(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
異なる波長を有する複数のサブキャリアチャネルの形態で光信号を送信するための送信機デバイスであって、
それぞれ第1および第2の周波数または極性の第1および第2のサブキャリアで光を放出するための第1および第2の光学キャリアエミッタと、
第1および第2の変調信号で前記第1および第2のサブキャリアを変調するための第1および第2の変調器と、
前記第1および第2の変調されたサブキャリアを前記光信号へインタリーブするためのマッハ-ツェンダインタリーバと、
前記マッハ-ツェンダインタリーバの波長依存電力伝達関数を補償するために、前記第1および第2の変調信号をプリエンファシスするための第1および第2のデジタル信号処理ユニットとを備え、前記マッハ-ツェンダインタリーバの波長依存電力伝達関数は二乗余弦形状を有し、中心に対する各サブキャリア帯域の端部近傍の周波数における信号スペクトルがプリエンファシスされる、送信機デバイス。
【請求項２】
前記マッハ-ツェンダインタリーバは、シヌソイド電力伝達関数を有する、請求項１に記載の送信機デバイス。
【請求項３】
前記第1および第2のデジタル信号処理ユニットは、前記光信号中の前記複数のサブキャリアチャネルが、実質的に上部が平坦なプロファイルを有するように、前記光信号をプリエンファシスするように構成される、請求項１または２に記載の送信機デバイス。
【請求項４】
異なる波長を有する複数のサブキャリアチャネルの形態で光信号を受信するための受信機デバイスであって、
前記光信号を受信し、前記光信号を第1および第2のサブキャリア信号へデインタリーブするためのマッハ-ツェンダデインタリーバと、
前記第1および第2のサブキャリア信号をそれぞれ受信し、復号することにより、第1および第2の電気信号を生成するための第1および第2の光学受信機と、
前記マッハ-ツェンダデインタリーバの波長依存電力伝達関数を補償するために、前記第1および第2の電気信号を処理するための第1および第2のデジタル信号処理デバイスとを備え、前記マッハ-ツェンダデインタリーバの波長依存電力伝達関数は二乗余弦形状を有し、中心に対する各サブキャリア帯域の端部近傍の周波数における信号スペクトルがプリエンファシスされる、受信機デバイス。
【請求項５】
前記マッハ-ツェンダデインタリーバは、シヌソイド電力伝達関数を有する、請求項４に記載の受信機デバイス。
【請求項６】
異なる波長を有する複数のサブキャリアチャネルの形態で光信号を送信する方法であって、
それぞれ第1および第2の周波数または極性の第1および第2のサブキャリアにおいて光を生成するステップと、
第1および第2の変調信号で前記第1および第2のサブキャリアを変調するステップと、
マッハ-ツェンダインタリーバを使用して、前記第1および第2の変調されたサブキャリアを前記光信号へインタリーブするステップと、
前記マッハ-ツェンダインタリーバの波長依存電力伝達関数を補償するために、前記第1および第2の変調信号をプリエンファシスするステップとを備え、前記マッハ-ツェンダインタリーバの波長依存電力伝達関数は二乗余弦形状を有し、中心に対する各サブキャリア帯域の端部近傍の周波数における信号スペクトルがプリエンファシスされる、方法。
【請求項７】
異なる波長を有する複数のサブキャリアチャネルの形態で光信号を受信する方法であって、
マッハ-ツェンダデインタリーバを使用して、前記光信号を第1および第2のサブキャリア信号へデインタリーブするステップと、
前記第1および第2のサブキャリア信号をそれぞれ復号することにより第1および第2の電気信号を生成するステップと、
前記マッハ-ツェンダデインタリーバの波長依存電力伝達関数を補償するために、デジタル信号処理構成要素において前記第1および第2の電気信号を処理するステップとを備え、前記マッハ-ツェンダデインタリーバの波長依存電力伝達関数は二乗余弦形状を有し、中心に対する各サブキャリア帯域の端部近傍の周波数における信号スペクトルがプリエンファシスされる、方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、信号を複数のサブキャリアとして送信するためのマルチキャリアシステムに関する。特に、本発明は、限定的ではないが、複数のサブキャリアをインタリーブおよびデインタリーブするためのシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
インターネット需要の劇的な成長に対応するために、光業界は、既存のファイバネットワークの総容量を増加する新たな方法を見つけ、それらの新たな技術が経済的に効率的であり、動作的に単純であり、スケーラブルであることを保証する必要がある。
【０００３】
光データ送信速度が増加し、データセンタ内など短距離のために光送信が推奨されるようになるのに従い、ファイバを介してより多くのデータをプッシュすることがより重要となる。非常に高速な送信速度のために、単一のキャリアを介して送信することは非現実的となる。たとえば、1Tb/s送信には、100GS/sアナログデジタル変換(ADC)技術を用いたとしても、非常に精巧な直角位相振幅変調(PM-1024QAM)が必要となる。この結果、貧弱な感度、位相雑音問題、非線形性に対する影響、ハードウェア問題、および非常に短い到達距離が生じる。
【０００４】
その解決法は、可能な限り近い間隔で配置された数個のサブキャリアにわたって情報を分散させ、共に「スーパーチャネル」を形成するものである。各サブキャリアは、現在のADCおよびデジタル信号プロセッサ(DSP)と互換性を持つ低レートで動作し得る。
【０００５】
非常に高速な送信速度を達成するために広く議論される概念は、(しばしば、フレックスグリッドとして知られる)柔軟な波長送信である。400G送信には、4つのサブキャリアを用いたデュアル極性4位相偏移変調と、2つのサブキャリアを用いたDP-16直角位相振幅変調(QAM)とが、検討中の選択肢である。これらの選択肢は、送信されている信号の帯域幅にチャネルサイズをマッチさせることによって、スペクトル的に効率的になる。
【０００６】
しかしながら、多くのサブキャリアが使用される場合、これらの信号は送信前に光ファイバへ結合される必要があり、これによってサブキャリアのすべてが多重化されるようになる。
【０００７】
同様に、受信機において、サブキャリアが逆多重化される必要がある。これは、変調器チップへ組み込まれ得るパッシブスプリッタ/結合器を使用して実行することができるが、そのような構成要素は比較的損失が大きい。代案は、チップの外部のマルチプレクサ/デマルチプレクサを使用することであるが、これは、送信機または受信機のフットプリントを増加させる。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の1つの態様に従って、異なる波長を有する複数のサブキャリアチャネルの形態で光信号を送信するための送信機デバイスが提供される。このデバイスは、それぞれ第1および第2の周波数または極性の第1および第2のサブキャリアで光を放出するための第1および第2の光学キャリアエミッタを備える。第1および第2の変調信号で第1および第2のサブキャリアを変調するための第1および第2の変調器が提供される。第1および第2の変調されたサブキャリアを光信号へインタリーブするためのインタリーバが提供される。第1および第2のデジタル信号処理ユニットは、インタリーバの波長依存電力伝達関数を補償するために、第1および第2の変調信号をプリエンファシスするように構成される。
【０００９】
インタリーバは、マッハ-ツェンダインタリーバであり得、シヌソイド(たとえば、二乗余弦)電力伝達関数を有し得る。
【００１０】
第1および第2のデジタル信号処理ユニットは、光信号中のサブキャリアチャネルが、実質的に上部が平坦なプロファイルを有するように、信号をプリエンファシスするように構成され得る。
【００１１】
本発明の別の態様に従って、異なる波長を有する複数のサブキャリアチャネルの形態で光信号を受信するための受信機デバイスが提供される。このデバイスは、光信号を受信し、光信号を第1および第2のサブキャリア信号へデインタリーブするためのデインタリーバを備える。第1および第2の光学受信機は、第1および第2のサブキャリア信号をそれぞれ受信し、復号することにより、第1および第2の電気信号を生成するために提供される。第1および第2のデジタル信号処理デバイスは、デインタリーバの波長依存電力伝達関数を補償するために、第1および第2の電気信号を処理するように構成される。
【００１２】
デインタリーバは、マッハ-ツェンダデインタリーバであり得、シヌソイド(たとえば、二乗余弦)電力伝達関数を有し得る。
【００１３】
本発明の別の態様に従って、異なる波長を有する複数のサブキャリアチャネルの形態で光信号を送信する方法が提供される。この方法は、それぞれ第1および第2の周波数または極性の第1および第2のサブキャリアにおいて光を生成するステップと、第1および第2の変調信号で第1および第2のサブキャリアを変調するステップと、インタリーバを使用して、第1および第2の変調されたサブキャリアを光信号へインタリーブするステップとを備える。この方法はまた、インタリーバの波長依存電力伝達関数を補償するために、第1および第2の変調信号をプリエンファシスするステップを備える。
【００１４】
本発明の別の態様に従って、異なる波長を有する複数のサブキャリアチャネルの形態で光信号を受信する方法が提供される。この方法は、デインタリーバを使用して、この信号を第1および第2のサブキャリア信号へデインタリーブするステップと、第1および第2のサブキャリア信号をそれぞれ復号することにより第1および第2の電気信号を生成するステップと、デインタリーバの波長依存電力伝達関数を補償するために、デジタル信号処理構成要素において第1および第2の電気信号を処理するステップとを備える。
【００１５】
本発明のいくつかの好適な実施形態が、例のみとして、以下の添付図面を参照して説明されるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】送信機デバイスの概要例示図である。
【図２】マッハ-ツェンダインタリーバの電力伝達関数を例示する図である。
【図３】受信機デバイスの概要例示図である。
【図４】代替送信機デバイスの概要例示図である。
【図５】代替受信機デバイスの概要例示図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
図1は、送信機デバイスの概要例示図である。このデバイスは、異なる波長および/または極性の光学キャリアを放出するために、搭載された2つの光学キャリアエミッタ102、103(たとえば、調整可能なレーザ)を有する光集積回路(PIC)101として形成される。各キャリアエミッタからの光は、対応する変調器104、105へ送信される。各変調器は、この光に、デジタル信号処理(DSP)ユニット107、108およびDAC109、110を通過した電気変調信号を加える。各変調器からの信号を載せた光は、マッハ-ツェンダ(MZ)インタリーバであり得るインタリーバ108へ送信される。インタリーバからの出力は、PICから光ファイバ(図示せず)へ送信される。
【００１８】
図2は、単純なマッハ-ツェンダインタリーバの周波数に関する電力伝達関数201を例示する。この応答は、二乗余弦関数に従う。実際には、近い間隔で配置された、厳格に定義された帯域として各光学サブキャリアチャネルを送信することが望ましく、例202が図2に図示される。MZインタリーバに適用される場合、周波数帯域は、インタリーバ応答によってスペクトル的に形成され、パフォーマンスを下げる。より望ましい周波数応答を提供するようにMZインタリーバを設計することが可能であるが、これは、インタリーバの複雑さおよびコストを高める。
【００１９】
したがって、インタリーバの最適化を試みる代わりに、変調器へ渡される電気信号がインタリーバに達したときに、この信号のスペクトルを制御するように、この信号を最適化することが可能である。これは、DSPユニット107、108によって変調器104、105へ渡される信号のデジタル信号処理によって実行される。DSPユニットは、インタリーバ電力伝達関数の二乗余弦形状を補償するように、中心に対する各サブキャリア帯域の端部近傍の周波数における信号スペクトルをプリエンファシスするように構成される。
【００２０】
光学キャリアエミッタ102、103は、個別のレーザである必要はないことが認識されるであろう。他の構成も適切であり得る。たとえば、PICの外部にある1つまたは複数のレーザ(図示せず)が、キャリアエミッタ102、103によって2つのキャリアとして発信される光を提供するために使用され得る。
【００２１】
図3は、受信機デバイスの概要例示図である。このデバイスは、異なる波長および/または極性の光を生成するために、搭載された2つのエミッタ302、303、たとえば、(オプションとして、調整可能な)レーザを有するPIC301として形成される。送信機の場合と同様に、光は、外部からも提供され得る。各エミッタからの光は、対応する光学受信機304、305へ送信される。デインタリーバ306(ここでも、オプションでMZデインタリーバ)は、光ファイバ(図示せず)から信号を受信し、この信号からサブキャリアをデインタリーブする。サブキャリアは、光学受信機304、305へ伝送される。光学受信機304、305は、レーザ302、303からの光とともにサブキャリア信号を復号する。復号された信号はADC307、308へ渡され、そこから、さらなる処理のためにDSP309、310へ渡される。送信機の場合と同様に、デインタリーバは、シヌソイド電力伝達関数を備えた単純なデインタリーバであり得、DSPは、これを補償するために使用され得る。
【００２２】
3つ以上のキャリアが、このようにしてインタリーブまたはデインタリーブされ得、必要とされるのは、たとえば分岐構造への適切な構成要素のネスティングのみであることが認識されるであろう。2つ以上の極性状態に対応することもできる。便宜上、変調は一般的な極性の状態を用いて実行され得るが、その後、個々のサブキャリアの極性が、PICにおいて、または発信光学系の一部としてのマイクロ光学系を使用することにより、操作され得る。
【００２３】
デュアルキャリアデュアル極性送信機401のための適切な構成が、図4に図示される。送信機401は、図1に図示される送信機101に類似しており、異なる波長で送信する2つの光学キャリアエミッタ402、403を備える。各エミッタからの光は2つの経路へ分割され、各々が異なる波長/極性の組合せを有し、各々が対応する変調器404、405、406、407へ送信される4つのキャリアX1、X2、Y1、Y2を生成するように、各エミッタからの2つの経路のうちの1つにおける光が、任意の既知の手段(図示せず)によって回転される。図1と同様に、各変調器は、この光に、DSPユニット410、411、412、413およびDAC414、415、416、417を通過した電気変調信号408、409を加える。各変調器からの信号を載せた光は、インタリーバ418、419へ、その後、最終インタリーバ420へ送信される。インタリーバからの出力は、PICから光ファイバ(図示せず)へ送信される。
【００２４】
同様に、異なる極性で信号を分離および復号するための受信機デバイス501が、図5に図示される。2つのエミッタ502、503は、異なる波長で光を送信する。各エミッタからの光は、2つの経路へ分割され、対応する光学受信機504、505、506、507へ伝送される。デインタリーバ516、517は、光ファイバ(図示せず)からの信号を受信し、これら信号からのサブキャリアをデインタリーブする。実際には、2つの極性を含む単一の信号が受信され、2つの極性成分へ分割される。異なる波長であるが同じ極性である2つの個別の信号が2つのデインタリーバ516、517によって受信されるように、これら成分のうちの1つは、そのデインタリーバへの挿入前に回転される。サブキャリアは、光学受信機504、505、506、507へ伝送される。光学受信機504、505、506、507は、エミッタ502、503からの光とともにサブキャリア信号を復号する。復号された信号は、ADC508、509、510、511へ、さらには、さらなる処理のためにDSP512、513、514、515へ渡される。
【００２５】
したがって、本発明は、少なくとも好適な実施形態において、デュアルまたはマルチ波長チャネルにおいて送信することによってチャネル密度を高める手段を提供し、デュアルチャネル変調信号を達成するためのPICを提供する。これは、わずかな追加のスペース(real estate)を用いた送信機/変調器PICへのごく単純な修正を伴うが、容量を2倍またはそれ以上増加させることができる。
【符号の説明】
【００２６】
101  光集積回路
102  光学キャリアエミッタ
103  光学キャリアエミッタ
104  変調器
105  変調器
106  変調信号
107  DSP
108  DSP
108  インタリーバ
109  DAC
110  DAC
201  電力伝達関数
202  例
301  光集積回路
302  エミッタ
303  エミッタ
304  光学受信機
305  光学受信機
306  デインタリーバ
307  ADC
308  ADC
309  DSP
310  DSP
401  デュアルキャリアデュアル極性送信機
402  光学キャリアエミッタ
403  光学キャリアエミッタ
404  変調器
405  変調器
406  変調器
407  変調器
408  変調信号
409  変調信号
410  DSP
411  DSP
412  DSP
413  DSP
414  DAC
415  DAC
416  DAC
417  DAC
418  インタリーバ
419  インタリーバ
420  インタリーバ
501  受信機デバイス
502  エミッタ
503  エミッタ
504  光学受信機
505  光学受信機
506  光学受信機
507  光学受信機
508  ADC
509  ADC
510  ADC
511  ADC
512  DSP
513  DSP
514  DSP
515  DSP
516  デインタリーバ
517  デインタリーバ
【図１】
0006570203.tif 000002
【図２】
0006570203.tif 000003
【図３】
0006570203.tif 000004
【図４】
0006570203.tif 000005
【図５】
0006570203.tif 000006