６８４からデータストリーム１０２を復元するためにプロセッサ１７０（図１）によって用いることができる、信号処理方法２００のフローチャートを示す。
【００５４】
方法２００のステップ２０１で、２つの直交偏光成分Ｅｘ（ｔ）およびＥｙ（ｔ）に対応する２つの受信光場を構築するため、デジタル信号１６８１−１６８４が処理される。この処理は、（ｉ）時間および周波数の同期、（ｉｉ）チャネルの推定および補償、ならびに（ｉｉｉ）位相の推定および補償のうち１つまたは複数を含んでもよい。
【００５５】
代表的な一実現例では、ステップ２０２の時間同期手順は、パイロットシンボルシーケンスの特定の性質に依存して、各光学フレームの開始を決定する。次に、光学フレームの知られている構造を使用して、ペイロードデータを保持する光学シンボルに対応するデジタルサンプルおよび／またはデジタル信号部分を有する時間スロットを特定することができる。ステップ２０２の周波数同期手順は、受信信号１３０’の搬送周波数と基準信号１５８（図１を参照）の周波数との間の不整合の電子的な推定および補償を行う。周波数オフセットが決定された後、例えば、各デジタルサンプルに対して、周波数オフセットを２π倍したもの、およびフレームの開始とデジタルサンプルの時間的位置との間の経過時間に等しい位相シフトを加えることによって、周波数不整合を補償することができる。
【００５６】
ステップ２０３のチャネル推定／補償手順は、色分散および偏光モード分散などの効果による、光伝送リンク１４０によって課される位相および振幅の歪みの電子的な推定と補償を行う。チャネル推定は、光伝送リンク１４０のチャネル応答関数Ｈを決定するため、パイロットシンボルに対応するデジタルサンプルに依存する。次に、チャネル補償を行うため、逆チャネル応答関数Ｈ−１が、ペイロードデータに対応するデジタルサンプルに加えられる。
【００５７】
ステップ２０４で、入力信号１３０’と基準信号１５８（図１）との間でゆっくり変化する位相シフトを補正または補償するため、例えばパイロットシンボルを用いて、位相推定および位相補償が行われる。この目的に使用することができる様々な方法が、例えば、引用によりその全体が本明細書に組み込まれている、米国特許出願公開第２００８／０１５２３６１号および第２００８／００７５４７２号、ならびに米国特許第７，６８８，９１８号に開示されている。このように、複数のデジタル電気信号が処理されて、変調ペイロードシンボルを表す一組の複素数値が生成される。ステップ２０５で、位相共役光学バリアントの復元されたＥフィールドが、それらの間の位相共役を除去するためにさらに処理され、続いてコヒーレント加算が行われる。コヒーレント加算はコンスタレーション上にマッピングされ、マッピングされた加算に基づいて、変調ペイロードシンボルによって表されるビットワードが決定される。式（４）によって記述される送信器の実施形態の場合、ステップ２０５は、次式のように、送信することを意図した元の光信号を得るように構成される。
【００５８】
Ｅ（ｔ）＝Ｅｘ（ｔ）＋Ｅｙ（ｔ＋τ）＊      （６）
ステップ２０６で、送信することを意図した復元された元の光信号フィールドＥ（ｔ）は、ペイロードデータ１０２を得るため、再正規化され、復調され、ＦＥＣ復号化される。硬判定（ＨＤ）および軟判定（ＳＤ）両方のＦＥＣ符号を使用することができる。
【００５９】
図３は、位相共役光学バリアントが同じ波長のチャネルの異なる時間間隔で保持される、本発明の別の実施形態による、デジタル信号１６８１−１６８４からデータストリーム１０２を復元するためにプロセッサ１７０（図１）によって用いることができる、信号処理方法３００のフローチャートを示す。
【００６０】
この実施形態において、ステップ３０１−３０４はステップ２０１−２０４と同じである。式（５）によって記述される送信器の実施形態の場合、ステップ３０５は、次式のように、送信することを意図した元の光信号を得るように構成される。
【００６１】
ｔ＝ｎＴ，…（ｎ＋１）Ｔ−１の場合、Ｅ（ｔ）＝Ｅｘ（ｔ）＋Ｅｘ（ｔ＋Ｔ）＊，
ｔ＝（ｎ＋１）Ｔ，…（ｎ＋２）Ｔ−１の場合、Ｅ（ｔ）＝Ｅｙ（ｔ−Ｔ）＋Ｅｙ（ｔ）＊      （７）
即ち、Ｔ個のサンプル分だけ遅延させたｘ偏光の位相共役光学バリアントの２つの組が、それらの間の位相共役が除去された後で加算されて、送信することを意図したシンボルシーケンスの光学バージョンの光場を表す複素数値が決定される。同様の加算が、ｙ偏光の位相共役光学バリアントの２つの組に対して行われる。
【００６２】
ステップ２０６で、復元された元の光信号フィールドＥ（ｔ）は、ペイロードデータ１０２を得るため、再正規化され、復調され、ＦＥＣ復号化される。
【００６３】
図４は、本発明の別の実施形態による光伝送システム４００のブロック図を示す。システム４００は、直交周波数分割多重化（ＯＦＤＭ）システムで、時間、空間、偏光、搬送波長、および副搬送波周波数のうち１つまたは複数において互いに異なる位相共役光学バリアントを送信するように構成された、光送信器４１０を有する。システム４００はまた、光学バリアントを使用することなく達成可能なＢＥＲと比較してＢＥＲを低減する形で、対応する元のデータを復元するため、受信した光学バリアントを処理するように構成された、光受信器４９０を有する。送信器４１０および受信器４９０は光伝送リンク４４０を介して互いに接続される。
【００６４】
送信器４１０は、指定された波長の組λ１−λＬから選択された異なる個々の搬送波長を使用するようにそれぞれ構成された、Ｌ個の電気／光（Ｅ／Ｏ）変換器１１６１−１１６Ｌ（図１も参照）を有するフロントエンド回路４１６を有する。送信器４１０はさらに、Ｅ／Ｏ変換器１１６１−１１６Ｌによってそれぞれ生成される光出力信号４１８１−４１８Ｌを組み合わせ、結果として得られるＷＤＭ信号４３０を、リンク４４０を通して伝送されている信号に付加するため、ＯＡＤＭ  ４３６に加えるように構成された、波長多重化器（ＭＵＸ）４２０を有する。
【００６５】
Ｅ／Ｏ変換器１１６１−１１６Ｌはそれぞれ、ＤＳＰ  ４１２によって供給されるデジタル信号の対応する組４１４に基づいて、その個々の光出力信号４１８を生成する。各信号組４１４は、デジタル信号１１４１−１１４４（図１）と類似した４つのデジタル信号を有する。信号組４１４１−４１４Ｌは、入力データストリーム４０２に基づいてＤＳＰ  ４１２によって生成される。Ｅ／Ｏ変換器１１６１−１１６Ｌがそれぞれ２つの位相共役光学バリアントを生成する場合、位相共役光学バリアントの総数は２Ｌである。
【００６６】
リンク４４０を通って伝搬した後、信号４３０は、別の光アド／ドロップ多重化器ＯＡＤＭ  ４４６を介してリンクから（信号４３０’として）外され、処理のために受信器４９０へと向けられる。受信器４９０は、波長多重化解除器（ＤＥＭＵＸ）４５０およびＬ個のフロントエンド回路１７２１−１７２Ｌを備えるフロントエンド回路４７２を有する（図１も参照）。波長多重化解除器（ＤＥＭＵＸ）４５０は、信号４３０’を、搬送波長λ１−λＬの対応する１つをそれぞれ有するその構成ＷＤＭ成分４５２１−４５２Ｌへと多重化解除するように構成される。次に、フロントエンド回路１７２１−１７２Ｌはそれぞれ、図１を参照して上述したように、信号４５２１−４５２Ｌの対応する１つを処理して、各組がデジタル信号１６８１−１６８４と類似した４つのデジタル信号から成る、デジタル信号の組４６８１−４６８Ｌの対応する１つを生成する（図１を参照）。
【００６７】
フロントエンド回路４７２によって生成された信号組４６８１−４６８Ｌは、送信器４１０に加えられる元の入力のストリーム４０２のデータを復元するため、ＤＳＰ  ４７０によって処理される。
【００６８】
図５は、本発明のさらに別の実施形態による光伝送システム５００のブロック図を示す。システム５００は、時間、偏光、および空間（複数の異なる伝搬路によって表されるような）の１つまたは複数において互いに異なる、位相共役光学バリアントを含む光学バリアントを送信するように構成することができる、光送信器５１０を有する。システム５００はまた、光学バリアントを使用することなく達成可能なＢＥＲと比較してＢＥＲを低減する形で、対応する元のデータを復元するため、受信した光学バリアントを処理するように構成された、光受信器５９０を有する。送信器５１０および受信器５９０は、異なるコアが複数の伝搬路を提供する多重コアファイバー５４０を備える、光伝送リンクを介して互いに接続される。
【００６９】
送信器５１０は、Ｅ／Ｏ変換器１１６（図１）と類似した電気／光（Ｅ／Ｏ）変換器５１６を有する。送信器５１０はさらに、光スプリッタ５２０および光カプラー５２６を有する。光スプリッタ５２０は、Ｅ／Ｏ変換器５１６によって生成された光出力信号５１８をＪ個の（減衰）信号コピー５２２１−５２２Ｊに分割するように構成され、ここで、Ｊは、多重コアファイバー５４０のコアの数である。光カプラー５２６は、信号５２２１−５２２Ｊをそれぞれ、多重コアファイバー５４０の対応するコアに連結するように構成される。
【００７０】
Ｅ／Ｏ変換器５１６は、ＤＳＰ  ５１２によって供給された４つのデジタル信号の組５１４に基づいて、光出力信号５１８を生成するように構成される。組５１４の４つの信号はそれぞれ、デジタル信号１１４１−１１４４（図１を参照）と類似していてもよい。信号組５１４は、入力データストリーム５０２に基づいてＤＳＰ  ５１２によって生成される。
【００７１】
１つの構成では、ＤＳＰ  ５１２において実現される処理は、全体的に、方法２００（図２）と類似している。しかし、光スプリッタ５２０および光カプラー５２６は、ビットワード当たりの光学バリアントの数をＪの倍数だけ増加させるように動作することに留意されたい。したがって、信号５１８がビットワード当たりｎ１個の光学バリアントを有する場合、この構成で送信器５１０によって生成される出力信号５３０は、ビットワード当たりｎ２（＝Ｊ×ｎ１）個の光学バリアントを含む。
【００７２】
多重コアファイバー５４０を通って伝搬した後、信号５３０は、処理のために受信器５９０に（信号５３０’として）加えられる。受信器５９０は、光カプラー５４６と、Ｊ個のフロントエンド回路１７２１−１７２Ｊを備えるフロントエンド回路５７２とを有する（図１も参照）。光カプラー５４６は、多重コアファイバー５４０の各コアからフロントエンド回路１７２１−１７２Ｊの対応する１つへと光を向けるように構成される。次に、フロントエンド回路１７２１−１７２Ｊはそれぞれ、図１を参照して上述したように、光カプラー５４６から受信した信号を処理して、デジタル信号１６８１−１６８４とそれぞれ類似した４つのデジタル信号をそれぞれ有する、組５６８１−５６８Ｊの対応する１つを生成する。一実施形態では、受信器５９０のフロントエンド回路１７２１−１７２Ｊは、単一の共通のＯＬＯ  １５６を共有する（図１を参照）。
【００７３】
フロントエンド回路５７２によって生成された信号組５６８１−５６８Ｊは、送信器５１０に加えられた元の入力ストリーム５０２のデータを復元するため、ＤＳＰ  ５７０によって処理される。
【００７４】
図６は、複数の位相共役光学バリアントが複数の波長チャネルによってまたは複数の異なる空間通路によって保持される本発明の別の実施形態にしたがって、デジタル信号４６８１−４６８Ｌまたは５６８１−５６８４からデータストリーム１０２を復元するため、プロセッサ４７０（図４）または５７０（図５）によって用いることができる、信号処理方法６００のフローチャートを示す。
【００７５】
ステップ６０１−６０４は、ステップ２０１−２０４と類似しているが、少なくとも２つのフロントエンドによって受信されるＥフィールドを処理する。式（４）によって記述される送信器の実施形態の場合、ステップ６０５は、次式のように、送信することを意図した元の光信号を得るように構成される。
【００７６】
Ｅ（ｔ）＝Ｅ１ｘ（ｔ）＋Ｅ１ｙ（１＋τ）＊＋Ｅ２ｘ（ｔ）＋Ｅ２ｙ（ｔ＋τ）＊        （８）
式中、Ｅ１ｘ（ｔ）およびＥ１ｙ（ｔ）は、フロントエンド１７２１に対する復元されたＥフィールド、Ｅ２ｘ（ｔ）およびＥ２ｙ（ｔ）は、フロントエンド１７２２に対する復元されたＥフィールドである。最初に、τ個のサンプル分だけ遅延させ、直交偏光し、第１の光チャネルによって保持された位相共役光学バリアントの２つの組を、それらの間の位相共役を除去した後で加算して、合計値の第１の組を得る。次に、τ個のサンプル分だけ遅延させ、直交偏光し、第２のチャネルによって保持された位相共役光学バリアントの別の２つの組を、それらの間の位相共役を除去した後で加算して、合計値の第２の組を得る。最後に、合計値の２つの組を加算して、送信することを意図したシンボルシーケンスの光学バージョンの光場を表す複素数値を決定する。
【００７７】
ステップ６０６で、復元された元の光信号フィールドＥ（ｔ）は、ペイロードデータ１０２を得るため、再正規化され、復調され、ＦＥＣ復号化される。
【００７８】
例示の実施形態を参照して本発明について記載してきたが、この説明は、限定的な意味で解釈されることを意図しない。
【００７９】
位相共役光学バリアントは、式（１）および（２）によって時間ドメイン内で定義してきたが、位相共役は周波数ドメイン内で実現することもできる。一例として、第２のＯＦＤＭシンボルの変調副搬送波が第１のＯＦＤＭシンボルの変調副搬送波の複素共役である場合、２つのＯＦＤＭシンボルは位相共役光学バリアントであることができる。事実上、周波数ドメインの位相共役は、時間ドメインの位相共役に時間反転を加えたものと見なすことができる。
【００８０】
システム５００（図５）について多重コアファイバー５４０を参照して記載してきたが、多重モードファイバーと使用するように適合させることができ、その場合、多重モードファイバーの異なる導波モードは、光学バリアントの生成および送信のための空間的自由度を提供する。かかるシステムにおいて多重モードファイバーと併せて使用することができる、代表的な光カプラーは、例えば、引用によりその全体が本明細書に組み込まれている、米国特許出願公開第２０１０／０３２９６７０号および第２０１０／０３２９６７１号、ならびに米国特許出願第１２／９８６，４６８号（２０１１年１月７日出願）および第１２／８２７，２８４号（２０１０年６月３０日出願）に開示されている。
【００８１】
一実施形態では、多重コアファイバー５４０の複数の異なるコアを、複数の異なるビットワードに対応する複数の光学バリアントを同時に送信するように構成することができる。しかし、そのコアの少なくとも２つが常に、同じビットワードに対応する光学バリアントを送信するように、多重コアファイバー５４０を構成するのが有益なことがある。
【００８２】
さらに、システム５００は、時間、偏光、搬送波長、および空間のうち１つまたは複数において、互いに異なる光学バリアントを使用するように、比較的単純なやり方で修正することができる。一実施形態では、かかる修正は、例えば、（ｉ）Ｅ／Ｏ変換器５１６をフロントエンド回路４１６に置き換え、（ｉｉ）フロントエンド回路１７２１−１７２Ｊそれぞれをフロントエンド回路４７２の対応する例に置き換え、かつ（ｉｉｉ）ＤＳＰ  ５１２および５７０（図４および５を参照）を適切に再構成することによって、遂行することができる。
【００８３】
方法２００、３００、および６００の様々な他の実施形態では、特定の処理ステップの順序が、図２、３、および６それぞれに示される順序と異なるように変更されてもよい。
【００８４】
本発明の関連分野の当業者には明白である、記載した実施形態の様々な修正、ならびに本発明の他の実施形態は、以下の特許請求の範囲において表現されるような本発明の原理および範囲内にあるものと見なされる。
【００８５】
特段の明示がない限り、数値および範囲はそれぞれ、「およそ」または「約」といった単語がその値または範囲の値の前に付くかのように、近似であるものと解釈されるべきである。
【００８６】
本発明の本質を説明するために記載し例証してきた、詳細、材料、および部品の配置の様々な変更が、以下の特許請求の範囲において表現されるような本発明の範囲から逸脱することなく、当業者によって行われてもよいことが、さらに理解されるであろう。
【００８７】
特許請求の範囲における図面番号および／または図面の参照符号の使用は、請求項の解釈を容易にするために、特許請求される主題の１つまたは複数の可能な実施形態を特定することが意図される。かかる使用は、それら特許請求の範囲を、対応する図面中に示される実施形態に必然的に限定するものとして解釈すべきでない。
【００８８】
以下に方法の請求項がある場合、その請求項における要素は、対応する符号を含めて特定の順で列挙されるが、請求項の列挙がそれらの要素の一部または全てを実施するための特定の順を別段指示しない限り、それらの要素は、必ずしもその特定の順で実施されることに限定されないものとする。
【００８９】
本明細書における「一実施形態」または「実施形態」に対する言及は、その実施形態と関連して記載される特定の特徴、構造、または特性を、本発明の少なくとも１つの実施形態に含めることができることを意味する。「一実施形態では」という語句が本明細書中の様々な場所に現れるが、これは、必ずしも全てが同じ実施形態を指すものではなく、別個のまたは代替の実施形態が、必ずしも他の実施形態を相互に排除するものでもない。同じことは「実施」という用語にも当てはまる。
【００９０】
また、本明細書の目的のため、「連結する」、「連結している」、「連結された」、「接続する」、「接続している」、または「接続された」という用語は、当該分野で知られているかまたは今後開発される、２つ以上の要素間でエネルギーを伝達することができ、１つまたは複数の追加要素が介在することが想起されるが必須ではない、任意のやり方を指す。反対に、「直接連結された」、「直接接続された」などの用語は、かかる追加要素が存在しないことを暗示する。
【００９１】
本発明は、他の特定の装置および／または方法で具体化されてもよい。記載した実施形態は、全ての点において、単なる例示であって限定的でないものとして見なされる。特に、本発明の範囲は、本明細書の記載および図面によってではなく、添付の特許請求の範囲によって示される。特許請求の範囲と均等の意味合いおよび範囲内にある全ての変更は、それらの範囲内に包含されるものである。
【００９２】
当業者であれば、プログラムされたコンピュータによって行うことができる、様々な上述の方法のステップを容易に認知するであろう。本明細書において、いくつかの実施形態は、プログラム記憶装置、例えば、機械またはコンピュータ可読であって、機械実行可能またはコンピュータ実行可能な命令のプログラムを符号化し、前記命令が本明細書に記載の方法のステップの一部または全てを実施する、デジタルデータ記憶媒体を包含するものとする。プログラム記憶装置は、例えば、デジタルメモリ、磁気ディスクもしくはテープなどの磁気記憶媒体、ハードドライブ、または光学読取り可能なデジタルデータ記憶媒体であってもよい。実施形態はまた、本明細書に記載した方法の前記ステップを実施するようにプログラムされたコンピュータを包含するものとする。
【００９３】
記載および図面は本発明の原理を例証するものであるにすぎない。したがって、当業者であれば、本明細書に明示的に記載または図示されないものの、本発明の原理を具体化し、本発明の趣旨および範囲内に含まれる様々な構成を考案することができるであろうことが認識されるであろう。さらに、本明細書に列挙される全ての例は、主として、本発明の原理および当該分野を推進するために発明者（等）によって与えられる概念を、単に読者が理解するのを助ける教育目的であることが明示的に意図され、かかる具体的に列挙される実施例および条件に限定されないものと解釈される。さらに、本発明の原理、態様、および実施形態、ならびにそれらの特定の例を列挙する、本明細書の全ての記述は、それらの均等物を包含するものとする。
【００９４】
「プロセッサ」として分類された任意の機能ブロックを含む、図面中に示される様々な要素の機能は、専用ハードウェア、ならびに適切なソフトウェアと関連してソフトウェアを実行することができるハードウェアを使用することによって、提供されてもよい。プロセッサによって提供されるとき、機能は、単一の専用プロセッサによって、単一の共有プロセッサによって、またはいくつかが共有されてもよい複数の個々のプロセッサによって提供されてもよい。さらに、「プロセッサ」または「コントローラ」という用語の明示的な使用は、ソフトウェアを実行することができるハードウェアを排他的に指すものと解釈すべきではなく、非限定的に、デジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）ハードウェア、ネットワークプロセッサ、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）、ソフトウェアを格納する読み出し専用メモリ（ＲＯＭ）、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、および不揮発性記憶装置を暗示的に含んでもよい。従来の、および／または特注の、他のハードウェアも含まれてもよい。同様に、図面に示されるあらゆるスイッチは単に概念的なものである。それらの機能は、プログラム論理の動作によって、専用論理によって、プログラム制御と専用論理の相互作用によって、またはさらには手動で実施されてもよく、文脈からより具体的に理解されるように、特定の技術が実装者によって選択可能である。
【００９５】
当業者であれば、本明細書の任意のブロック図は、本発明の原理を具体化する例示的な回路類の概念図を表すものであることを認識すべきである。同様に、コンピュータ可読媒体によって実質的に表されるとともに、コンピュータまたはプロセッサが明示的に示されるか否かに係わらず、かかるコンピュータまたはプロセッサによってそのように実施されてもよい様々な処理を、任意のフローチャート、フロー図、状態遷移図、擬符号などが表すことが認識されるであろう。
【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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【図６】
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【手続補正書】
【提出日】平成25年1月23日(2013.1.23)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光受信器を備える装置において、光受信器が、
複数の連続的な変調ペイロードシンボルを保持する光学バリアントであって、第１の光学バリアントが複数の連続的な変調ペイロードシンボルを保持し、少なくとも１つの自由度において第１の光学バリアントとは異なる第２の光学バリアントが、第１の光学バリアントに対して位相共役されるとともに同じ複数の連続的な変調ペイロードシンボルを保持する、少なくとも２つの位相共役光学バリアントを、対応する複数のデジタル電気信号に変換するように構成されたフロントエンド回路と、
プロセッサであって、
複数のデジタル電気信号を処理して、各組が同じ連続的な変調ペイロードシンボルを表す複素数値の組を生成し、
複数組の複素数値を加算して一組の合計複素数値を生成し、
合計複素数値のマッピングに基づいて、同じ連続的な変調ペイロードシンボルによって表されるビットワードを決定する
ように構成された、プロセッサとを備える、装置。
【請求項２】
少なくとも２つの位相共役光学バリアントが、偏光、光受信器における到着時間、空間的局在性、光搬送波長、および副搬送波周波数のうち１つまたは複数において互いに異なる、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
少なくとも２つの位相共役光学バリアントが時間ドメイン内の複素共役である、請求項１に記載の装置。
【請求項４】
少なくとも２つの位相共役光学バリアントが周波数ドメイン内の複素共役である、請求項１に記載の装置。
【請求項５】
少なくとも２つの位相共役光学バリアントのうち一方が、送信のためのシンボルの光学バージョンを含む、請求項１に記載の装置。
【請求項６】
少なくとも２つの位相共役光学バリアントのうち他方が、定位相回転を有する送信のためのシンボルの光学バージョンの複素共役バージョンを含む、請求項１に記載の装置。
【請求項７】
プロセッサが、少なくとも２つの位相共役光学バリアントの位相共役をもとに戻し、かつ送信することを意図したシンボルを表す少なくとも２つの複素数値を生成するように構成される、請求項１に記載の装置。
【請求項８】
少なくとも２つの直交偏光された位相共役光学バリアントを生成する、偏光ダイバーシティ送信器をさらに備える、請求項１に記載の装置。
【請求項９】
入力ペイロードデータストリームのシンボルに応答して、少なくとも２つの位相共役光学バリアントの第２の組を生成するように構成された、光送信器をさらに備え、第２の組の少なくとも２つの位相共役光学バリアントが、偏光、送信時間、空間的局在性、光搬送波長、および副搬送波周波数のうち１つまたは複数において互いに異なる、請求項１に記載の装置。
【請求項１０】
第１の光学バリアントが複数の連続的な変調ペイロードシンボルを保持し、少なくとも１つの自由度において第１の光学バリアントとは異なる第２の光学バリアントが、第１の光学バリアントに対して位相共役されるとともに同じ複数の連続的な変調ペイロードシンボルを保持する、同じ変調ペイロードシンボルを保持する少なくとも２つの位相共役光学バリアントを、光受信器において、対応する複数のデジタル電気信号に変換するステップと、
複数のデジタル電気信号を処理して、各組が同じ連続的な変調ペイロードシンボルを表す複素数値の組を生成するステップと、
複数組の複素数値を加算して一組の合計複素数値を生成するステップと、
合計複素数値のマッピングに基づいて、同じ連続的な変調ペイロードシンボルによって表されるビットワードを決定するステップとを含む、光通信の方法。
【請求項１１】
入力ペイロードデータストリームの複数の連続的なペイロードシンボルに応答して、少なくとも２つの位相共役光学バリアントを生成するように構成された、光送信器を備え、第１の光学バリアントが複数の連続的なペイロードシンボルを保持し、第２のバリアントが、第１の光学バリアントに対して位相共役されるとともに同じ複数の連続的なペイロードシンボルを保持し、少なくとも２つの位相共役光学バリアントが、偏光、送信時間、空間的局在性、光搬送波長、および副搬送波周波数のうち１つまたは複数において互いに異なる、装置。
【国際調査報告】
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