JP6357742B2 - 相補型電力変調を使用する帯域内管理データ変調 - Google Patents

Description

ここに開示される実施形態は、光通信ネットワークにおける管理データの帯域内変調に関する。

電気通信システム、ケーブルテレビジョンシステム、およびデータ通信ネットワークは、遠隔地点間で大量の情報を迅速に搬送するために光ネットワークを使用する。光ネットワークにおいて、情報は、光信号の形態で光ファイバまたは他の光学媒体を介して搬送される。光ネットワークは、光ネットワーク内で種々の動作を行うように構成されている増幅器、分散補償器、多重化／分波（多重分離）フィルタ、波長選択スイッチ、カプラ等の構成要素を含む。光ネットワークは、ソース情報、目的地情報、および経路情報や、光ネットワークの他の管理情報を含む、光ネットワークに関連している任意の数の特性を示す管理データを通信できる。

ここで請求される主題は、いかなる欠点も解決する実施形態または上記のような環境においてのみ動作する実施形態に制限されない。むしろ、この背景は、ここで記述される幾つかの実施形態を実践できる一例としての技術領域を例示するためにのみ提供されているに過ぎない。

実施形態の１つの態様によれば、管理データを光信号上に変調する方法は、管理データに基づいて、光信号の第１偏光成分の第１電力レベルを増加すること、を含む。この方法は、管理データに基づいて、光信号の第２偏光成分の第２電力レベルを減少すること、をさらに含む。第２電力レベルの減少は、光信号の総電力が実質的に一定であるように、第１電力レベルの増加と実質的に同じである。

実施形態の目的と利点は、少なくとも請求項において特に指摘される要素、特徴、およびその組み合わせにより実現かつ達成できる。前記の一般的な記述と、下記の詳細な記述の両者は例であり、説明するためのものであり、請求される本発明を制限するものではないことは理解されるべきである。

実施形態を、付随する図面を使用して、追加的な特徴および詳細とともに記述かつ説明する。

図１Ａは、光ネットワークの例としての実施形態を示している。 図１Ｂは、相補型電力変調を示す例としてのグラフを示している。 図２は、電気ドメインにおいて光信号用の管理データを変調するように構成されている光送信器の例としての実施形態を示している。 図３は、光ドメインにおいて相補型電力変調を行うように構成されている光送信器の例としての実施形態を示している。 図４は、光ドメインにおいて相補型電力変調を行うように構成されている光送信器の他の例としての実施形態を示している。 図５は、光ドメインにおいて相補型電力変調を行うように構成されている光送信器の他の例としての実施形態を示している。 図６は、光信号から管理データを復調するように構成されているコヒーレント光受信器の例としての実施形態を示している。 図７は、相補型電力変調を復調するように構成されている管理データ検出器（ＳＶ検出器）の例としての構成を示している。 図８は、光信号上に管理データを変調するための例としての方法のフローチャートであり、すべてが本開示の幾つかの実施形態に従って配置されている。

本開示の実施形態を、付随する図面を参照して説明する。

図１Ａは、本開示の少なくとも幾つかの実施形態に従って配置されている光ネットワーク１００の実施形態の例を示している。一般的に、光ネットワーク１００は、光ネットワークのメインデータを搬送するために使用される同じ波長帯域またはチャネル内で管理データを通信できるように構成され、これを「帯域内管理信号方式」と称する。管理データは、それに制限されるわけではないが、ソース情報、目的地情報、および経路情報、および光ネットワークの他の管理情報を含む、光ネットワーク１００の管理に関連している情報を含む。幾つかの実施形態においては、管理データは、光ネットワーク１００内の光信号の経路エラーを検出するために使用される。

下記に更に詳細に記述するように、光ネットワーク１００は、帯域内管理データ変調を、管理データの制御チャネル変調を通して、管理データのシンボルレート（例えば、幾つかの実施形態における数十メガボー（Ｍｂａｕｄ）未満のレート）と比較して相対的に高速なシンボルレート（例えば、幾つかの実施形態における数ギガボー（Ｇｂａｕｄ）を超えるレート）においてメインデータも搬送する光信号上に行う。光ネットワーク１００の１つ以上のノード１０２は、メインデータに関連しているオーバヘッドを使用することなく管理データを変調するように構成される。更に、帯域内管理データ変調は、光信号を生成するノード１０２の光送信器のレーザの位相および／または周波数のドリフトによる、光信号の電力の変動がほとんどまたは全くなく、および、管理データに対する影響がほとんどまたは全くないように行う。

帯域内管理データ変調は、光学ドメインまたは電気ドメインで実現される。光学ドメインで実現する場合は、１つ以上の「追加的」光学構成要素が、ノード１０２の光送信器における帯域内管理データ変調を達成するために設けられるが、それらの光学構成要素は、帯域内管理データ変調が電気ドメインで実現される実施形態においては設けられない。同様に、光ネットワーク１００のノード１０２の１つ以上の受信器は、光学ドメインまたは電気ドメインにおいて管理データを復調するように構成される。下記に更に詳細に記述されるように、同じまたは他の実施形態においては、１つ以上のノード１０２の管理データ検出器（「ＳＶ検出器」）は、管理データを復調するように構成される。電気ドメインで実現されるときは、光学ドメインにおいて管理データを復調するために使用される１つ以上の「追加的」光学構成要素は省略される。

例示した実施形態において、光ネットワーク１００はメッシュ光ネットワークとして示されている。しかし、光ネットワーク１００は、ターミナルノードを有する二地点間光ネットワーク、リング光ネットワーク、メッシュ光ネットワーク、または、任意の他の適切な光ネットワーク、または光ネットワークの組み合わせを含む任意の適切な光ネットワークであってよい。

ノード１０２は、光ファイバで搬送される光信号を介して、互いに情報を通信するように構成できる。光信号は、情報を有する１つ以上の光のビームを、光のビームが、情報の搬送波（「キャリア」とも呼ばれる）として作用するように変調することにより生成される。任意の適切な変調方式が、情報を符号化するために使用され、この中には、それらに制限されるわけではないが、二重偏光四位相偏移変調（ＤＰ−ＱＰＳＫ）方式、ＤＰ−８ＰＳＫ変調方式、ＤＰ−１６ＰＳＫ変調方式、または任意の適用可能な二重偏光直交振幅変調（ＤＰ−ＱＡＭ）方式（例えば、ＤＰ−ＱＡＭ、ＤＰ−８ＱＡＭ、ＤＰ−１６ＱＡＭなど）を含む二重偏光（ＤＰ）変調方式のような、任意の適切な偏光多重化または二重偏光変調方式が含まれる。

各光ビーム上に変調された情報は、メインデータと管理データを含む。メインデータは、顧客データ、または、例えば、光ネットワーク１００のユーザによる使用のために光ネットワーク１００を通して送信された他のデータを含む。前述したように、管理データは、光ネットワーク１００の管理に関連している情報を含み、その例は上記に示した。図２〜５に関して下記に詳細に記述されるように、ノード１０２の１つ以上の光送信器は、管理データのシンボルレートが、メインデータのシンボルレートと比較して相対的に遅くなるように、光信号上に管理データを変調するように構成される。相対的に低速な管理データのシンボルレートは、管理データの光信号上の帯域内送信が、これもまた光信号上で送信されるメインデータとほとんどまたは全く干渉しないようにすることを可能にする。

低速な帯域内変調は、直交偏光成分間の相補型電力変調（「相補型電力変調」とも称され、図１Ｂに関して記述されている）を含む１つ以上の変調方式を使用して行う。下記に図２〜５に関して詳細に検討されるように、１つ以上の光送信器を、幾つかの実施形態においては、電気ドメインにおいて管理データを変調するように構成され、代替の実施形態においては、光ドメインにおいて管理データを変調するように構成される。

図１Ｂは、相補型電力変調を示す例としてのグラフ１２０と１２２を示しており、本開示の少なくとも幾つかの実施形態に従って配置されている。管理データの相補型電力変調に対しては、直交偏光方向を有している光信号の成分（例えば、Ｘ偏光を有している成分とＹ偏光を有している成分）の電力を、管理データに基づいて変えることにより、管理データは、相対的に遅いシンボルレート（光信号上で変調されたメインデータのシンボルレートと比較して）で、光信号上で変調される。１つの偏光成分に関連している信号の電力における増加または減少は、直交偏光成分に関連している信号の電力における減少または増加それぞれに対応する。従って、光信号の総電力は実質的に一定である。

例えば、図１Ｂのグラフ１２０と１２２において示されているように、時間ｔ₁の前の時間において、光信号のＹ偏光成分１１３は、その上で変調された管理データに基づいて、光信号のＸ偏光成分１１４よりも高い電力レベルを有する。時間ｔ₁において、管理データにおける変更に従って、Ｘ偏光成分１１４の電力は増加され、Ｙ偏光成分１１３の電力は減少される。図１Ｂは、光信号の直交偏光成分の電力レベルを変更することにより、光信号上へどのようにして管理データを変調できるかを例示している。更に、グラフ１２０と１２２により例示されているように、時間ｔ₁において、Ｘ偏光成分１１４の電力は、Ｙ偏光成分１１３の電力における減少と同じ程度だけ増加される。従って、光信号の総電力（図１Ｂにおいては「総電力」として示されている）は、グラフ１２２に示されているように実質的に一定である。

更に、管理データは、Ｔ_SVの管理データシンボル周期と関連している変調レートを有し、メインデータは、Ｔ_dのメインデータシンボル周期に関連している変調レートを有する。グラフ１２０と１２２により例示されているように、管理データシンボル周期Ｔ_SVは、相対的に遅い帯域内管理データ変調レート（メインデータシンボルレートと比較して）により、メインデータシンボル周期Ｔ_dよりも実質的に長い。遅い相補型電力変調のために、各偏光成分における変調深度は、相対的に小さく、変調深度が、メインデータの性能をほとんどまたは全く落とさないようにする。従って、そのような実施形態は、光信号上の管理データの帯域内送信が、これもまた光信号上で送信されるメインデータとの干渉をほとんどまたは全く起こさないようする。

図１Ｂに関して記述した相補型電力変調の実施形態に対しては、本開示の範囲を逸脱することなく変形、追加、または省略を行うことができる。例えば、グラフ１２０と１２２は、相補型電力変調の単なる概念的描写である。光信号の直交偏光方向に関連している異なる成分の電力における増加と減少の実際の程度は、特別な設計上の制約と考慮に従って変化する。更に、Ｘ偏光成分１１４とＹ偏光成分１１３の方向とラベルは、単に２つの成分の偏光方向が互いに対して実質的に直交し得るということを示しているに過ぎない。２つの直交ＸおよびＹ偏光成分の実際の方向は変化する。

図１Ａに戻って、上記のように、１つ以上のノード１０２は、上述したような相補型電力変調を使用して光信号上へ変調された管理データを復調するように構成されている１つ以上の受信器および／またはＳＶ検出器を含む。従って、１つ以上の受信器は、光信号から管理データを復調して抽出するように構成されているコヒーレント光受信器を含む（図６に関して記述されている）。同じ、または代替の実施形態において、１つ以上のＳＶ検出器は、光信号のタップ信号を受信して、タップ信号から直交偏光成分を分離するように構成されている同調可能フィルタと、偏光計と、信号プロセッサと、を含み、管理データが、タップ信号から検出且つ抽出される（図７に関して詳細に記述されている）。幾つかの実施形態において、ＳＶ検出器は、光受信器に含み、他の実施形態において、ＳＶ検出器は、光受信器とは別である。

従って、光ネットワーク１００は、管理データシンボルレートと比較して、相対的に速いシンボルレートでメインデータも搬送している光信号上へ、相対的に遅いシンボルレートで管理データを変調するように構成される。そのような構成により、（１）管理データの低速の検出が可能になり、（２）帯域内管理データの変調、送信、および復調のための追加的な光学構成要素を含まないことが可能になり（幾つかの実施形態において）、（３）メインデータに関連しているオーバヘッドを使用しないことが可能になり、（４）同じ光信号上で送信される管理データとメインデータ間の干渉がほとんどまたは全くないようにすることが可能になり、（５）光信号の総電力においてほとんどまたは全くバラツキを生じさせないことが可能になる。

光ネットワーク１００に対しては、本開示の範囲を逸脱することなく変形、追加、または省略を行うことができる。例えば、光ネットワーク１００は、示されたものよりも、より多くのまたはより少ないノード１０２を含んでもよい。更に、各ノード１０２は、異なる機能を有してもよい。また、上記のようにメッシュ光ネットワークとして示されているが、光ネットワーク１００は、リングまたは二地点間光ネットワークのような、光信号を送信するための任意の適切な光ネットワークであってもよい。

上記のように、光受信器は、光信号の生成に先立って、電気ドメインにおいて光信号に対して管理データを変調するように構成される。図２は、電気ドメインにおいて光信号に対して管理データを変調するように構成されている光送信器２０２の例としての実施形態を示しており、本開示の少なくとも幾つかの実施形態に従って配置されている。図１Ａの１つ以上のノード１０２は、例えば、１つ以上の光送信器２０２を含む。例示されている実施形態においては、光送信器２０２はＤＰ−ＱＰＳＫ変調を行うように構成される。しかし、下記に記述される帯域内管理データ変調を行うための同じ原理を、任意の適用可能な偏光多重化または二重偏光変調方式を行うように構成されている任意の光送信器に関して適用してもよい。

光送信器２０２は、チャネルに関連している特別な波長範囲内において光のビームを生成するように構成されているレーザ２０６または他の光信号源を含む。幾つかの実施形態においては、レーザ２０６は、１つ以上の波長範囲に関連していてもしていなくてもよい１つ以上の波長範囲にわたって同調する。レーザ２０６により生成された光のビームは、キャリアの役割を果たすことが可能な２つの光のビームに分割できるスプリッタ（ＳＰ）２０８に向けられる。スプリッタ２０８は、ビームの１つを、光Ｉ（同相）Ｑ（直角位相）変調器（以後、「ＩＱ変調器」と呼ぶ）２１０に向ける。スプリッタ２０８は、他のビームをＩＱ変調器２１１に向ける。

ＩＱ変調器２１０は、電気駆動信号ＸＩ’（下記に更に詳細に説明する）と電気駆動信号ＸＱ’（下記に更に詳細に説明する）に関連しているデータを、ＩＱ変調器２１０で受信したビーム上に変調して、二重偏光（または偏光多重化）光信号の第１偏光成分を生成するように構成される。同様に、ＩＱ変調器２１１は、電気駆動信号ＹＩ’（下記に更に詳細に説明する）と電気駆動信号ＹＱ’（下記に更に詳細に説明する）に関連しているデータを、ＩＱ変調器２１１で受信したビーム上に変調して、二重偏光（または偏光多重化）光信号の第２偏光成分を生成するように構成される。

例示されている実施形態においては、第２偏光成分は、半波長板２１３に向けられる。半波長板２１３は、第２偏光成分の偏光が、第１偏光成分の偏光に対して直角となるように、ＤＰ−ＱＰＳＫ変調方式に従って、第２偏光成分の偏光を回転するように構成される。例示されている実施形態においては、変調されたデータをその上に有している回転された第２偏光成分はＹ偏光方向を有し、Ｙ偏光信号と称する。Ｙ偏光信号と実質的に直交している偏光を有し、変調されたデータをその上に有している第１偏光成分は、従って、Ｘ偏光方向を有し、Ｘ偏光信号と称する。ＸおよびＹ偏光信号は、偏光ビーム結合器（ＰＢＣ）２１４に向けられる。

ＰＢＣ２１４は、ＸおよびＹ偏光信号を、ＸおよびＹ偏光信号両者を含むキャリアを有する単一の光信号に合成するように構成されている任意のシステム、装置、または機器を含む。従って、ＰＢＣ２１４から出射する光のビームは、それぞれがＸおよびＹ偏光信号を含むＸおよびＹ偏光成分を有する光信号を含む。同じまたは代替の実施形態においては、変調されたＸおよびＹ偏光信号はそれぞれ、ＰＢＣ２１４に向けられる前に、リターンツーゼロ（ＲＺ）パルスカーバ（図２においては明示されてない）に向けられる。更に他の実施形態においては、ＲＺパルスカーバは、スプリッタ２０８の前の光送信器２０２に含まれてもよい。

電気駆動信号ＸＱ’、ＸＩ’、ＹＱ’、およびＹＩ’は、管理（ＳＶ）データ２１６と統合されたメインデータ２１８を含む。例示されている実施形態においては、メインデータ２１８は、ＤＰ−ＱＰＳＫ変調方式に従う同相Ｘ偏光データ（ＸＩ）と直角位相Ｘ偏光データ（ＸＱ）を含むＸ偏光データと共に、同相Ｙ偏光データ（ＹＩ）と直角位相Ｙ偏光データ（ＹＱ）を含むＹ偏光データを含む。

光送信器２０２の処理ユニット２２０は、管理データ２１６を、ＸＩ、ＸＱ、ＹＩ、およびＹＱを含むＸおよびＹ偏光データを含むメインデータ２１８と統合して、メインデータ２１８と管理データ２１６の両者を含む駆動信号ＸＱ’、ＸＩ’、ＹＱ’、およびＹＩ’を生成するように構成される。上述のように、ＩＱ変調器２１０は、駆動信号ＸＱ’とＸＩ’を、ＩＱ変調器２１０により受信されたビーム上に変調し、ＩＱ変調器は２１１は、駆動信号ＹＱ’とＹＩ’を、ＩＱ変調器２１１により受信されたビーム上に変調する。

処理ユニット２２０は、下記に記述するように、処理ユニット２２０の動作を行うように構成されている任意の適切なシステム、装置、または機器を含む。例えば、処理ユニット２２０は、プロセッサと、プロセッサに通信可能に結合されている１つ以上のコンピュータ読取り可能記憶媒体を含む。１つ以上のコンピュータ読取り可能記憶媒体は、処理ユニット２２０のプロセッサにより読み取りできる処理ユニット２２０の動作を行うための指示を含む。代替的に、または追加的に、処理ユニット２２０は、ＩＱ変調器２１０と２１１それぞれにより受信された信号がアナログ信号を含むように、デジタル・アナログ変換器（ＤＡＣ）を含むか、またはデジタル・アナログ変換器（ＤＡＣ）に結合される。

本開示の幾つかの実施形態において、処理ユニット２２０は、管理データ２１６の、メインデータ２１８（生成されて光送信器２０２により出射されるときの）を搬送する光信号上への変調が、図１Ｂに関して上記に説明した相補型電力変調であることが明確に示されるように、管理データ２１６をメインデータ２１８と統合するように構成される。例えば、処理ユニット２２０は下記の方程式に基づいて、管理データ２１６の相補型電力変調であることを明確に示す駆動信号ＸＩ’、ＸＱ’、ＹＩ’、およびＹＱ’を生成する時間の関数として、管理データ２１６（ｄ_s（ｔ））に関して、メインデータ２１８と関連しているＸおよびＹ偏光データ（例えば、ＸＩ、ＸＱ、ＹＩ、およびＹＱ）に対して演算を行うように構成される。

ＸＱ’＝（１−ａｄ_s（ｔ））ＸＱ、ＸＩ’＝（１−ａｄ_s（ｔ））ＸＩおよび

ＹＱ’＝（１−ａ（１−ｄ_s（ｔ）））ＹＱ、ＹＩ’＝（１−ａ（１−ｄ_s（ｔ）））ＹＩ
ここで、ａは管理信号の変調深度を決定する定数を含み、ａ²は実質的に１未満である（例えば、ａ²＜＜１）。これらの方程式に基づいて、光信号のＸ偏光（Ｐ_x）とＹ偏光（Ｐ_y）の光電力は、下記のような比例式で表わせる。

Ｐ_x∝｜ＸＩ’＋ｉＸＱ’｜²／｜ＸＩ＋ｉＸＱ｜²≒１−２ａｄ_s（ｔ）、ここでａ²＜＜１および

Ｐ_y∝｜ＹＩ’＋ｉＹＱ’｜²／｜ＹＩ＋ｉＹＱ｜²≒１−２ａ（１−ｄ_s（ｔ））、ここでａ²＜＜１

幾つかの実施形態においては、下記の記述のように、位相偏移変調（ＰＳＫ）を使用して、管理データは、パイロットトーン管理キャリア上へ変調される。管理キャリア波は、幾つかの例においては、数十ＭＨｚ未満であることが可能なキャリア周波数ｆ_sを有する。そのような実施形態において、ＸＩ’、ＸＱ’、ＹＩ’、およびＹＱ’は、下記の方程式に基づいて生成される。

ＸＩ’＝［１＋ａｃｏｓ（２πｆ_sｔ＋πｄ_s（ｔ））］ＸＩ、
ＸＱ’＝［１＋ａｃｏｓ（２πｆ_sｔ＋πｄ_s（ｔ））］ＸＱ、
ＹＩ’＝［１−ａｃｏｓ（２πｆ_sｔ＋πｄ_s（ｔ））］ＸＩ、
ＹＱ’＝［１−ａｃｏｓ（２πｆ_sｔ＋πｄ_s（ｔ））］ＸＱ

管理信号のキャリア周波数に関連している上記の方程式において、光信号のＸ偏光およびＹ偏光の平均光電力Ｐ_xとＰ_yはそれぞれ、下記の比例式で表せる。

Ｐ_x∝１＋２ａｃｏｓ（２πｆ_sｔ＋πｄ_s（ｔ））、ここで、ａ²＜＜１および

Ｐ_y∝１−２ａｃｏｓ（２πｆ_sｔ＋πｄ_s（ｔ））、ここで、ａ²＜＜１

例えば、（１）管理キャリア波があるときと、（２）管理キャリア波がないときの光信号の総電力は、Ｐ_xとＰ_yの合計に等しく、両者の場合に実質的に一定である。

上述したように、ＩＱ変調器２１０と２１１は、光信号に関連しているキャリア上に駆動信号ＸＩ’、ＸＱ’、ＹＩ’、およびＹＱ’を変調する。従って、処理ユニット２２０は、光信号上への管理データ２１６の相補型電力変調として明確に示す電気ドメインにおける上記の演算を行う。

従って、光送信器２０２は、光ネットワーク（例えば、図１の光ネットワーク１００）における送信のためのメインデータ２１８と管理データ２１６を含む光信号を生成するように構成される。上述したように、光送信器２０２は、光信号上の管理データ２１６の相補型電力変調が明確になるように、電気ドメインにおいて管理データ２１６を変調する。従って、光送信器２０２は、光学構成要素を追加することなく光信号上へ管理データ２１６を変調するので、上述した変調を実現するためのコストおよび／または複雑性を削減する。

光送信器２０２に対しては、本開示の範囲を逸脱することなく変形、追加、または省略を行うことができる。例えば、光送信器２０２は、ＤＰ−ＱＰＳＫ変調を行うものとして記述され例示されている。しかし、管理データ２１６の上述した変調は、適用可能な偏光多重化または二重偏光光信号を送信できる任意の光送信器により行われる。更に、管理データ２１６の変調は、電気ドメインにおいて行われると記述したが、光送信器２０２に類似する光送信器は、光ドメインにおいて管理データ２１６の相補型電力変調を行うように構成してもよい。

例えば、下記に示される図３〜５は、下記に説明するように、光ドメインにおいて管理データ３１６、４１６、および５１６の光信号上への相補型電力変調を行うように構成されている光送信器３０２、４０２、および５０２の例としての実施形態を示している。図１Ａのノード１０２の１つ以上の光送信器は、例えば、図３〜５の光送信器３０２、４０２、および５０２のいずれかとして実現される。

図３は、光ドメインにおいて管理データ３１６の相補型電力変調を行うように構成されている光送信器３０２の例としての実施形態を示しており、本開示の少なくとも幾つかの実施形態に従って配置されている。例示されている実施形態において、光送信器３０２は、ＤＰ−ＱＰＳＫ変調を行うように構成される。より一般的には、図３に関して記述した相補型電力変調の実現は、任意の適用可能な偏光多重化または二重偏光変調を行うように構成されている任意の光送信器に関して実現される。

図３の光送信器３０２は、レーザ３０６と、スプリッタ（ＳＰ）３０８と、ＩＱ変調器３１０および３１１と、半波長板３１３と、ＰＢＣ３１４を含み、これらは、図２に関して上述したレーザ２０６と、スプリッタ２０８と、ＩＱ変調器２１０および２１１と、半波長板２１３と、ＰＢＣ２１４それぞれと、動作と配置において実質的に類似している。しかし、下記に記述するように、光送信器３０２は、電気ドメインではなく、光ドメインにおいて管理データ３１６の相補型電力変調を行うように構成される。

ＩＱ変調器３１０および３１１は、ＸＩ、ＸＱ、ＹＩ、およびＹＱを含むメインデータ３１８を、ＩＱ変調器３１０および３１１により受信されたそれぞれのキャリア上へ変調するように構成される。例えば、ＩＱ変調器３１０は、スプリッタ３０８からＩＱ変調器３１０により受信されたキャリア上で、Ｘ偏光データ、ＸＩ、およびＸＱを変調する。更に、ＩＱ変調器３１１は、スプリッタ３０８からＩＱ変調器３１１により受信されたキャリア上で、Ｙ偏光データ、ＹＩ、およびＹＱを変調する。ＩＱ変調器３１０から出射し、Ｘ偏光データと共に変調された、結果としての第１偏光成分は、振幅変調器（ＡＭ）３１５ａに向けられる。同様に、ＩＱ変調器３１１から出射し、Ｙ偏光データと共に変調された、結果としての第２偏光成分は、振幅変調器（ＡＭ）３１５ｂに向けられる。

振幅変調器３１５ａおよび３１５ｂは、第１および第２偏光成分それぞれの電力（つまり、振幅）を調整することにより、管理データ３１６を受信し、第１および第２偏光成分それぞれの上へ管理データ３１６を変調するように構成される。振幅変調器３１５ａおよび３１５ｂは、管理データ３１６を第１および第２偏光成分上それぞれへ変調するときに、１つの偏光成分の電力における増加が、他の偏光成分の電力における実質的に等しい大きさの減少により補償できるように構成される。従って、光送信器３０２から出射する光信号の総電力は実質的に一定である。

例えば、相補型電力変調は、管理データ３１６に関連しているデジタル表示の「１」が光信号のＸ偏光の電力における増加と、光信号のＹ偏光の電力における減少を示し、またはその逆もあるように構成される。このように、幾つかの実施形態においては、管理データ３１６に関連しているデジタル表示「１」に対して、振幅変調器３１５ａは、第１偏光成分（Ｘ偏光を有することができる）の電力を増加するように構成され、振幅変調器３１５ｂは、振幅変調器３１５ａにより提供された電力における増加と実質的に同じ程度の第２偏光成分（半波長板３１３を通過した後のＹ偏光を有することができる）の電力を減少するように構成される。

同様に、相補型電力変調は、管理データ３１６に関連しているデジタル表示の「０」が光信号のＸ偏光の電力における減少と、光信号のＹ偏光の電力における増加と示し、またはその逆もあるように構成される。このように、幾つかの実施形態においては、管理データ３１６に関連しているデジタル表示「０」に対して、振幅変調器３１５ａは、第１偏光成分（Ｘ偏光を有することができる）の電力を減少するように構成され、振幅変調器３１５ｂは、振幅変調器３１５ａにより提供された電力における減少と実質的に同じ程度の第２偏光成分（半波長板３１３を通過した後のＹ偏光を有することができる）の電力を増加するように構成される。

図２の管理データ２１６に関して上述したのと同様に、管理データ３１６の変調レートは、メインデータ３１８の変調レートよりも実質的に遅い。更に、管理データの変調深度は、メインデータが実質的に影響を受けないような遅い変調レートのために、十分に小さい。従って、光信号上の管理データ３１６の送信が、光信号上のメインデータ３１８の送信にほとんどまたは全く干渉しない。

振幅変調器３１５ａは、管理データ３１６とＸ偏光データ両者と共に変調された第１偏光成分をＰＢＣ３１４に向けるように構成される。図２に関して上述したのと同様に、Ｘ偏光データと管理データ３１６と共に変調された第１偏光成分は、Ｘ偏光を有し、Ｘ偏光信号と称される。

振幅変調器３１５ｂは、管理データ３１６とＹ偏光データ両者と共に変調された第２偏光成分を半波長板３１３に向けるように構成される。半波長板３１３は、図２に関して上述したのと同様に、回転され且つ変調された第２偏光成分がＹ偏光信号と称されるように、受信した第２偏光成分にＹ偏光を与えるために、受信した第２偏光成分の偏光を回転する。半波長板３１３は、Ｙ偏光信号をＰＢＣ３１４に向ける。ＰＢＣ３１４は、光ネットワーク上の送信のために、ＸおよびＹ偏光信号を単一の光信号に合成する。従って、光送信器３０２により送信された光信号は、相補型電力変調を使用して変調された管理データ３１６と、ＤＰ−ＱＰＳＫ変調を使用して変調されたメインデータ３１８を含む。

図３に対しては、本開示の範囲を逸脱することなく変形、追加、または省略を行うことができる。例えば、光送信器３０２は、明示されていない他の構成要素（例えば、光送信器３０２の種々の動作を制御するように構成されている処理ユニット）を含むことができる。更に、ＤＰ−ＱＰＳＫ変調を実行する状況において記述されているが、光送信器３０２は、任意の適切な偏光多重化または二重偏光光信号に対して、相補型電力変調を行うように構成できる。

図４は、光ドメインにおいて、管理データ４１６の相補型電力変調を行うように構成されている光送信器４０２の他の例としての実施形態を示しており、本開示の少なくとも幾つかの実施形態に従って配置されている。図４の光送信器４０２は、上述した光送信器２０２に類似しており、レーザ４０６と、スプリッタ（ＳＰ）４０８と、ＩＱ変調器４１０および４１１と、半波長板４１３と、ＰＢＣ４１４を含み、これらは、図２に関して上述したレーザ２０６と、スプリッタ２０８と、ＩＱ変調器２１０および２１１と、半波長板２１３と、ＰＢＣ２１４それぞれと、動作と配置において実質的に類似している。更に、光送信器４０２はＤＰ−ＱＰＳＫ変調の状況において記述されている。しかし、記述した相補型電力変調の実現は、任意の適用可能な偏光多重化または二重偏光変調を行うように構成されている任意の適用可能な光送信器に適用される。

更に、下記に記述するように、光送信器４０２は、電気ドメインではなく、光ドメインにおいて管理データ４１６の相補型電力変調を行うように構成される。例示されている実施形態において、光送信器４０２は、管理データ４１６（図２と図３それぞれの管理データ２１６と３１６に類似している）を、ＸおよびＹ偏光信号をそれぞれ含むＸおよびＹ偏光成分を有する光信号へのＰＢＣ４１４によるＸおよびＹ偏光信号の合成後の光信号上へ変調するように構成される。対照的に、上記に説明したように、図３の光送信器３０２は、図３の光送信器３０２のＰＢＣ３１４によるＸおよびＹ偏光信号の合成前のＸおよびＹ偏光信号上それぞれへ、管理データ３１６を変調するように構成される。

図４の例示されている実施形態において、光送信器４０２は、Ｘ偏光振幅変調器（Ｘ−Ｐｏｌ． ＡＭ）４１５ａとＹ偏光振幅変調器（Ｙ−Ｐｏｌ． ＡＭ）４１５ｂを含む。Ｘ偏光振幅変調器４１５ａとＹ偏光振幅変調器４１５ｂは、光送信器４０２に含んでも、光送信器４０２とは別であってもよい。Ｘ偏光振幅変調器とＹ偏光振幅変調器は、ＰＢＣ４１４から光信号を受信するように構成される。

Ｘ偏光振幅変調器４１５ａとＹ偏光振幅変調器４１５ｂは、管理データ４１６を受信して、管理データ４１６を、光信号のＸおよびＹ偏光成分それぞれの電力（つまり、振幅）を調整することにより、ＰＢＣ４１４から受信した光信号上へ変調するように構成される。図３に関して上述した振幅変調器３１５ａと３１５ｂと同様に、Ｘ偏光振幅変調器４１５ａとＹ偏光振幅変調器４１５ｂは、管理データ４１６を光信号上へ変調するときに、一方の偏光成分の電力における増加が、他方の偏光成分の電力における実質的に等しい大きさの減少により補償できるように構成される。従って、光信号は、光送信器４０２から出射する光信号の総電力もまた実質的に一定であっても、管理データ４１６を含む。

図２と図３それぞれの管理データ２１６と３１６に関して上述したのと同様に、管理データ４１６の変調レートは、メインデータ４１８の変調レートよりも実質的に遅い。更に、管理データの変調深度は、メインデータが実質的に影響されないように、十分に小さい。従って、光信号上の管理データ４１６の送信は、光信号上のメインデータ４１８の送信にほとんどまたは全く干渉しない。

図４に対しては、本開示の範囲を逸脱することなく変形、追加、または省略を行うことができる。例えば、光送信器４０２は他の明示されていない構成要素（例えば、光送信器４０２の種々の動作を制御するように構成されている処理ユニット）を含むことができる。更に、ＤＰ−ＱＰＳＫ変調を行う状況において記述されているが、光送信器４０２は、任意の適切な偏光多重化または二重偏光光信号に対して相補型電力変調を行うように構成される。更に、幾つかの実施形態において、Ｙ偏光振幅変調器４１５ｂは、Ｘ偏光振幅変調器４１５ａの前に、ＰＢＣ４１４から光信号を受信するように構成される。更に他の実施形態において、Ｘ偏光振幅変調器４１５ａとＹ偏光振幅変調器４１５ｂは、同時に変調を行うように構成される。

図５は、光ドメインにおいて管理データ５１６の相補型電力変調を行うように構成されている光送信器５０２の他の例としての実施形態を示しており、本開示の少なくとも幾つかの実施形態に従って配置されている。図５の光送信器５０２は、上述した光送信器２０２と類似しており、レーザ５０６と、スプリッタ（ＳＰ）５０８と、ＩＱ変調器５１０および５１１と、半波長板５１３と、ＰＢＣ５１４と、を含み、これらは、図２に関して上述したレーザ２０６と、スプリッタ２０８と、ＩＱ変調器２１０および２１１と、半波長板２１３と、ＰＢＣ２１４と、それぞれ動作と配置において実質的に類似している。

更に、光送信器５０２は、電気ドメインではなく、光ドメインにおいて管理データ５１６の相補型電力変調を行うように構成される。しかし、光送信器５０２は、図３の振幅変調器３１５ａおよび３１５ｂと、図４のＸ偏光振幅変調器４１５ａおよびＹ偏光振幅変調器４１５ｂのような振幅変調器の代わりに、偏光回転装置５１７ａと５１７ｂを使用する相補型電力変調を行うように構成される。

偏光回転装置５１７ａは、メインデータ５１８のＸ偏光データ（例えば、ＸＩ、ＸＱ）と共に変調されたＸ偏光信号をＩＱ変調器５１０から受信するように構成される。同様に、偏光回転装置５１７ｂは、メインデータ５１８のＹ偏光データ（例えば、ＹＩおよびＹＱ）と共に変調されたＹ偏光信号を、ＩＱ変調器５１１と半波長板５１３から受信するように構成される。

偏光回転装置５１７ａおよび５１７ｂは、光送信器５０２から送信された光信号のＸおよびＹ偏光信号の電力を、ＸおよびＹ偏光信号それぞれの偏光方向を回転することにより調整するように構成される。回転された偏光信号は、ＰＢＣ５１４により合成されるときにその電力を失い、それにより、合成された光信号の関連している偏光成分が、回転された偏光方向を有する偏光信号を含まない光信号の偏光成分よりも低い電力を有することになる。従って、偏光回転装置５１７ａおよび５１７ｂは、管理データ５１６に基づいて、Ｘおよび／またはＹ偏光信号それぞれの偏光方向を回転することにより、光送信器５０２により送信された光信号上へ管理データ５１６を変調する。更に、偏光回転装置５１７ａおよび５１７ｂは、Ｘ偏光の電力における増加が、Ｙ偏光の電力における実質的に等しい大きさの減少に対応するように、およびその逆が可能なように回転を行うように構成される。従って、光送信器５０２から出射する光信号の総電力は、それぞれの偏光信号の電力が変化しても、実質的に一定である。

管理データ２１６、３１６、および４１６に関して上述したのと同様に、管理データ５１６の変調レートは、メインデータ５１８の変調レートよりも実質的に遅い。更に、管理データの変調深度は、メインデータが実質的に影響されないように、十分に小さい。従って、光信号上の管理データ５１６の送信は、光信号上のメインデータ５１８の送信にほとんどまたは全く干渉しない。

図５に対しては、本開示の範囲を逸脱することなく変形、追加、または省略を行うことができる。例えば、光送信器５０２は、明示されていない他の構成要素（例えば、光送信器５０２の種々の動作を制御するように構成されている処理ユニット）を含むことができる。更に、ＤＰ−ＱＰＳＫ変調を実行する状況において記述されてはいるが、光送信器５０２は、任意の適切な偏光多重化または二重偏光光信号に対して、相補型電力変調を行うように構成できる。

上記のように、図１の光ネットワーク１００のノード１０２のような光ネットワークのノードは、相補型電力変調を使用して変調された光信号から管理データを抽出する（例えば、復調する）ように構成されている光受信器もまた含む。図６は、光信号から管理データを復調するように構成されているコヒーレント光受信器６００の例としての実施形態を示しており、本開示の少なくとも幾つかの実施形態に従って配置されている。コヒーレント光受信器６００の例示されている実施形態は、ＤＰ−ＱＰＳＫ光信号の復調を行うように構成されている。しかし、光信号からの管理データの復調を行うための同じ原理は、偏光多重化または二重偏光光信号の復調を行うように構成されている任意の適用可能なコヒーレント光受信器に関して適用される。

コヒーレント光受信器６００は、光信号６０１を受信するように且つ、その直交Ｘ’およびＹ’偏光成分に従って光信号を分割してそれぞれのＸ’およびＹ’偏光信号を光信号から分離するように構成されているＰＢＳ６０４ａを含む。プライム符号（’）は、送信器により出射されたＸおよびＹ偏光信号に関して、光受信器６００において受信されたＸ’およびＹ’偏光信号の実際の偏光方向が、光ネットワークの光ファイバ送信線における光信号の偏光回転により異なる可能性もあることを示している。

ＰＢＳ６０４ａは、Ｘ’偏光信号を光ハイブリッド６０６ａに向け、Ｙ’偏光信号を光ハイブリッド６０６ｂに向ける。コヒーレント光受信器６００は、さらに、基準信号を生成するように構成されている局部発振器（ＬＯ）６０２も含む。ＰＢＳ６０４ｂは、局部発振器６０２に光学的に結合させ、基準信号を受信し、その基準信号を、基準信号の直交Ｘ’およびＹ’偏光成分に分割するように構成される。ＰＢＳ６０４ｂは、基準信号のＸ’偏光成分を光ハイブリッド６０６ａに向け、基準信号のＹ’偏光成分を光ハイブリッド６０６ｂに向ける。

光ハイブリッド６０６ａは、基準信号のＸ’偏光成分を、光信号のＸ’偏光信号と共に含まれているＩおよびＱチャネル信号のそれぞれと混合して、混合Ｘ’偏光ＩおよびＱチャネル信号（Ｉ_x’とＱ_x’）を生成するように構成される。光ハイブリッド６０６ａは、Ｉ_x’とＱ_x’を平衡検出器６０８ａと６０８ｂそれぞれに向ける。同様に、光ハイブリッド６０６ｂは、基準信号のＹ’偏光成分を、光信号のＹ’偏光信号のＩおよびＱチャネル信号と混合して、混合Ｙ’偏光ＩおよびＱチャネル信号（Ｉ_y’とＱ_y’）を生成するように構成される。光ハイブリッド６０６ｂは、Ｉ_y’とＱ_y’を平衡検出器６０８ｃと６０８ｄそれぞれに向ける。

平衡検出器６０８ａ〜６０８ｄのそれぞれは、Ｉ_x’、Ｑ_x’、Ｉ_y’、およびＱ_y’それぞれを、異なるＸ’およびＹ’偏光ＩとＱチャネル光信号に関連している電気信号（ＥＩ_x’、ＥＱ_x’、ＥＩ_y’_y、およびＥＱ_y’それぞれ）に変換するように構成されている任意の適切なシステム、装置または機器を含む。例えば、平衡検出器６０８ａ〜６０８ｄのそれぞれは、光信号を受信して、受信した信号に基づいて電気信号を生成するように構成されているフォトダイオードを含む。

コヒーレント光受信器６００は、さらに、平衡検出器６０８ａ〜６０８ｄそれぞれに通信可能に結合されているアナログ・デジタル変換器（ＡＤＣ）６１０ａ〜６１０ｄも含む。ＡＤＣ６１０ａ〜６１０ｄのそれぞれは、平衡検出器６０８ａ〜６０８ｄそれぞれにより生成された電気信号ＥＩ_x’、ＥＱ_x’、ＥＩ_y’、およびＥＱ_y’（すべてアナログ信号であってよい）それぞれを、デジタル信号ＥＩ_x”、ＥＱ_x”、ＥＩ_y”、およびＥＱ_y”それぞれに変換するように構成されている任意の適切なシステム、装置、または機器を含む。

コヒーレント光受信器６００は、ＥＩ_x”とＥＱ_x”を合成して、下記の方程式で表わすことができるＸ’偏光電気信号Ｅ_xoを生成する。

Ｅ_xo＝ＥＩ_x”＋ｊＥＱ_x”

同様に、コヒーレント光受信器６００は、ＥＩ_y”とＥＱ_y”を合成して、下記の方程式で表わすことができるＹ’偏光電気信号Ｅ_yoを生成する。

Ｅ_yo＝ＥＩ_y”＋ｊＥＱ_y”

Ｅ_xoとＥ_yoは、それぞれ、上述した相補型電力変調に基づいてＥ_xoとＥ_yoにおいてコード化された管理データを抽出するように構成されるデジタル信号処理（ＤＳＰ）回路６１２により受信する。

例えば、ＤＳＰ回路６１２は、相補型電力変調方式を使用して変調された管理データを、光信号６０１の水平および垂直（水平／垂直）偏光成分と、プラスおよびマイナス（＋／−）４５度（π／４）偏光成分と、左および右（左右）円形偏光成分を決定するために、Ｅ_x0およびＥ_y0を含むＪｏｎｅｓベクトルＥ（ｋ）からＳｔｏｋｅｓベクトルを計算することにより抽出する。ＤＳＰ回路６１２は、水平／垂直偏光成分の電力間の差、＋／−４５度偏光成分の電力間の差、および／または左右円形偏光成分の電力間の差を決定できる。下記に検討するように、異なる偏光成分（例えば、水平／垂直、＋／−４５度、および左右円形）間の電力差の少なくとも１つは、光信号６０１のＸ’およびＹ’偏光に関連している電力における差を示す。上記のように、管理データの相補型電力変調において、Ｘ’およびＹ’偏光間の相対的な電力は、管理データに従って変化する。従って、異なる偏光成分（例えば、水平／垂直、＋／−４５度、および左右円形）間の電力差の少なくとも１つは、光信号６０１のＸ’およびＹ’偏光上で変調された管理データを示す。

交互に、または追加的に、ＤＳＰ回路６１２は、測定された電力差が、管理データの相補型電力変調を表すように、ある時間（例えば、管理データのシンボル周期）における異なる偏光成分間の電力差を平均する。更に、そのような平均により、管理データがより正確に抽出されるように、ノイズのような要因によるランダムな電力のゆらぎを取り除く。

ＤＳＰ回路６１２は、光信号６０１の異なる偏光成分（例えば、水平／垂直、＋／−４５度、および左右円形）間の電力差を、関連しているネットワークを通しての光信号６０１の伝搬の間の、光信号６０１の変調されたＸ’およびＹ’偏光の偏光方向の、可能性のある回転を明らかにするために決定する。例えば、幾つかの例においては、Ｘ’およびＹ’偏光は、光ネットワークを通しての送信中に回転し、Ｘ’およびＹ’偏光が、コヒーレント光受信器６００において、それぞれ実質的に水平および垂直に向けられる。他の例においては、Ｘ’およびＹ’偏光は、光ネットワークを通しての送信中に回転し、Ｘ’およびＹ’偏光は、コヒーレント光受信器６００において、プラスおよびマイナス４５度方向に更に向く。更に他の例においては、Ｘ’およびＹ’偏光は、ネットワークを通しての送信中に回転し、コヒーレント光受信器６００において、円偏光にされる。

従って、水平／垂直偏光成分、＋／−４５度偏光成分、および左右円形偏光成分の少なくとも１つの間の電力差は、Ｘ’およびＹ’偏光の方向に依存する、光信号６０１のＸ’およびＹ’偏光間の電力差を示す。このため、ＤＳＰ回路６１２は、水平／垂直偏光成分、＋／−４５度偏光成分、および左右円形偏光成分の少なくとも１つにおける電力差により示されるようなＸ’およびＹ’偏光の変化する電力を検出することにより、相補型電力変調を使用して光信号６０１上で変調された管理データを抽出する。

幾つかの実施形態において、ＤＳＰ回路６１２は、水平／垂直偏光成分、＋／−４５度偏光成分、および左右円形偏光成分間の電力差を合計して、光信号６０１のＸ’およびＹ’偏光間の電力差を決定する。そのような実施形態において、ＤＳＰ回路６１２は、光信号６０１のＸ’およびＹ’偏光の方向をより良好に表すための合計中の、水平／垂直偏光成分、＋／−４５度偏光成分、および左右円形偏光成分間の電力差に適用される重み付けファクタを調整する。従って、Ｘ’およびＹ’偏光間の電力差は、より正確に決定される。幾つかの実施形態において、重み付けファクタは、光信号６０１に関連しているアイ開口に基づいて決定され、アイ開口は、重み付けファクタがより正確に光信号６０１のＸ’およびＹ’偏光の方向を示すようになるにつれて改良され得る。更に、これらの重み付けファクタは定期的に更新され、環境擾乱による送信中の光信号の偏光のランダムドリフトを補償する。

従って、本開示の幾つかの実施形態において、ＤＳＰ回路６１２は、水平／垂直偏光成分、＋／−４５度偏光成分、および左右円形偏光成分間の平均電力差を決定するためにＪｏｎｅｓベクトルＥ（ｋ）を使用することにより、光信号６０１のＸ’およびＹ’偏光の相補型電力変調の復調を行うように構成される。本開示の代替の実施形態においては、下記に記述するように、偏光依存損失（ＰＤＬ）の分析を通して、光信号６０１のＸ’およびＹ’偏光の相補型電力変調の復調を行うように構成される。

ＰＤＬは通常、光信号の１つの偏光（例えば、Ｘ偏光）が、光信号の他の偏光（例えば、Ｙ偏光）より多くの損失があり、異なる偏光間の電力が等しくときに起こる。従って、光信号６０１の相補型電力変調は、相補型電力変調により生成された光信号６０１のＸおよびＹ偏光間の電力差によるＰＤＬとして明確に示す。

ＤＳＰ回路６１２は、有限インパルス応答（ＦＩＲ）フィルタのタップ係数における調整を通してＰＤＬを補償するように構成されている適応ＦＩＲフィルタを含む適応等化器を含む。ＤＳＰ回路６１２は、ＦＩＲフィルタ係数に基づいてＰＤＬを決定するように構成される。従って、ＤＳＰ回路６１２は、平均ＰＤＬが管理データの相補型電力変調を示すように、管理データのシンボル周期に関連している時間における光信号６０１の平均ＰＤＬを決定するように構成される。従って、本開示の幾つかの実施形態において、ＤＳＰ回路６１２は、ＰＤＬの分析と、ＤＳＰ回路６１２の適応等化器により行われた補償に基づいて、光信号６０１のＸおよびＹ偏光の相補型電力変調の復調を行うように構成される。

従って、上述したように、コヒーレント光受信器６００は、相補型電力変調により光信号６０１上で変調された管理データを復調するように構成されているＤＳＰ回路６１２を含む。そのような構成により、追加的な光学構成要素を組み込むことなく管理データの復調が可能になり、管理データの相補型電力変調を実現するためのコストを削減できる。

コヒーレント光受信器６００に対しては、本開示の範囲を逸脱することなく変形、追加、または省略を行うことができる。例えば、コヒーレント光受信器６００はＤＰ−ＱＰＳＫ光信号を受信して、それに対して演算を行うように記述されたが、上記の原理を、任意の適切な偏光多重化または二重偏光光信号に関して適用できる。更に、記述された構成要素の数と、それらの動作は、例示の目的のためのみのものである。リストされているコヒーレント光受信器６００の構成要素は、具体的には列挙していない、いかなる数の他の動作も行うことができる。更に、コヒーレント光受信器６００は、任意の数の動作を行うように構成されている任意の数の追加的構成要素を含むことができる。

本開示の幾つかの実施形態においては、ＳＶ検出器は、相補型電力変調の復調を行うように構成される。管理データの相対的に遅い変調レートにより、ＳＶ検出器は、メインデータを受信して復調するように構成されている光送信器と比較して、相対的に低速光検出器と電子機器を含むことが可能になる。従って、ＳＶ検出器は、相対的に低いコストで実現できる。ＳＶ検出器は、光受信器に含むこともでき、光ネットワークの分離した独立構成要素であることもできる。

図７は、相補型電力変調を復調するように構成されＳＶ検出器７００の例としての構成を示しており、本開示の少なくとも幾つかの実施形態に従って配置されている。ＳＶ検出器７００は、光信号を受信し、受信した光信号の部分をタップして（引き出して）タップ光信号７０１を得るように構成される。ＳＶ検出器７００は、タップ光信号７０１を、同調可能周波数弁別器７０２に向けるように構成される。

同調可能光フィルタ７０２は、タップ光信号７０１のターゲットチャネルと関連し、符号化された管理データ（ＳＶデータ）を含むチャネルの波長範囲に同調される。同調可能光フィルタ７０２は、偏光計７０３に光学的に結合でき、タップ光信号（特別なチャネルに従ってフィルタ処理されている）を偏光計７０３に向けるように構成される。

偏光計７０３は、光ドメインにおいて、水平／垂直偏光成分、＋／−４５度偏光成分、および左右円形偏光成分に従ってタップ光信号７０１を分割するように構成され、これは、電気ドメインにおける代表的な水平／垂直偏光成分、＋／−４５度偏光成分、および左右円形偏光成分への、図６の光信号６０１を表すＪｏｎｅｓベクトルＥ（ｋ）からＳｔｏｋｅｓベクトルを決定する記述に類似している。

例えば、偏光計７０３は、同調可能光フィルタ７０２からタップ光信号７０３を受信し、タップ光信号７０３を３つの信号に分割するように構成されている１×３カプラ７０４含む。偏光計７０３は、３つの光信号のうちの１つを、タップ光信号７０１の水平／垂直偏光成分を検出し、タップ光信号７０１の水平および垂直偏光成分を表す電気信号を生成するように構成されている偏光コントローラ７０６ａと、ＰＢＳ７０８ａと、検出器７１０ａと、ローパスフィルタ（ＬＰＦ）７１２ａと、に向ける。偏光コントローラ７０６ｂと、ＰＢＳ７０８ｂと、検出器７１０ｂと、ＬＰＦ７１２ｂとは、タップ光信号７０１から分割された３つの信号のうちの別の１つを受信し、タップ光信号７０１の＋／−４５度偏光成分を検出し、プラスおよびマイナス４５度偏光成分を表す電気信号を生成するように同様に構成される。更に、偏光コントローラ７０６ｃと、ＰＢＳ７０８ｃと、検出器７１０ｃと、ＬＰＦ７１２ｃとは、タップ光信号７０１から分割された３つの信号のうちの残りの１つを受信し、タップ光信号７０１の左右円形偏光成分を検出し、左および右円形偏光成分を表す電気信号を生成するように同様に構成される。

ＳＶ検出器７００の信号処理回路７１４（図７ではＤＳＰと示されている）は、偏光計からの水平／垂直偏光成分と、＋／−４５度偏光成分と、左右円形偏光成分と、を表す電気信号を受信するように構成される。信号処理回路７１４は、偏光計７０３から受信したときの、水平／垂直偏光成分の電力間の差と、＋／−４５度偏光成分の電力間の差と、および／または左右円形偏光成分の電力間の差を決定するように構成される。

図６に関して上記に検討したように、異なる偏光成分（例えば、水平／垂直、＋／−４５度、および左右円形）間の電力差の少なくとも１つは、タップ光信号７０１のＸ’およびＹ’偏光に関連している電力における差を示す。更に、上記のように、管理データの相補型電力変調において、Ｘ’およびＹ’偏光間の相対的電力は、管理データに従って変化する。従って、異なる偏光成分間の電力差の少なくとも１つは、タップ光信号７０１のＸ’およびＹ’偏光上へ変調された管理データ（ＳＶデータ）を示す。

更に、そして図６のＤＳＰ回路６１２に類似して、幾つかの実施形態において、信号処理回路７１４は、水平／垂直、＋／−４５度、および左右円形偏光成分間の電力差を合計して、タップ光信号７０１のＸおよびＹ偏光間の電力差を決定する。そのような実施形態において、信号処理回路７１４は、ＸおよびＹ偏光間の電力差がより正確に決定されるように、タップ光信号７０１のＸおよびＹ偏光の方向をより良好に表すための合計の間、水平／垂直偏光成分、＋／−４５度偏光成分、および左右円形偏光成分間の電力差に適用される重み付けファクタを調整する。幾つかの実施形態において、重み付けファクタは、タップ光信号７０１に関連しているアイ開口に基づいて決定され、アイ開口は、重み付けファクタがより正確にタップ光信号７０１のＸおよびＹ偏光の方向を示すようになるにつれて改良され得る。更に、これらの重み付けファクタは、環境擾乱による送信中の光信号の偏光のランダムドラフトを補償するように定期的に更新される。

従って、本開示の幾つかの実施形態において、ＳＶ検出器７００は、タップ光信号７０１のＸ’およびＹ’偏光の相補型電力変調の復調を行うように構成されている同調可能光フィルタ７０２、偏光計７０３、および信号処理回路７１４を含む。ＳＶ検出器７００は、タップ光信号７０１の異なる偏光成分を分離し、水平／垂直偏光成分、＋／−４５度偏光成分、および／または左右円形偏光成分間の平均電力差を決定して、タップ光信号７０１のＸ’およびＹ’偏光間の電力差を決定することによりそのような復調を行う。

図７のＳＶ検出器７００に対しては、本開示の範囲を逸脱することなく変形、追加、または省略を行うことができる。例えば、検出器７１０ａ〜７１０ｃは平衡検出器として示されているが、他の実施形態においては、１つ以上の検出器７１０ａ〜７１０ｃは、非平衡（シングルエンド）検出器であってもよい。更に、ＳＶ検出器７００は、明確に記述した以外の動作を行うように構成されている他の構成要素を含むことができる。

図８は、管理データを光信号上に変調する例としての方法８００のフローチャートであり、本開示の少なくとも幾つかの実施形態に従って配置されている。方法８００は、上述した光送信器２０２、３０２、４０２および５０２の任意の１つのような、光ネットワークの任意の適切な構成要素により実現される。分離したステップとして例示されているが、方法８００の種々のステップは、所望の実現形態に従って、追加的ステップに分割され、より少ないステップに組み合わせ、または削除することができる。更に、異なるステップの実行順序は、所望する実現形態に従って変えることができる。

方法８００は、ステップ８０２において開始し、光送信器は、光信号上へ変調される管理データを受信する。ステップ８０４において、光送信器は管理データに基づいて、光信号の第１偏光成分の第１電力レベルを増加する。例えば、光送信器は、光信号のＸ偏光または光信号のＹ偏光成分の電力レベルを増加する。

ステップ８０６において、光送信器は、管理データに基づいて、光信号の第２偏光成分の第２電力レベルを減少する。第２電力レベルの減少は、光信号の総電力が実質的に一定であるように、第１電力レベルの増加と実質的に同じ大きさである。例えば、Ｘ偏光成分の電力レベルがステップ８０４において増加すると、Ｙ偏光成分の電力レベルは、ステップ８０６において、図１Ｂに関して上述したように、Ｘ偏光成分の電力における増加と実質的に同じ量だけ減少する。ステップ８０６に続いて、方法８００は終了する。従って、方法８００は、相補型電力変調による光信号上の管理データを変調するように実現される。

この技術に精通した者は、ここで開示されたこの工程、および他の工程および方法に対して、これらの工程および方法で行われる機能が、異なる順序で実現できるということを認識するであろう。更に、概略のステップと動作は例として示されているに過ぎず、開示された実施形態の本質を損なうことなくステップと動作の幾つかは随意的であってよく、より少ないステップと動作に組み合わせることができ、または追加的なステップと動作に拡張することができる。

例えば、方法８００は、光信号から管理データを復調するための１つ以上の光受信器により行われる動作を更に含むようにしてもよい。更に、記述された変調は、方法８００の所望された実現形態に従って、光ドメインまたは電気ドメインにおいて行われる。

更に、ここで記述された実施形態は、下記に更に詳細に検討するように、種々のコンピュータハードウェアまたはソフトウェアモジュールを含む特別な目的または多目的のコンピュータの使用を含む。

ここで記述した実施形態は、コンピュータ読取り可能媒体であって、その上に格納されているコンピュータ実行可能指令またはデータ構造を携帯または有するためのコンピュータ読取り可能媒体を使用して実現される。そのようなコンピュータ読取り可能媒体は、多目的または特別な目的のコンピュータによりアクセスできる任意の利用可能な媒体であってもよい。例として、しかし制限されるわけではないが、そのようなコンピュータ読取り可能媒体は、コンピュータ実行可能指令またはデータ構造の形式の所望のプログラムコードを携帯または格納するために使用され、多目的または特別な目的のコンピュータによりアクセス可能な、ＲＡＭ、ＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ、ＣＤ−ＲＯＭ、または他の光記憶装置、磁気ディスク記憶装置、または他の磁気記憶装置、または他の記憶媒体を含む具体的なコンピュータ読取り可能記憶媒体を含む。上記の記憶媒体を組み合わせたものもまたコンピュータ読取り可能媒体の範囲内に含める。

コンピュータ実行可能指令は、例えば、多目的コンピュータ、特別な目的のコンピュータ、または特別な目的の処理装置に、ある機能または機能群を行わせる指令およびデータを含む。主題は、構造的特徴および／または方法論的動作に特定な表現で記述してきたが、付随する請求項において定義される主題は、必ずしも上述した特定の特徴または動作に制限されないということは理解されるべきである。上述した特定の特徴および動作は、請求項を実現する例としての形態である。

ここで使用されているように、「モジュール」または「構成要素」の用語は、コンピューティングシステム上で実行されるソフトウェアオブジェクトまたはルーティンのことを意味することができる。ここで記述された異なる構成要素、モジュール、エンジン、およびサービスは、コンピューティングシステム上で実行されるオブジェクトまたは工程として実現される（例えば、別のスレッドとして）。ここで記述されたシステムと方法は、好ましくはソフトウェアで実現されるが、ハードウェアまたはソフトウェアとハードウェアの組み合わせによる実現もまた可能であり考慮もされている。この記述において、「コンピューティングエンティティ」は、上記で定義したように任意のコンピューティングシステムであってもよく、コンピューティングシステム上で作動する任意のモジュールまたは変調の組み合わせであってもよい。

ここで引用したすべての例および条件付き表現は、発明者により従来の技術を更に推し進めるために提供された発明と概念を読者が理解するのを支援する教育的目的のためであり、そのように特定的に引用した例と条件に制限されるものではないと解釈されるべきである。本開示の実施形態を詳細に記述したが、種々の変更、置換、および改造が、本開示の精神と範囲を逸脱することなく実施形態に対して行えるということは理解されたい。

Claims (20)

1. 光ネットワークの管理に関連する管理データを光信号上へ変調する方法であって、
   前記管理データに基づいて、光信号の第１偏光成分の第１電力レベルを増加することと、
   前記管理データに基づいて、前記光信号の第２偏光成分の第２電力レベルを減少すること、を含み、
   前記光信号の総電力が実質的に一定であるように、前記第２電力レベルの前記減少が、前記第１電力レベルの前記増加と実質的に同じである方法。
2. 前記光信号の前記第１偏光成分の前記第１電力レベルを増加し、前記光信号の前記第２偏光成分の前記第２電力レベルを減少することは、電気ドメインにおいて前記光信号の前記第１偏光成分の前記第１電力レベルを増加し、前記光信号の前記第２偏光成分の前記第２電力レベルを減少する駆動信号を生成し、前記生成された駆動信号に基づいて光信号を変調することを更に含む請求項１に記載の方法。
3. 前記光信号の前記第１偏光成分の前記第１電力レベルを増加し、前記光信号の前記第２偏光成分の前記第２電力レベルを減少するように、光ドメインにおける動作を行うことを更に含む請求項１に記載の方法。
4. 前記第１偏光成分と前記第２偏光成分の少なくとも１つに基づいて、偏光ビーム合成器（ＰＢＣ）により、前記第１偏光成分の前記第１電力レベルが増加され、前記第２偏光成分の前記第２電力レベルが減少されるように、前記ＰＢＣによる前記第１偏光成分と前記第２偏光成分の前記光信号への合成の前に、前記管理データに基づいて前記第１偏光成分と前記第２偏光成分の少なくとも１つを回転することを更に含む請求項３に記載の方法。
5. コヒーレント光受信器を使用して、前記光信号から前記管理データを復調することを更に含む請求項１に記載の方法。
6. 管理データ検出器の同調可能フィルタと、偏光計と、信号プロセッサと、を使用して、前記光信号から前記管理データを復調することを更に含む請求項１に記載の方法。
7. Ｊｏｎｅｓベクトルに基づいて、前記光信号から前記管理データを復調することを更に含む請求項１に記載の方法。
8. 前記光信号の偏光依存損失（ＰＤＬ）の分析に基づいて、前記光信号から前記管理データを復調することを更に含む請求項１に記載の方法。
9. 光送信器を備え、光信号上へ光ネットワークの管理に関連する管理データを変調するシステムであって、
   前記光送信器は、
   前記管理データを受信し、
   前記管理データに基づいて、光信号の第１偏光成分の第１電力レベルを増加し、
   前記管理データに基づいて、前記光信号の第２偏光成分の第２電力レベルを減少し、
   前記光信号を出射し、
   前記光信号の総電力が実質的に一定であるように、前記第２電力レベルの前記減少が、前記第１電力レベルの前記増加と実質的に同じであるように構成されているシステム。
10. 前記光送信器は、前記光信号の前記第１偏光成分の前記第１電力レベルを増加し、前記光信号の前記第２偏光成分の前記第２電力レベルを減少することは、電気ドメインにおいて前記光信号の前記第１偏光成分の前記第１電力レベルを増加し、前記光信号の前記第２偏光成分の前記第２電力レベルを減少する駆動信号を生成し、前記生成された駆動信号に基づいて光信号を変調することを更に含む請求項９に記載のシステム。
11. 前記光送信器は、前記光信号の前記第１偏光成分の前記第１電力レベルを増加し、前記光信号の前記第２偏光成分の前記第２電力レベルを減少するように、光ドメインにおいて動作を行うように更に構成されている請求項９に記載のシステム。
12. 前記光送信器は、
    前記管理データに基づいて、前記第１偏光成分の前記第１電力レベルを増加するように構成されている第１振幅変調器と、
    前記管理データに基づいて、前記第２偏光成分の前記第２電力レベルを減少するように構成されている第２振幅変調器と、を備える請求項１１に記載のシステム。
13. 前記光送信器は、
    前記第１偏光成分と前記第２偏光成分を前記光信号に合成するように構成されている偏光ビーム合成器（ＰＢＣ）と、
    前記ＰＢＣに光学的に結合されている第１偏光回転装置および第２偏光回転装置と、を備え、
    前記第１偏光回転装置および第２偏光回転装置は、
    前記ＰＢＣによる前記第１偏光成分と前記第２偏光成分の前記光信号への合成の前に、前記管理データに基づいて前記第１偏光成分と前記第２偏光成分の少なくとも１つを回転し、前記第１偏光成分と前記第２偏光成分の少なくとも１つの前記回転に基づいて、前記ＰＢＣにより、前記第１偏光成分の前記第１電力レベルが増加され、前記第２偏光成分の前記第２電力レベルが減少されるように、構成されている請求項１１に記載のシステム。
14. 前記光送信器に光学的に結合されている光受信器を更に備え、
    前記光受信器は、
    前記光信号を受信し、
    前記光信号から前記管理データを復調するように、構成されている請求項９に記載のシステム。
15. 前記光受信器は、前記光信号から前記管理データを復調するように構成されているコヒーレント光受信器を備える請求項１４に記載のシステム。
16. 前記光受信器に光学的に結合されている管理データ検出器を更に備え、
    前記管理データ検出器は、
    前記光信号を受信し、
    同調可能光フィルタ、偏光計、および信号プロセッサを使用して前記光信号から前記管理データを復調するように、構成されている請求項１４に記載のシステム。
17. 前記光受信器は、Ｊｏｎｅｓベクトルに基づいて、前記光信号から前記管理データを復調するように構成されている請求項１４に記載のシステム。
18. 前記光受信器は、偏光依存損失（ＰＤＬ）の分析に基づいて、前記光信号から前記管理データを復調するように構成されている請求項１４に記載のシステム。
19. コンピュータ指令を実行して、システムに、光ネットワークの管理に関連する管理データを光信号上へ変調するための動作を行わせるように構成されているプロセッサであって、前記動作は、
    前記管理データに基づいて、光信号の第１偏光成分の第１電力レベルを増加することと、
    前記管理データに基づいて、前記光信号の第２偏光成分の第２電力レベルを減少することと、を備え、
    前記光信号の総電力が実質的に一定であるように、前記第２電力レベルの前記減少が、前記第１電力レベルの前記増加と実質的に同じであるプロセッサ。
20. 前記動作は、前記光信号の前記第１偏光成分の前記第１電力レベルを増加し、前記光信号の前記第２偏光成分の前記第２電力レベルを減少する駆動信号を生成し、前記生成された駆動信号に基づいて光信号を変調する、電気ドメインにおける動作を行うことを含む請求項１９に記載のプロセッサ。

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