(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１波長での第１未変調光信号を第２光送受信器ノードへ送信し、
前記第１波長での、前記第１未変調光信号の変調バージョンである第１変調済み光信号を前記第２光送受信器ノードから受信する
第１ポートと、
第２波長での第２未変調光信号を前記第２光送受信器ノードから受信し、
前記第２波長での、前記第２未変調光信号の変調バージョンである第２変調済み光信号を前記第２光送受信器ノードへ送信する
第２ポートと
を備える第１光送受信器ノードであって、
前記第１変調済み光信号は前記第２光送受信器ノードから前記第１ポートを介して前記第１光送受信器ノードへ伝えられ、
前記第２変調済み光信号は前記第１光送受信器ノードから前記第２ポートを介して前記第２光送受信器ノードへと伝えられるものであって、
前記第１変調済み光信号と前記第２変調済み光信号とは同一の媒体を進まないものである、
第１光送受信器ノード。
【請求項２】
前記第１波長での入力光信号を照射するレーザと、
前記レーザに結合され、前記入力光信号を、前記第１波長での第１局部発振器光信号（第１ＬＯ光信号）と前記第１未変調光信号とに分割する第１スプリッタと
を更に備える、請求項１に記載の第１光送受信器ノード。
【請求項３】
前記第１スプリッタ及び前記第１ポートに結合され、前記第１未変調光信号を前記第１ポートへ伝える第２スプリッタを更に備える、請求項２に記載の第１光送受信器ノード。
【請求項４】
前記第１ＬＯ光信号を前記第１スプリッタから受信し、
前記第１変調済み光信号を前記第２スプリッタから受信し、
前記第１ＬＯ光信号を使用して前記第１変調済み光信号の位相ノイズ除去を実行する
受信器を更に備える、請求項３に記載の第１光送受信器ノード。
【請求項５】
前記第２ポートに結合され、
前記第２未変調光信号を前記第２ポートから受信し、
前記第２変調済み光信号を受信し、
前記第２変調済み光信号を前記第２ポートへ伝える
スプリッタを更に備える、請求項１に記載の第１光送受信器ノード。
【請求項６】
前記第２未変調光信号を前記スプリッタから受信し、
電気データ信号を受信し、
前記第２変調済み光信号を生成すべく、前記電気データ信号に基づく振幅情報及び位相情報の両方を使用して、前記第２未変調光信号を変調し、
前記第２変調済み光信号を前記スプリッタへ伝える
変調器を更に備える、請求項５に記載の第１光送受信器ノード。
【請求項７】
前記第１光送受信器ノードは、前記第１ポートを介して前記第１変調済み光信号を受信することによって、及び、前記第２ポートを介して前記第２変調済み光信号を受信することによって、前記第１変調済み光信号と前記第２変調済み光信号との間のブロードバンド後方反射干渉ノイズを低減する、請求項１に記載の第１光送受信器ノード。
【請求項８】
前記レーザ及び前記受信器は共に、リモート変調を使用して自己ホモダイン検出（ＳＨＤ）を実装する、請求項４に記載の第１光送受信器ノード。
【請求項９】
前記レーザは、線幅が１００キロヘルツ（ｋＨｚ）より大きい非冷却分布帰還型（ＤＦＢ）レーザである、請求項２から４のいずれか一項に記載の第１光送受信器ノード。
【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、Ｚｈｉｈｏｎｇ  Ｌｉ，ｅｔ  ａｌ．によって２０１５年４月９日に出願された、参照によって組み込まれる、「コヒーレント自己ホモダイン検出（ＳＨＤ）光送受信器」と題される米国仮特許出願第６２／１４５，３０４号への優先権を主張するものである。
【０００２】
［政府後援の研究開発に関する記述］
該当なし。
【０００３】
［マイクロフィッシュ添付物への参照］
該当なし。
【背景技術】
【０００４】
信頼性が高いこと、及び、利用可能な帯域幅が大きいことに起因して、デジタルデータの伝送のための媒体として光ファイバを使用することが、より広く普及しつつある。メトロネットワーク、アクセスネットワーク、及びデータセンターネットワークなどの短距離ネットワークにおけるトラフィックは、著しく増大しており、長距離ネットワークにおけるトラフィックより重要となる可能性が高い。その結果、短距離ネットワークのために設計された、大容量の光送受信器への需要が存在する。短距離ネットワークとは、伝送距離が比較的短いネットワークを指すことがあり、リピータを含まないことがある。長距離ネットワークとは、伝送距離が数百又は数千キロメートル（ｋｍ）であるネットワークを指すことがあり、リピータを必要とすることがある。メトロネットワークとは、伝送距離が短距離ネットワークと長距離ネットワークとの間であるネットワークを指すことがあり、リピータを含むことも、含まないこともある。
【０００５】
米国電気電子技術者協会（ＩＥＥＥ）は、８又は１６のチャネルを使用して強度変調及び直接検出（ＩＭ−ＤＤ）を実装する、４００ギガビット／秒（Ｇｂ／秒）のイーサネット（登録商標）規格を策定している。しかしながら、データレートへの需要は、１テラビット／秒（Ｔｂ／秒）以上に達しており、ＩＭ−ＤＤでは、実現困難な数のチャネルが必要とされるであろう。
【発明の概要】
【０００６】
一実施形態において、入力光信号を照射するように構成されるレーザと、レーザに結合され、入力光信号を、局部発振器（ＬＯ）光信号と未変調光信号とに分割するように構成される第１スプリッタと、第１スプリッタに結合され、ＬＯ光信号を第１スプリッタから受信し、未変調光信号の変調バージョンである変調済み光信号を第２光送受信器ノードから受信し、ＬＯ光信号を使用して変調済み光信号の位相ノイズ除去を実行するように構成される受信器とを備える第１光送受信器ノードが開示される。いくつかの実施形態において、第１光送受信器は更に、未変調光信号を第１スプリッタから受信し、未変調光信号を第２光送受信器ノードへ送信するように構成される、第１スプリッタに結合された第１ポートを有し、第１光送受信器ノードは更に、変調済み光信号を第２光送受信器ノードから受信し、変調済み光信号を受信器へ伝えるように構成される、受信器に結合された第２ポートを有し、第１光送受信器ノードは更に、第１スプリッタに結合された第２スプリッタと、第２スプリッタに結合されたポートとを有し、第２スプリッタは、未変調光信号を第１スプリッタから受信し、未変調光信号をポートへ伝え、変調済み光信号をポートから受信し、変調済み光信号を受信器へ伝えるように構成され、ポートは、未変調光信号を第２スプリッタから受信し、未変調光信号を第２光送受信器ノードへ送信し、変調済み光信号を第２光送受信器ノードから受信し、変調済み光信号を第２スプリッタへ伝えるように構成され、レーザ及び受信器は共に、リモート変調を使用して自己ホモダイン検出（ＳＨＤ）を実装するように構成され、レーザは、１００キロヘルツ（ｋＨｚ）より大きい線幅を有する非冷却分布帰還型（ＤＦＢ）レーザである。
【０００７】
別の実施形態において、第１波長の第１未変調光信号を第２光送受信器ノードへ送信し、第１波長での、第１未変調光信号の変調バージョンである第１変調済み光信号を第２光送受信器ノードから受信するように構成される第１ポートと、第２波長での、第２未変調光信号を第２光送受信器ノードから受信し、第２波長での、第２未変調光信号の変調バージョンである第２変調済み光信号を第２光送受信器ノードから送信するように構成される第２ポートとを有する第１光送受信器ノードが開示される。いくつかの実施形態において、第１光送受信器ノードは更に、第１波長での入力光信号を照射するように構成されるレーザと、入力光信号を第１波長での第１局部発振器（ＬＯ）光信号と第１未変調光信号とに分割するように構成され、レーザに結合される第１スプリッタとを有し、第１光送受信器ノードは更に、第１未変調光信号を第１ポートに伝えるように構成される、第１スプリッタ及び第１ポートに結合された第２スプリッタを有し、第１光送受信器ノードは更に、第１ＬＯ光信号を第１スプリッタから受信し、第１変調済み光信号を第２スプリッタから受信し、第１ＬＯ光信号を使用して第１変調済み光信号の位相ノイズ除去を実行するように構成される受信器を有し、第１光送受信器ノードは更に、第２未変調光信号を第２ポートから受信し、第２変調済み光信号を受信し、第２変調済み光信号を第２ポートへ伝えるように構成される、第２ポートに結合されたスプリッタを有し、第１光送受信器ノードは更に、第２未変調光信号をスプリッタから受信し、電気データ信号を受信し、電気データ信号に基づく振幅情報及び位相情報の両方を使用して第２未変調光信号を変調して第２変調済み光信号を生成し、第２変調済み光信号をスプリッタへ伝えるように構成される変調器を有し、第１光送受信器ノードは、第１ポートを介して第１変調済み光信号を受信すること、及び、第２ポートを介して第２変調済み光信号を受信することにより、第１変調済み光信号と第２変調済み光信号との間のブロードバンド後方反射干渉ノイズを低減するように構成される。
【０００８】
更に別の実施形態において、第１光送受信器ノードにおいて実装される方法が開示され、当該方法は、ある波長の第１入力光を照射する段階と、第１入力光を当該波長での第１未変調光信号及び第１局部発振器（ＬＯ）光信号に分割する段階と、当該波長の第１変調済み光信号を生成するべく、第１未変調光信号を変調する段階と、第２光送受信器ノードにおける自己ホモダイン検出（ＳＨＤ）のために、第１ＬＯ光信号及び第１変調済み光信号を第２光送受信器ノードへ送信する段階とを備える。いくつかの実施形態において、当該方法は更に、当該波長の第２入力光を照射する段階と、第２入力光を当該波長の第２ＬＯ光信号と第２未変調光信号とに分割する段階と、第２未変調光信号を第２光送受信器ノードへ送信する段階と、当該波長の第２未変調光信号の変調バージョンである第２変調済み光信号を第２光送受信器ノードから受信する段階と、第２ＬＯ光信号及び第２変調済み光信号を使用してＳＨＤを実行する段階とを備え、当該方法は更に、アナログ検出信号の振幅情報を判定するために、第２ＬＯ光信号を使用して、第２変調済み光信号のコヒーレント検出を実行する段階と、アナログ検出信号を処理する段階と、アナログ検出信号をデジタル検出信号に変換する段階とを備え、第１変調済み光信号を送信する段階は、第１媒体を使用して第１変調済み光信号を送信する段階を備え、第２変調済み光信号を受信する段階は、第２媒体を使用して第２変調済み光信号を受信する段階を有し、当該方法は更に、第１光送受信器ノード及び第２光送受信器ノードの両方のために集中型光源を提供する段階を備える。
【０００９】
これらの特徴及び他の特徴は、付属図面及び特許請求の範囲と併せて、以下の詳細な説明から、より明確に理解できるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
本開示をより完全に理解するために、ここでは、付属図面及び詳細な説明も併せて、以下の簡潔な説明を参照する。同様の参照番号は、同様の部分を表す。
【００１１】
【図１】本開示の実施形態に係る光通信システムの模式図である。
【００１２】
【図２】本開示の実施形態に係る別の光通信システムの模式図である。
【００１３】
【図３】本開示の実施形態に係る更に別の光通信システムの模式図である。
【００１４】
【図４】本開示の実施形態に係る更に別の光通信システムの模式図である。
【００１５】
【図５】実験的セットアップの模式図である。
【００１６】
【図６】異なるレーザ及び検出方式を使用する、図５におけるセットアップについてのビットエラー率（ＢＥＲ）のグラフである。
【００１７】
【図７】別の実験的セットアップの模式図である。
【００１８】
【図８】図７におけるセットアップについての、後方反射干渉ノイズの高速フーリエ変換（ＦＦＴ）スペクトルのグラフである。
【００１９】
【図９】本開示の実施形態に係る、ＳＨＤ及びリモート変調の方法を示すフローチャートである。
【００２０】
【図１０】本開示の実施形態に係るネットワークデバイスの模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
１又は複数の実施形態の説明的な実装が以下に提供されるが、開示されたシステム及び／又は方法は、現在知られている又は存在している任意の数の技法を用いて実装されてよいことが、最初に理解されるべきである。本開示は、本明細書で例示され説明される代表的な設計及び実装を含んだ、以下に例示される説明的な実装、図面、及び技法に限定されるものでは全くなく、添付の特許請求の範囲内、及び、その均等物の全範囲内で変更されてよい。
【００２２】
本明細書には、改善された光送受信器についての実施形態が開示されている。送受信器は、ＳＨＤ及びリモート変調を実装する。ＳＨＤとは、送受信器が、局部発振器（ＬＯ）光信号及び変調済み光信号の両方を同一のレーザから送信すること、並びに、ＬＯ光信号と変調済み光信号との間の光路差が十分に小さいとき、受信器が次に、ＬＯ光信号を使用して、変調済み光信号の位相ノイズ除去を実行することを意味する。ＳＨＤによって、特に、位相ノイズに敏感であり、かつ、スペクトル効率が高い高次変調フォーマットを使用するとき、より高額である狭線幅レーザの必要が無くなる。また、ＳＨＤによって、周波数オフセットのトラッキングの必要が無くなり、従って、デジタル信号処理（ＤＳＰ）が簡略化され、電力消費が低減する。リモート変調とは、受信器を有する第１ノードが、変調器を有する第２ノードから変調済み光信号を受信することを意味する。言い換えれば、変調は、第１ノードから遠く離れて発生する。リモート変調により、送受信器ノードの設計が簡略化される。最後に、開示される実施形態は、ブロードバンド後方反射干渉ノイズを除去又は大幅に低減することによって、単一波長の双方向動作を実現し、設計の柔軟性を増大させ、ネットワーク管理を簡略化し、在庫費用を低減し、ナローバンド後方反射干渉ノイズを除去する。
【００２３】
図１は、本開示の実施形態に係る光通信システム１００の模式図である。システム１００は、一般的に、ＬＯファイバ１２３及び信号ファイバ１２５を介して互いに結合されたノード１０３及びノード１２７を備える。ノード１０３からノード１２７への第１方向は、ダウンストリーム方向又はダウンリンク方向と称され、ノード１２７からノード１０３への第２方向は、アップストリーム方向又はアップリンク方向と称される。ノード１０３、１２７は、いくつかの例において、短距離光ネットワークを構成し得る。
【００２４】
ノード１０３は、レーザ１０５と、インタフェース集積回路（ＩＣ）１０７と、アナログ‐デジタル変換器（ＡＤＣ）と及びＤＳＰ１１０と、スプリッタ１１３と、受信器１１５と、ＬＯポート１１７と、信号ポート１２０とを有する。レーザ１０５は、波長λの連続波（ＣＷ）光を提供する任意のレーザである。波長λは、約１，２６０ナノメートル（ｎｍ）から約１，３６０ｎｍであるＯ帯域内、又は、約１，５３０ｎｍから約１，６２５ｎｍであるＣ／Ｌ帯域内であり得る。レーザ１０５は、温度制御又は他の波長制御なしの分布帰還型（ＤＦＢ）レーザである。その場合、レーザ１０５は、非冷却レーザと称され得て、１００キロヘルツ（ｋＨｚ）より大きい線幅、更には、１メガヘルツ（ＭＨｚ）以上もの大きい線幅を有し得る。代替的に、レーザ１０５は、狭い線幅の外部共振器レーザ（ＥＣＬ）である。ノード１０３は、追加のレーザを有する必要はない。
【００２５】
インタフェースＩＣ１０７は、ＡＤＣ及びＤＳＰ１１０からのデジタル検出信号を処理する。ＡＤＣ及びＤＳＰ１１０は、コヒーレントＤＳＰを含む。ＬＯ光信号及び変調済み光信号の位相ノイズは、ＳＨＤに起因して互いに打ち消し合うので、ＤＳＰは、位相トラッキングを簡略化し得た。ＡＤＣ及びＤＳＰ１１０は、受信器１１５からのアナログ検出信号を受信し、アナログ検出信号を処理し、アナログ検出信号をデジタル検出信号に変換し、更なる処理のためにデジタル検出信号をインタフェースＩＣ１０７へ転送する。
【００２６】
スプリッタ１１３は、レーザ１０５から進んでくる入力光信号を、ＬＯ光信号と未変調光信号とに分割し、ＬＯ光信号を受信器１１５へ伝え、未変調光信号をＬＯポート１１７へ伝える。スプリッタ１１３は、３デシベル（ｄＢ）スプリッタ又は分割器であり得、従って、入力光信号を均等に分割し得て、その結果、入力光信号の５０％がＬＯ光信号を形成し、入力光信号の５０％が未変調光信号を形成する。代替的に、分割のパーセンテージは、システム１００の構成に基づく種々のパーセンテージに最適化される。
【００２７】
受信器１１５は、コヒーレント受信器であり、統合コヒーレント受信器（ＩＣＲ）であり得る。統合とは、全ての光電子コンポーネントが単一パッケージ内に統合されることを意味する。コヒーレントとは、受信器１１５が振幅情報及び位相情報の両方を復元することを意味する。ＬＯポート１１７は、ＬＯファイバ１２３に結合する。信号ポート１２０は、信号ファイバ１２５に結合する。
【００２８】
ＬＯファイバ１２３は、ＬＯ光信号をノード１０３からノード１２７へダウンストリームに伝達する。信号ファイバ１２５は、変調済み光信号をノード１２７からノード１０３へアップストリームに伝達する。ＬＯファイバ１２３及び信号ファイバ１２５は、短距離ネットワークについては、任意の適切な距離であり得る。
【００２９】
ノード１２７は、ＬＯポート１３０と、信号ポート１３３と、変調器１３５と、インタフェースＩＣ１３７とを有する。ＬＯポート１３０は、ＬＯファイバ１２３に結合する。信号ポート１３３は、信号ファイバ１２５に結合する。
【００３０】
システム１００は、単方向システムと称され得る。この文脈において、単方向とは、変調済み光信号が、ダウンストリーム又はアップストリームのいずれか１つの方向のみに進むことを意味する。システム１００において、その方向はアップストリームである。対照的に、双方向とは、変調済み光信号がダウンストリーム及びアップストリームの両方の方向に進むことを意味する。
【００３１】
変調器１３５は、偏波多重の同相及び直角位相（ＩＱ）変調器である。変調器１３５は、波長λの変調済み光信号を生成するべく、インタフェースＩＣ１３７からの電気データ信号に基づく振幅情報及び位相情報の両方を使用して（例えば、高次直交振幅変調（ＱＡＭ）を使用して）、未変調光信号を変調する。変調器１３５はまた、任意の他の適切な変調フォーマットを使用し得る。インタフェースＩＣ１３７は、電気データ信号を変調器１３５へ提供する。
【００３２】
動作中、レーザ１０５は、波長λの入力光信号をスプリッタ１１３に向けて照射する。スプリッタ１１３は、入力光信号を、両方とも波長がλであるＬＯ光信号と未変調光信号とに分割する。スプリッタ１１３は、未変調光信号をＬＯポート１１７へ、及び、ＬＯファイバ１２３に向けて伝え、ＬＯ光信号を受信器１１５へ伝える。変調器１３５は、ＬＯファイバ１２３及びＬＯポート１３０から未変調光信号を受信し、インタフェースＩＣ１３７から電気データ信号を受信する。変調器１３５は、変調済み光信号を生成するべく、電気データ信号に基づく振幅情報及び位相情報の両方を使用して、未変調光信号を変調し、次に、波長λの変調済み光信号を信号ポート１３３へ、及び、信号ファイバ１２５に向けて伝える。
【００３３】
受信器１１５は、スプリッタ１１３からＬＯ光信号を受信し、信号ファイバ１２５及び信号ポート１２０から変調済み光信号を受信する。受信器１１５は、アナログ検出信号を判定するために、ＬＯ光信号を使用して、変調済み光信号のコヒーレント検出を実行する。具体的には、受信器１１５は、ＬＯ光信号及び変調済み光信号から構成される混合信号から振幅情報を検出する。受信器１１５は、アナログ検出信号をＡＤＣ及びＤＳＰ１１０のＡＤＣ部へ伝え、ＡＤＣ部は、アナログ検出信号をデジタル検出信号に変換する。ＡＤＣ及びＤＳＰ１１０のＤＳＰ部は、振幅情報及び位相情報の両方を、受信データとして取得するべく、デジタル検出信号を処理する。ＡＤＣ及びＤＳＰ１１０は、受信データを、更なる処理のためにインタフェースＩＣ１０７へ送信する。
【００３４】
図２は、本開示の実施形態に係る別の光通信システム２００の模式図である。システム２００は、システム１００と同様である。しかしながら、２つのファイバ（ＬＯファイバ１２３及び信号ファイバ１２５）を使用するシステム１００と異なり、システム２００は、単一のファイバ（ＬＯ及び信号ファイバ２２３）を使用する。システム２００は、一般的に、ＬＯ及び信号ファイバ２２３を介して互いに結合されたノード２０３及びノード２２５を備える。ノード２０３からノード２２５への第１方向は、ダウンストリーム方向と称され、ノード２２５からノード２０３への第２方向は、アップストリーム方向と称される。システム２００は、システム１００と同様に、変調済み光信号が１つの方向（アップストリーム）のみに進むので、単方向システムである。ノード２０３、２２５は、短距離光ネットワークを構成し得る。
【００３５】
ノード２０３は、レーザ２０５、インタフェースＩＣ２０７、ＡＤＣ及びＤＳＰ２１０、スプリッタ２１３、並びに受信器２１７を有する。これらはそれぞれ、図１における、レーザ１０５、インタフェースＩＣ１０７、ＡＤＣ及びＤＳＰ１１０、スプリッタ１１３、並びに受信器１１５と同様である。加えて、ノード２０３は、スプリッタ２１５、並びに、ＬＯ及び信号ポート２２０を有する。スプリッタ２１５は、スプリッタ２１３からＬＯ及び信号ポート２２０へ、並びに、ＬＯ及び信号ファイバ２２３に向けて未変調光信号を伝える。ＬＯ及び信号ポート２２０は、ＬＯ及び信号ファイバ２２３に結合する。
【００３６】
ＬＯ及び信号ファイバ２２３は、ＬＯ光信号をノード２０３からノード２２５へダウンストリームに伝達する。ＬＯ及び信号ファイバ２２３はまた、変調済み光信号をノード２２５からノード２０３へアップストリームに伝達する。ＬＯ及び信号ファイバ２２３は、短距離ネットワークにとって、任意の適切な距離であり得る。
【００３７】
ノード２２５は、変調器２３３及びインタフェースＩＣ２３５を有する。これらはそれぞれ、図１における変調器１３５及びインタフェースＩＣ１３７と同様である。加えて、ノード２２５は、ＬＯ及び信号ポート２２７、並びにスプリッタ２３０を有する。ＬＯ及び信号ポート２２７は、ＬＯ及び信号ファイバ２２３に結合する。スプリッタ２３０は、未変調光信号をＬＯ及び信号ポート２２７から変調器２３３へ伝え、変調済み光信号を変調器２３３からＬＯ及び信号ポート２２７へ伝える。挿入損失を減らすために、光サーキュレータがスプリッタ２１５、２３０に置き換わり得る。加えて、反射型変調器は、スプリッタ２３０及び変調器２３３に置き換わり得る。
【００３８】
動作中、レーザ２０５は、波長λの入力光信号をスプリッタ２１３に向けて照射する。スプリッタ２１３は、入力光信号を、両方とも波長がλであるＬＯ光信号及び未変調光信号に分割する。スプリッタ２１３は、未変調光信号をスプリッタ２１５へ伝え、ＬＯ光信号を受信器２１７へ伝える。スプリッタ２１５は、未変調光信号をＬＯ及び信号ポート２２０へ、並びに、ＬＯ及び信号ファイバ２２３に向けて伝える。スプリッタ２３０は、未変調光信号を、ＬＯ及び信号ファイバ２２３、並びに、ＬＯ及び信号ポート２２７から変調器２３３へ伝える。変調器２３３は、スプリッタ２３０から未変調光信号を受信し、インタフェースＩＣ２３５から電気データ信号を受信する。変調器２３３は、変調済み光信号を生成するべく、電気データ信号に基づく振幅情報及び位相情報の両方を使用して未変調光信号を変調し、次に、変調済み光信号をスプリッタ２３０へ伝える。スプリッタ２３０は、変調済み光信号を、ＬＯ及び信号ポート２２７へ、並びに、ＬＯ及び信号ファイバ２２３に向けて伝える。
【００３９】
スプリッタ２１５は、変調済み光信号を、ＬＯ及び信号ファイバ２２３、並びに、ＬＯ及び信号ポート２２０から受信し、変調済み光信号を受信器２１７へ伝える。受信器２１７は、スプリッタ２１３からＬＯ光信号を受信し、スプリッタ２１５から変調済み光信号を受信する。受信器２１７は、アナログ検出信号を判定するために、ＬＯ光信号を使用して、変調済み光信号のコヒーレント検出を実行する。具体的には、受信器２１７は、ＬＯ光信号及び変調済み光信号から構成される混合信号から振幅情報を検出する。受信器２１７は、アナログ検出信号をＡＤＣ及びＤＳＰ２１０のＡＤＣ部へ伝え、ＡＤＣ部は、アナログ検出信号をデジタル検出信号に変換する。ＡＤＣ及びＤＳＰ２１０のＤＳＰ部は、デジタル検出信号を処理し、振幅情報及び位相情報の両方を受信データとして取得する。ＡＤＣ及びＤＳＰ２１０は、受信データを、更なる処理のためにインタフェースＩＣ２０７へ送信する。
【００４０】
ノード２０３、２２５は、典型的な送受信器ノードと比較して、簡略化されている。具体的には、ノード２０３及び２２５は、レーザ、ＩＣＲ、又はＩＣＲのためのＤＳＰを必要としない。それらのコンポーネントを無くすことにより、電力消費が大幅に低減する。このことは、電力予算が限られているリモートノード、又は、厳しい環境で動作しているリモートノードに特に有用である。
【００４１】
図３は、本開示の実施形態に係る更に別の光通信システム３００の模式図である。システム３００は一般的に、ＬＯ及び信号ファイバ３３３、３３５を介して互いに結合されるノード３０３及びノード３３７を備える。ノード３０３からノード３３７への第１方向は、ダウンストリーム方向と称され、ノード３３７からノード３０３への第２方向は、アップストリーム方向と称される。システム３００は、システム１００、２００と異なり、変調済み光信号が両方の方向（ダウンストリーム及びアップストリーム）に進むので、双方向システムである。ノード３０３、３３７は、短距離光ネットワークを構成し得る。
【００４２】
ノード３０３は、レーザ３０５、インタフェースＩＣ３０７、変調器３１０、ＡＤＣ及びＤＳＰ３１３、並びに受信器３２５を有する。これらはそれぞれ、レーザ１０５、インタフェースＩＣ１０７、変調器１３５、ＡＤＣ及びＤＳＰ１１０、並びに受信器１１５と同様である。加えて、ノード３０３は、スプリッタ３１５、３１７、３２０、並びに、ＬＯ及び信号ポート３２７、３３０を有する。スプリッタ３１５は、波長λ２の未変調光信号を変調器３１０へ伝え、波長λ２の変調済み光信号をＬＯ及び信号ポート３３０へ伝える。スプリッタ３１７は、レーザ３０５から進んでくる入力光信号を波長λ１のＬＯ光信号と、波長λ１の未変調光信号とに分割し、波長λ１のＬＯ光信号を受信器３２５へ伝え、波長λ１の未変調光信号をスプリッタ３２０へ伝える。スプリッタ３２０は、波長λ１の未変調光信号をＬＯ及び信号ポート３２７へ伝え、波長λ１の変調済み光信号を受信器３２５へ伝える。ＬＯ及び信号ポート３２７は、波長λ１の未変調光信号をＬＯ及び信号ファイバ３３３へ伝え、波長λ１の変調済み光信号をスプリッタ３２０へ伝える。ＬＯ及び信号ポート３３０は、波長λ２の未変調光信号をスプリッタ３１５へ伝え、波長λ２の変調済み光信号をＬＯ及び信号ファイバ３３５へ伝える。
【００４３】
ＬＯ及び信号ファイバ３３３は、波長λ１のＬＯ光信号をノード３０３からノード３３７へ伝達し、波長λ１の変調済み光信号をノード３３７からノード３０３へ伝達する。ＬＯ及び信号ファイバ３３５は、波長λ２のＬＯ光信号をノード３３７からノード３０３へ伝達し、波長λ２の変調済み光信号をノード３０３からノード３３７へ伝達する。ＬＯ及び信号ファイバ３３３、３３５は、短距離ネットワークについては、任意の適切な距離であり得る。
【００４４】
ノード３３７は、受信器３５０、変調器３５５、ＡＤＣ及びＤＳＰ３５７、レーザ３６０、並びにインタフェースＩＣ３６３を有する。これらはそれぞれ、受信器１１５、変調器１３５、ＡＤＣ及びＤＳＰ１１０、レーザ１０５、並びにインタフェースＩＣ１０７と同様である。加えて、ノード３３７は、ＬＯ及び信号ポート３２７、３３０、並びに、スプリッタ３４５、３４７、３５３を有する。ＬＯ及び信号ポート３４０は、波長λ１の変調済み光信号をＬＯ及び信号ファイバ３３３へ伝え、波長λ１の未変調光信号をスプリッタ３５３へ伝える。ＬＯ及び信号ポート３４３は、波長λ２の変調済み光信号をスプリッタ３４５へ伝え、波長λ２の未変調光信号をＬＯ及び信号ファイバ３３５へ伝える。スプリッタ３４５は、波長λ２のＬＯ光信号をＬＯ及び信号ポート３４３へ伝え、波長λ２の変調済み光信号を受信器３５０へ伝える。スプリッタ３４７は、レーザ３６０から進んでくる入力光信号を波長λ２のＬＯ光信号と、波長λ２の未変調光信号とに分割し、波長λ２のＬＯ光信号を受信器３５０へ伝え、波長λ２の未変調光信号をスプリッタ３４５へ伝える。スプリッタ３５３は、波長λ１の未変調光信号を変調器３５５へ伝え、波長λ１の変調済み光信号をＬＯ及び信号ポート３４０へ伝える。
【００４５】
第１動作において、レーザ３０５は、波長λ１の入力光信号をスプリッタ３１７に向けて照射する。スプリッタ３１７は、入力光信号を、両方とも波長λ１のＬＯ光信号と未変調光信号とに分割する。スプリッタ３１７は、波長λ１の未変調光信号をスプリッタ３２０へ伝え、波長λ１のＬＯ光信号を受信器３２５へ伝える。スプリッタ３２０は、波長λ１の未変調光信号をＬＯ及び信号ポート３２７へ、及び、ＬＯ及び信号ファイバ３３３に向けて伝える。スプリッタ３５３は、波長λ１の未変調光信号をＬＯ及び信号ファイバ３３３、並びにＬＯ及び信号ポート３４０から受信し、波長λ１の未変調光信号を変調器３５５へ伝える。変調器３５５は、波長λ１の未変調光信号をスプリッタ３５３から受信し、電気データ信号をインタフェースＩＣ３６３から受信する。変調器３５５は、変調済み光信号を生成するべく、電気データ信号に基づく振幅情報及び位相情報の両方を使用して、波長λ１の未変調光信号を変調し、次に、波長λ１の変調済み光信号をスプリッタ３５３へ伝える。スプリッタ３５３は、波長λ１の変調済み光信号をＬＯ及び信号ポート３４０へ、並びに、ＬＯ及び信号ファイバ３３３に向けて伝える。
【００４６】
スプリッタ３２０は、波長λ１の変調済み光信号をＬＯ及び信号ファイバ３３３、並びにＬＯ及び信号ポート３２７から受信し、波長λ１の変調済み光信号を受信器３２５へ伝える。受信器３２５は、波長λ１のＬＯ光信号をスプリッタ３１７から受信し、波長λ１の変調済み光信号をスプリッタ３２０から受信する。受信器３２５は、アナログ検出信号を判定するために、波長λ１のＬＯ光信号を使用して、波長λ１の変調済み光信号のコヒーレント検出を実行する。具体的には、受信器３２５は、ＬＯ光信号及び変調済み光信号から構成される混合信号から振幅情報を検出する。受信器３２５は、アナログ検出信号をＡＤＣ及びＤＳＰ３１３のＡＤＣ部へ伝え、ＡＤＣ部は、アナログ検出信号をデジタル検出信号に変換する。ＡＤＣ及びＤＳＰ３１３のＤＳＰ部は、振幅情報及び位相情報の両方を受信データとして取得するべく、デジタル検出信号を処理する。ＡＤＣ及びＤＳＰ３１３は、受信データを、更なる処理のためにインタフェースＩＣ３０７へ送信する。
【００４７】
第２動作において、レーザ３６０は、スプリッタ３４７に向けて波長λ２の入力光信号を照射する。スプリッタ３４７は、入力光信号を、両方とも波長がλ２であるＬＯ光信号と未変調光信号とに分割する。スプリッタ３４７は、波長λ２の未変調光信号をスプリッタ３４５へ伝え、波長λ２のＬＯ光信号を受信器３５０へ伝える。スプリッタ３４５は、波長λ２の未変調光信号を、ＬＯ及び信号ポート３４３、並びに、ＬＯ及び信号ファイバ３３５に向けて伝える。スプリッタ３１５は、波長λ２の未変調光信号を、ＬＯ及び信号ファイバ３３５、並びに、ＬＯ及び信号ポート３３０から受信し、波長λ２の未変調光信号を変調器３１０へ伝える。変調器３１０は、波長λ２の未変調光信号をスプリッタ３１５から受信し、電気データ信号をインタフェースＩＣ３０７から受信する。変調器３１０は、変調済み光信号を生成するべく、電気データ信号に基づく振幅情報及び位相情報の両方を使用して、波長λ２の未変調光信号を変調し、次に、波長λ２の変調済み光信号をスプリッタ３１５へ伝える。スプリッタ３１５は、波長λ２の変調済み光信号を、ＬＯ及び信号ポート３３０へ、並びに、ＬＯ及び信号ファイバ３３５に向けて伝える。
【００４８】
スプリッタ３４５は、波長λ２の変調済み光信号を、ＬＯ及び信号ファイバ３３５、並びにＬＯ及び信号ポート３４３から受信し、波長λ２の変調済み光信号を受信器３５０へ伝える。受信器３５０は、波長λ２のＬＯ光信号をスプリッタ３４７から受信し、波長λ２の変調済み光信号をスプリッタ３４５から受信する。受信器３５０は、アナログ検出信号を判定するために、波長λ２のＬＯ光信号を使用して、波長λ２の変調済み光信号のコヒーレント検出を実行する。具体的には、受信器３５０は、ＬＯ光信号及び変調済み光信号から構成される混合信号から振幅情報を検出する。受信器３５０は、アナログ検出信号をＡＤＣ及びＤＳＰ３５７のＡＤＣ部へ伝え、ＡＤＣ部は、アナログ検出信号をデジタル検出信号に変換する。ＡＤＣ及びＤＳＰ３５７のＤＳＰ部は、振幅情報及び位相情報の両方を受信データとして取得するべく、デジタル検出信号を処理する。ＡＤＣ及びＤＳＰ３５７は、受信データを、更なる処理のためにインタフェースＩＣ３６３へ送信する。
【００４９】
２つの例によって示されるように、波長λ１のＬＯ光信号、及び、波長λ１の変調済み光信号は、ＬＯ及び信号ファイバ３３３内のみにおいて進み、一方、波長λ２のＬＯ光信号、及び、波長λ２の変調済み光信号は、ＬＯ及び信号ファイバ３３５内のみにおいて進む。その結果、２つの変調済み光信号は、同一の媒体内に進まず、干渉しない。これにより、２つの変調済み光信号の間で発生するブロードバンド後方反射干渉ノイズが無くなるか、又は大幅に低減する。従って、レーザ３０５、３６０は、同一波長又は異なる波長の光信号を照射し得て、これにより、設計の柔軟性が改善し、ネットワーク管理が簡略化され、在庫費用が低減する。
【００５０】
システム３００では、ブロードバンド反射干渉ノイズが無くなるか、又は大幅に低減されるが、システム３００は、他のナローバンドノイズを受け得る。第１に、ＬＯ光信号は、変調済み光信号と衝突するだけでなく、ＬＯ及び信号ファイバ３３３、３３５内におけるコネクタからの後方反射に起因して、それ自身とも衝突する。そのナローバンド後方反射ノイズの帯域幅（通常は１００ｋＨｚより小さい）は、主に、ＬＯ光信号及び変調済み光信号の偏光回転の速度に依存する。第２に、レーザ３０５、３６０のモードホッピング効果は、帯域幅が１メガヘルツ（ＭＨｚ）より小さいナローバンド強度ノイズに寄与する。受信器３２５、３５０は、アナログ領域において低速インダクタ、抵抗器、キャパシタ（ＬＲＣ）回路を含めることによって、又は、デジタル領域においてＤＳＰを使用することによって、両方の種類のノイズを無くすか、大幅に低減し得る。
【００５１】
図４は、本開示の実施形態に係る更に別の光通信システム４００の模式図である。システム４００は、一般的に、ＬＯ及び信号ファイバ４３３並びに信号ファイバ４３５を介して互いに結合されるノード４０３及びノード４３７を備える。ノード４０３からノード４３７への第１方向は、ダウンストリーム方向と称され、ノード４３７からノード４０３への第２方向は、アップストリーム方向と称される。システム４００は、変調済み光信号がダウンストリーム及びアップストリームの両方の方向に進むので、システム３００と同様に、双方向システムである。しかしながら、システム３００と異なり、システム４００は、単一のレーザ（レーザ４０５）のみを備える。ノード４０３、４３７は、短距離光ネットワークを構成し得る。
【００５２】
ノード４０３は、レーザ４０５、インタフェースＩＣ４０７、変調器４１３、ＡＤＣ及びＤＳＰ４１５、並びに受信器４２５を有する。これらはそれぞれ、レーザ１０５、インタフェースＩＣ１０７、変調器１３５、ＡＤＣ及びＤＳＰ１１０、並びに受信器１１５と同様である。レーザ４０５は、システム４００における唯一の光信号源であり、従って、ノード４０３及びノード４３７の両方に集中型光源を提供する。加えて、ノード４０３は、スプリッタ４１０、４１７、４２０、ＬＯ及び信号ポート４２７、並びに信号ポート４３０を有する。
【００５３】
ＬＯ及び信号ファイバ４３３は、波長λのＬＯ光信号をノード４０３からノード４３７へ伝達し、波長λの変調済み光信号をノード４３７からノード４０３へ伝達する。信号ファイバ４３５は、波長λの変調済み光信号をノード４０３からノード４３７へ伝達する。ＬＯ及び信号ファイバ４３３、並びに信号ファイバ４３５は、短距離ネットワークについては、任意の適切な距離であり得る。
【００５４】
ノード４３７は、受信器４５０、変調器４５３、ＡＤＣ及びＤＳＰ４５５、並びに、インタフェースＩＣ４５７を有する。これらはそれぞれ、受信器１１５、変調器１３５、ＡＤＣ及びＤＳＰ１１０、並びにインタフェースＩＣ１０７と同様である。ノード４３７はレーザを有しない。加えて、ノード４３７は、ＬＯ及び信号ポート４４０、信号ポート４４３、並びにスプリッタ４４５、４４７を有する。挿入損失を低減するために、光サーキュレータがスプリッタ４２０、４４７と置き換わり得る。加えて、反射型変調器がスプリッタ４４７及び変調器４５３と置き換わり得る。
【００５５】
第１の例において、レーザ４０５は、波長λの入力光信号をスプリッタ４１０に向けて照射する。スプリッタ４１０は、入力光信号を、両方とも波長がλであるＬＯ光信号と未変調光信号とに分割する。スプリッタ４１０は、波長λの未変調光信号を変調器４１３へ伝え、波長λのＬＯ光信号をスプリッタ４１７へ伝える。変調器４１３は、波長λの未変調光信号をスプリッタ４１０から受信し、電気データ信号をインタフェースＩＣ４０７から受信する。変調器４１３は、変調済み光信号を生成するべく、電気データ信号に基づく振幅情報及び位相情報の両方を使用して、波長λの未変調光信号を変調し、次に、波長λの変調済み光信号を信号ポート４３０へ、及び信号ファイバ４３５に向けて伝える。スプリッタ４１７は、波長λのＬＯ光信号をスプリッタ４２０へ伝える。スプリッタ４２０は、波長λのＬＯ光信号をＬＯ及び信号ポート４２７へ、並びに、ＬＯ及び信号ファイバ４３３に向けて伝える。
【００５６】
スプリッタ４４５は、波長λのＬＯ光信号をＬＯ及び信号ファイバ４３３、並びに、ＬＯ及び信号ポート４４０から受信し、波長λのＬＯ光信号を受信器４５０へ伝える。受信器４５０は、波長λのＬＯ光信号をスプリッタ４４５から受信し、波長λの変調済み光信号を信号ファイバ４３５及び信号ポート４４３から受信する。受信器４５０は、アナログ検出信号を判定するために、波長λのＬＯ光信号を使用して波長λの変調済み光信号のコヒーレント検出を実行する。具体的には、受信器４５０は、ＬＯ光信号及び変調済み光信号から構成される混合信号から振幅情報を検出する。受信器４５０は、アナログ検出信号をＡＤＣ及びＤＳＰ４５５のＡＤＣ部へ伝え、ＡＤＣ部は、アナログ検出信号をデジタル検出信号に変換する。ＡＤＣ及びＤＳＰ４５５のＤＳＰ部は、振幅情報及び位相情報の両方を、受信データとして取得するべく、デジタル検出信号を処理する。ＡＤＣ及びＤＳＰ４５５は、受信データを、更なる処理のためにインタフェースＩＣ４５７へ送信する。
【００５７】
第２動作において、レーザ４０５は、波長λの入力光信号をスプリッタ４１０に向けて照射する。スプリッタ４１０は、入力光信号をスプリッタ４１７へ伝える。スプリッタ４１７は、入力光信号を、両方とも波長がλであるＬＯ光信号と未変調光信号とに分割する。スプリッタ４１７は、波長λのＬＯ光信号を受信器４２５へ伝え、波長λの未変調光信号を変調器スプリッタ４２０へ伝える。スプリッタ４２０は、波長λの未変調光信号をＬＯ及び信号ポート４２７へ、並びに、ＬＯ及び信号ファイバ４３３に向けて伝える。スプリッタ４４５は、波長λの未変調光信号をＬＯ及び信号ファイバ４３３、並びに、ＬＯ及び信号ポート４４０から受信し、波長λの未変調光信号をスプリッタ４４７へ伝える。スプリッタ４４７は、波長λの未変調光信号を変調器４５３へ伝える。変調器４５３は、波長λの未変調光信号をスプリッタ４４７から受信し、電気データ信号をインタフェースＩＣ４５７から受信する。変調器４５３は、変調済み光信号を生成するべく、電気データ信号に基づく振幅情報及び位相情報の両方を使用して、波長λの未変調光信号を変調し、次に、波長λの変調済み光信号をスプリッタ４４７へ伝える。スプリッタ４４７は、波長λの変調済み光信号をスプリッタ４４５へ伝える。スプリッタ４４５は、波長λの変調済み光信号をＬＯ及び信号ポート４４０へ、並びに、ＬＯ及び信号ファイバ４３３に向けて伝える。
【００５８】
スプリッタ４２０は、波長λの変調済み光信号をＬＯ及び信号ファイバ４３３、並びに、ＬＯ及び信号ポート４２７から受信し、波長λの変調済み光信号を受信器４２５へ伝える。受信器４２５は、波長λの変調済み光信号をスプリッタ４２０から受信し、波長λのＬＯ光信号をスプリッタ４１７から受信する。受信器４２５は、アナログ検出信号を判定するために、波長λのＬＯ光信号を使用して、波長λの変調済み光信号のコヒーレント検出を実行する。具体的には、受信器４２５は、ＬＯ光信号及び変調済み光信号から構成される混合信号から振幅情報を検出する。受信器４２５は、アナログ検出信号をＡＤＣ及びＤＳＰ４１５のＡＤＣ部へ伝え、ＡＤＣ部は、アナログ検出信号をデジタル検出信号に変換する。ＡＤＣ及びＤＳＰ４１５のＤＳＰ部は、振幅情報及び位相情報の両方を受信データとして取得するべく、デジタル検出信号を処理する。ＡＤＣ及びＤＳＰ４１５は、受信データを、更なる処理のためにインタフェースＩＣ４０７へ送信する。
【００５９】
示されているように、レーザ４０５は、システム４００のための唯一の光信号源である。レーザ４０５は、ノード４０３及びノード４３７の両方にＬＯ光信号及び未変調光信号を提供する。これにより、設計の柔軟性が改善し、ネットワーク管理が簡略化され、在庫費用が低減する。
【００６０】
ノード１０３、１２７、２０３、２２５、３０３、３３７、４０３、４３７は、光ノード、光送受信器、又は光送受信器ノードと称され得る。ノード１０３、２０３、３０３、４０３は更に、マスターノードと称され得る。これらは、中央局（ＣＯ）、光回線終端（ＯＬＴ）、ヘッドエンド、又は他の適切な場所若しくは装置内に位置し得る。ノード１２７、２２５、３３７、４３７は更に、リモートノードと称され得る。これらは、光ネットワークユニット（ＯＮＵ）、光ネットワーク終端（ＯＮＴ）、モバイルフロントホールネットワークにおけるリモートレディオヘッド（ＲＲＨ）、又は、他の適切な場所若しくは装置内に位置し得る。
【００６１】
図５は、実験的セットアップ５００の模式図である。セットアップ５００は、後述の性能指標を提供すべく、上述のシステム１００、２００、３００、４００のモデル化に使用された。セットアップ５００は、レーザ５０５、スプリッタ５１０、ＬＯファイバ５１５、変調器５２０、デジタル‐アナログ変換器（ＤＡＣ）及びドライバ５２５、減衰器５３０、信号ファイバ５４０、受信器５４５、デジタルストアオシロスコープ（ＤＳＯ）、並びにオフラインプロセッサ５５０を備える。
【００６２】
レーザ５０５は、線幅１．５ＭＨｚの非冷却ＤＦＢレーザである。レーザ５０５は、電力が８．５デシベルミリワット（ｄＢｍ）である入力光信号を照射する。スプリッタ５１０は、入力光信号をレーザ５０５から受信し、入力光信号をＬＯ光信号と未変調光信号とに分割し、ＬＯ光信号をセットアップ５００のトップ経路へ伝え、未変調光信号をセットアップ５００のボトム経路へ伝える。トップ経路はＬＯファイバ５１５を含み、ボトム経路は変調器５２０、ＤＡＣ及びドライバ５２５、減衰器５３０、並びに信号ファイバ５４０を含む。
【００６３】
ＤＡＣ及びドライバ５２５は、高速電気データ信号を生成するために、チャネル数が４であってサンプリングレートが５６ギガヘルツ（ＧＨｚ）であるＤＡＣを含む。ＤＡＣ及びドライバ４２５のＤＡＣ部は、約２１５の擬似ランダム２進数列（ＰＲＢＳ）を、２８ギガボー（Ｇｂａｕｄ）の二重偏波、１６値ＱＡＭ（１６−ＱＡＭ）へマッピングし、ＤＡＣ及びドライバ４２５のドライバ部は、信号を変調器５２０へ伝える前に信号を増幅する。変調器５２０は、変調済み光信号を生成するべく、電気データ信号に基づく振幅情報及び位相情報の両方を使用して、波長λの未変調光信号を変調して、次に、変調済み光信号を減衰器５３０へ伝える。減衰器５３０は、ＤＳＯ及びオフラインプロセッサ５５０が受信器５４５の感度を測定できるように、変調済み光信号の電力を調整する。
【００６４】
受信器５４５は、ＬＯファイバ５１５からＬＯ光信号を受信し、変調済み光信号を信号ファイバ５４０から受信する。受信器５４５は、アナログ検出信号を判定するために、ＬＯ光信号を使用して、変調済み光信号のコヒーレント検出を実行する。具体的には、受信器５４５は、ＬＯ光信号及び変調済み光信号から構成される混合信号から振幅情報を検出する。受信器５４５は、アナログ検出信号をＤＳＯ及びオフラインプロセッサ５５０へ伝える。ＤＳＯ及びオフラインプロセッサ５５０のＤＳＯ部は、アナログ検出信号をデジタル検出信号に変換する。ＤＳＯ及びオフラインプロセッサ５５０のオフラインプロセッサ部は、振幅情報及び位相情報をデジタル検出信号から復元する。
【００６５】
図６は、種々のレーザ及び検出方式を使用する、図５におけるセットアップ５００についてのＢＥＲのグラフ６００である。ｘ軸は、受信器５４５によって受信される信号の電力を単位ｄＢｍで表し、ｙ軸は、定数又は任意単位でＢＥＲを表す。正方形、×、ひし形、三角形、垂直線、及び円形のプロットは、レーザ５０５にＤＦＢレーザを使用し、ＳＨＤを使用し、それぞれ、５ｋｍ、４０ｋｍ、６０ｋｍ、８０ｋｍ、１００ｋｍ、及び１４０ｋｍの経路遅延を挿入した結果である。アスタリスクのプロットは、ＥＣＬレーザを使用し、イントラダイン検出を使用し、経路遅延をインサートしない結果である。この文脈において、イントラダイン検出とは、ＬＯ光信号及び未変調光信号に別個のレーザが使用されることを意味する。示されているように、ＤＦＢレーザプロットは、ほぼ同一の性能を示す。言い換えれば、非冷却ＤＦＢレーザ及びＳＨＤの手法は、経路遅延に非常に強い。また、ＤＦＢレーザプロットは、全ての経路遅延について、２ｅ−４のＢＥＲにおいて、約２９．８ｄＢｍの電力を示す。ＥＣＬプロットと比較して、ＤＦＢレーザプロットが示すところによると、ＤＦＢレーザは、ＳＨＤを使用しているとき、わずか約０．６ｄＢｍの電力損失しか生じさせない。
【００６６】
図７は、別の実験的セットアップ７００の模式図である。上述のように、ＬＯ光信号の小さい部分は、ナローバンド後方反射干渉ノイズを生じさせ得る。セットアップ７００は、ナローバンド後方反射干渉ノイズを特徴とする。当該セットアップは、レーザ７１０、偏光保持（ＰＭ）カプラ７２０、トップ経路７３０、カプラ７４０、ファイバパッチコード７５０、フェルールコネクタ／アングルドフィジカルコンタクト（ＦＣ／ＡＰＣ）７６０、ボトム経路７７０、受信器７８０、並びにＤＳＯ及びオフラインプロセッサ７９０を備える。レーザ７１０は、温度制御なしのＤＦＢレーザであり、ＰＭカプラ７２０は、３ｄＢのＰＭカプラである。
【００６７】
レーザ７１０は入力光信号を照射する。ＰＭカプラ７２０は、入力光信号を受信し、入力光信号を第１光信号と第２光信号とに分割し、第１光信号をカプラ７４０へ伝え、第２光信号をボトム経路７７０、及び、受信器７８０に向けて伝える。第２光信号はＬＯ光信号である。カプラ７４０は、第１光信号を第３光信号と第４光信号とに分割し、第３光信号及び第４光信号をファイバパッチコード７５０へ伝える。ＦＣ／ＡＰＣアダプタ７６０は、ファイバパッチコード７５０の終端となるので、ＦＣ／ＡＰＣアダプタ７６０からの反射は、カプラ７４０へ戻る。カプラ７４０は、反射を第５光信号にまとめ、次に、第５光信号をトップ経路７３０へ、及び、受信器７８０に向けて伝える。第５光信号は、ナローバンド後方反射干渉ノイズを表す。
【００６８】
受信器７８０は、第５光信号をトップ経路７３０から受信し、ＬＯ光信号をボトム経路７７０から受信する。受信器７８０は、アナログ検出信号を判定するために、ＬＯ光信号を使用して第５光信号のコヒーレント検出を実行する。具体的には、受信器７８０は、ＬＯ光信号及び第５光信号から構成される混合信号から振幅情報を検出する。受信器７８０は、アナログ検出信号をＤＳＯ及びオフラインプロセッサ７８０へ伝える。ＤＳＯ及びオフラインプロセッサ７８０のＤＳＯ部は、アナログ検出信号をデジタル検出信号に変換する。ＤＳＯ及びオフラインプロセッサのオフラインプロセッサ部は、振幅情報及び位相情報をデジタル検出信号から復元する。
【００６９】
図８は、図７におけるセットアップ７００についてのノイズのＦＦＴスペクトルのグラフ８００である。ｘ軸は、周波数をＭＨｚで表し、ｙ軸は、任意単位を表す。示されているように、スペクトルは、中心ピークと、その中心ピークの２つのサイドローブを含む。中心ピークの線幅は約１０ｋＨｚである。中心ピークは、偏光回転及び温度変化などの低速効果に起因する。サイドローブは、モードホッピングからの振幅の変動に起因し得る。ノイズの合計帯域幅は、約１ＭＨｚである。これは、アナログ領域におけるＬＲＣ回路によって、又は、デジタル領域におけるＤＳＰを使用することによって無くなるか、又は大幅に低減し得る。
【００７０】
図９は、本開示の実施形態に係る、ＳＨＤ及びリモート変調の方法９００を示すフローチャートである。システム４００におけるノード４０３は、任意の適切なとき、方法９００を実装し得る。段階９１０において、ある波長の第１入力光が照射される。例えば、レーザ４０５は、波長λの第１入力光を照射する。段階９２０において、第１入力光は、第１未変調光信号と第１ＬＯ光信号とに分割される。第１未変調光信号及び第１ＬＯ光信号は、当該波長である。例えば、スプリッタ４１０は、入力光を、両方とも波長λである第１未変調光信号と第１ＬＯ光信号とに分割する。段階９３０において、第１未変調光信号が変調され、当該波長の第１変調済み光信号を生成する。例えば、変調器４１３は、第１未変調光信号を変調し、波長λの第１変調済み光信号を生成する。最後に、段階９４０において、第２光送受信器ノードにおけるＳＨＤのために、第１ＬＯ光信号及び第１変調済み光信号は第２光送受信器ノードへ送信される。例えば、ＬＯ及び信号ポート４２７は、第１ＬＯ光信号をノード４３７へ送信し、信号ポート４３０は、第１変調済み光信号をノード４３７へ送信する。方法９００は、図４に関連して上述された第１動作のように、トラフィックをダウンストリームへ誘導するための方法である。別の方法は、図４に関連して上述された第２動作のように、トラフィックをアップストリームへ誘導するための方法である。
【００７１】
図１０は、本開示の実施形態に係るネットワークデバイス１０００の模式図である。デバイス１０００は、例えば、システム１００、２００、３００、４００、及び、セットアップ５００、７００のコンポーネントなどの、開示される上述の実施形態を実装することに適している。デバイス１０００は、データを受信するための入口ポート１０１０及び受信器ユニット（Ｒｘ）１０２０と、データを処理するためのプロセッサ、論理ユニット、又は中央処理ユニット（ＣＰＵ）１０３０と、データを送信するための送受信器ユニット（Ｔｘ）１０４０及び出口ポート１０５０と、データを記憶するためのメモリ１０６０とを有する。また、デバイス１０００は、光信号又は電気信号の出口又は入口のために、入口ポート１０１０、受信器ユニット１０２０、送受信器ユニット１０４０、及び出口ポート１０５０に結合された光‐電気（ＯＥ）コンポーネント及び電気‐光（ＥＯ）コンポーネントを有し得る。
【００７２】
プロセッサ１０３０は、ハードウェア、ミドルウェア、ファームウェア、及びソフトウェアの任意の適切な組み合わせによって実装される。プロセッサ１０３０は、１又は複数のＣＰＵチップ、コア（例えば、マルチコアプロセッサなど）、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、及びデジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）として実装され得る。プロセッサ１０３０は、入口ポート１０１０、受信器ユニット１０２０、送受信器ユニット１０４０、出口ポート１０５０、及びメモリ１０６０と通信する。
【００７３】
メモリ１０６０は、１又は複数のディスク、テープドライブ、及びソリッドステートドライブを含み、プログラムが実行のために選択されるときにそのようなプログラムを記憶するために、並びに、プログラム実行中に読み出される命令及びデータを記憶するために、オーバフローデータのストレージデバイスとして使用され得る。メモリ１０６０は、揮発性及び不揮発性であり得て、リードオンリメモリ（ＲＯＭ）、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、三値連想メモリ（ＴＣＡＭ）、又はスタティックランダムアクセスメモリ（ＳＲＡＭ）であり得る。
【００７４】
第１コンポーネントと第２コンポーネントとの間に、配線、トレース、又は他の媒体を除く、介在するコンポーネントが存在しないとき、第１コンポーネントは、第２コンポーネントに直接的に結合される。第１コンポーネントと第２コンポーネントとの間に、配線、トレース、又は別の媒体以外に、介在するコンポーネントが存在するとき、第１コンポーネントは、第２コンポーネントに間接的に結合される。「結合」という用語、及びその派生は、直接的に結合されること、及び、間接的に結合されることの両方を含む。
【００７５】
「約」という用語の使用は、別段の記載が無い限り、後に続く数の±１０％を含む範囲を意味する。本開示において、複数の実施形態が提供されたが、開示されるシステム及び方法は、本開示の思想又は範囲から逸脱することなく、多くの他の具体的な形態で具現化され得ることを理解されたい。本例は、限定的なものではなく、例示的なものと見なされるべきであり、本明細書に提供される詳細に限定する意図は無い。例えば、様々な要素又はコンポーネントが別のシステム内において組み合わされ得るか、若しくは、統合され得る。又は、特定の特徴は省略され得るか、若しくは、実装されないことがあり得る。
【００７６】
加えて、様々な実施形態において、ディスクリート又は別個のものとして説明及び示される技法、システム、サブシステム、及び方法は、本開示の範囲を逸脱することなく、他のシステム、コンポーネント、技法、又は方法と組み合わされ得るか、又は統合され得る。結合されている、若しくは直接結合されている、又は、互いに通信するものとして示されている、又は説明されている他の項目は、電気的であれ、機械的であれ、又は他の方式であれ、いくつかのインタフェース、デバイス、又は仲介コンポーネントを介して、間接的に結合又は通信し得る。変更、置き換え、及び修正の他の例は、当業者によって確認可能であり、それらは、本明細書において開示される思想及び範囲から逸脱することなく行われ得る。
【図１】
0006636540.tif 000002
【図２】
0006636540.tif 000003
【図３】
0006636540.tif 000004
【図４】
0006636540.tif 000005
【図５】
0006636540.tif 000006
【図６】
0006636540.tif 000007
【図７】
0006636540.tif 000008
【図８】
0006636540.tif 000009
【図９】
0006636540.tif 000010
【図１０】
0006636540.tif 000011