JP7427094B2 - コヒーレント光受信装置およびコヒーレント光受信装置を使用した光学システム - Google Patents
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Description
光分割ユニットと、偏光制御ユニットと、光ハイブリッドユニットと、コンバイナユニットとを含み、偏光光分割ユニットは光ハイブリッドユニットの入力端子に接続され、光ハイブリッドユニットの出力端子はコンバイナユニットに接続され、
光分割ユニットは、任意の偏光モードの信号光および局部発振光を受け取り、信号光を複数の副信号光のビームに分解し、局部発振光を複数の副局部発振光のビームに分解する、ように構成され、
光ハイブリッドユニットは、複数のハイブリッド光のビームを取得するために、取得された副信号光と取得された副局部発振光とに対して光ハイブリダイゼーションを行うように構成され、
コンバイナユニットは、複数のコヒーレント電気信号を取得し、出力するために、複数のハイブリッド光のビームに対して光・電気変換を行うように構成され、
偏光制御ユニットは、第1のデジタル信号プロセッサ(DSP)が複数のコヒーレント電気信号に基づいてサービスデータを取得するように、局部発振光の偏光を制御するように構成される。
光分割ユニット201が、受け取られた局部発振光を分解して複数の副局部発振光のビームを取得し、受け取られた信号光を分解して複数の副信号光のビームを取得することは、具体的には、
信号光を、少なくとも1つの第1の副信号光のビームと少なくとも1つの第2の副信号光のビームとに分解し、局部発振光を、少なくとも1つの第1の副局部発振光のビームと少なくとも1つの第2の副局部発振光のビームとに分解し、第1の副信号光および第1の副局部発振光がX偏光状態にあり、第2の副局部発振光および第2の副信号光がY偏光状態にあること
を含む。
光ハイブリッドユニット203が、第1の副信号光と第1の副局部発振光とに対して光ハイブリダイゼーションを行い、第2の副信号光と第2の副局部発振光とに対して光ハイブリダイゼーションを行って複数のハイブリッド光のビームを取得すること
を含む。具体的には、各第1の副信号光のビームと1つの第1の副局部発振光のビームとに対して光ハイブリダイゼーションが行われ、各第2の副信号光のビームと1つの第2の副局部発振光のビームとに対して光ハイブリダイゼーションが行われる。
101 送信側デバイス
102 受信側デバイス
103a 光ファイバ
103b 光ファイバ
1011 データ入力
1012 レーザー
1013 光スプリッタ
1014 変調器
1021 コヒーレント光受信装置
1022 デジタル信号プロセッサ
10211 偏光ビームスプリッタ(PRS)
10212 PRS
10213 光ハイブリッド
10214 光ハイブリッド
10215 コヒーレント光電プロセッサ
20 コヒーレント光受信装置
201 偏光光分割ユニット
202 偏光制御ユニット
203 光ハイブリッドユニット
204 コンバイナユニット
30 コヒーレント光受信装置
301 信号光入力ポート
302 局部発振光入力ポート
303 偏光ビーム分割モジュール
304 電力等化モジュール
305 光ハイブリッド1
306 光ハイブリッド2
307 光ハイブリッド3
308 光ハイブリッド4
309 偏光ビーム合成モジュール
310 第1の光・電気変換モジュール
311 第2の光・電気変換モジュール
312 結合ビーム分割モジュール
313 位相変調器
314 第3の光・電気変換モジュール
315 信号処理モジュール
316 ODSP(光デジタル信号プロセッサ)
3151 DSP(デジタル信号プロセッサ)
3152 DAC(デジタル・アナログ変換器)
3153 電力増幅器
401 光スプリッタ1
402 光スプリッタ2
403 光スプリッタ3
404 光スプリッタ4
405 90度移相器
70 コヒーレント光受信装置
701 光・電気変換モジュール
80 コヒーレント光受信装置
801 BS1
802 BS2
803 偏光ビーム分割モジュール
804 PSR5
805 PRC6
806 偏光制御モジュール
90 コヒーレント光受信装置
901 光ファイバコリメータ
902 光ファイバコリメータ
903 レンズ1
904 レンズ2
905 反射アセンブリ1
906 反射アセンブリ2
907 偏光回転子
908 光ハイブリッド
909 光ハイブリッド
1001 光送信デバイス
1002 光ファイバ
1003 コヒーレント光受信装置
Claims (15)
- コヒーレント光受信装置であって、
偏光光分割ユニットと、偏光制御ユニットと、光ハイブリッドユニットと、コンバイナユニットと、を備え、前記偏光光分割ユニットが前記光ハイブリッドユニットの入力端子に接続され、前記光ハイブリッドユニットの出力端子が前記コンバイナユニットに接続され、
前記偏光光分割ユニットが、任意の偏光モードの信号光および局部発振光を受け取り、信号光を複数の副信号光のビームに分解し、局部発振光を複数の副局部発振光のビームに分解する、ように構成され、
前記光ハイブリッドユニットが、複数のハイブリッド光のビームを取得するために、前記副信号光と前記副局部発振光とに対して光ハイブリダイゼーションを行うように構成され、
前記コンバイナユニットが、複数のコヒーレント電気信号を取得し、出力するために、前記複数のハイブリッド光のビームに対して光・電気変換を行うように構成され、
前記偏光制御ユニットが、第1のデジタル信号プロセッサ(DSP)が前記複数のコヒーレント電気信号に基づいてサービスデータを取得するように、前記局部発振光の偏光を制御するように構成され、前記サービスデータは信号光にロードされたデータであり、
前記偏光制御ユニットが、複数の第1のビームスプリッタ(BS)と、位相変調器と、第1の光・電気変換モジュールと、信号処理モジュールとを備え、
前記複数の第1のBSが、結合によって前記局部発振光の一部を取得し、複数の光監視信号のビームを取得するためにビーム分割を行う、ように構成され、
前記第1の光・電気変換モジュールが、前記光監視信号を電気監視信号に変換するように構成され、
前記信号処理モジュールが、前記電気監視信号に基づいてフィードバック制御電気信号を生成し、前記フィードバック制御電気信号が、前記第1のDSPが前記複数のコヒーレント電気信号に基づいて前記サービスデータを取得するように、前記局部発振光の前記偏光を調整するよう前記位相変調器を制御するために使用される、ように構成される、コヒーレント光受信装置。 - 前記偏光光分割ユニットが、任意の偏光モードの信号光および局部発振光を受け取り、前記信号光を複数の副信号光のビームに分解し、前記局部発振光を複数の副局部発振光のビームに分解する、ように構成されることが、
前記偏光光分割ユニットが、任意の偏光モードの前記信号光を受け取り、前記信号光を、少なくとも1つの第1の副信号光のビームと少なくとも1つの第2の副信号光のビームとに分解し、前記第1の副信号光が第1の偏光モードにあり、前記第2の副信号光が第2の偏光モードにある、ように構成されることと、前記偏光光分割ユニットが、任意の偏光モードの前記局部発振光を受け取り、前記局部発振光を、少なくとも1つの第1の副局部発振光のビームと少なくとも1つの第2の副局部発振光のビームとに分解し、前記第1の副局部発振光が第1の偏光モードにあり、前記第2の副局部発振光が第2の偏光モードにある、ように構成されることと、を含み、
前記光ハイブリッドユニットが、複数のハイブリッド光のビームを取得するために、前記副信号光と前記副局部発振光とに対して光ハイブリダイゼーションを行うように構成されることが、
前記光ハイブリッドユニットが、前記複数のハイブリッド光のビームを取得するために、前記第1の副信号光と前記第1の副局部発振光とに対して光ハイブリダイゼーションを行い、前記第2の副信号光と前記第2の副局部発振光とに対して光ハイブリダイゼーションを行う、ように構成されることを含む、請求項1に記載のコヒーレント光受信装置。 - 前記偏光光分割ユニットが、第1の偏光スプリッタ回転子(PSR)と、第2のPSRと、第2のBSと、第3のBSと、第4のBSと、第5のBSとを備え、
前記偏光光分割ユニットが、前記信号光を、少なくとも1つの第1の副信号光のビームと少なくとも1つの第2の副信号光のビームとに分解し、前記第1の副信号光が第1の偏光モードにあり、前記第2の副信号光が第2の偏光モードにある、ように構成されることが、
前記第1のPSRが、前記信号光を第1の信号光と第2の信号光とに分解し、前記第1の信号光が前記第1の偏光モードにあり、前記第2の信号光が前記第2の偏光モードにある、ように構成されることと、
前記第2のBSが、前記第1の信号光を2つの前記第1の副信号光のビームに均等に分割するように構成されることと、
前記第3のBSが、前記第2の信号光を2つの前記第2の副信号光のビームに均等に分割するように構成されることと、
を含み、
前記偏光光分割ユニットが、前記局部発振光を、少なくとも1つの第1の副局部発振光のビームと少なくとも1つの第2の副局部発振光のビームとに分解し、前記第1の副局部発振光が前記第1の偏光モードにあり、前記第2の副局部発振光が前記第2の偏光モードにある、ように構成されることが、
前記第2のPSRが、前記局部発振光を第1の局部発振光と第2の局部発振光とに分解し、前記第1の局部発振光が前記第1の偏光モードにあり、前記第2の局部発振光が前記第2の偏光モードにある、ように構成されることと、
前記第4のBSが、前記第1の局部発振光を2つの前記第1の副局部発振光のビームに均等に分割するように構成されることと、
前記第5のBSが、前記第2の局部発振光を2つの前記第2の副局部発振光のビームに均等に分割するように構成されることと、
を含む、請求項1または2に記載のコヒーレント光受信装置。 - 前記偏光制御ユニットが、第1のDSPが前記複数のコヒーレント電気信号に基づいてサービスデータを取得するように、前記局部発振光の偏光を調整するように構成されることが、
前記偏光制御ユニットが、前記第1のDSPが前記複数のコヒーレント電気信号に基づいて前記サービスデータを取得するように、前記第1の局部発振光および/または前記第2の局部発振光の偏光遅延角を調整するように構成されること
を含む、請求項3に記載のコヒーレント光受信装置。 - 前記偏光光分割ユニットが、第1のBSと、第2のBSと、第1のPSRと、第2のPSRと、第3のPSRと、第4のPSRとを備え、
前記偏光光分割ユニットが、前記信号光を、少なくとも1つの第1の副信号光のビームと少なくとも1つの第2の副信号光のビームとに分解し、前記第1の副信号光が前記第1の偏光モードにあり、前記第2の副信号光が前記第2の偏光モードにある、ように構成されることが、
前記第1のBSが、前記信号光を第1の信号光と第2の信号光とに均等に分割するように構成されることと、
前記第1のPSRが、前記第1の局部発振光を1つの前記第1の副信号光のビームと1つの前記第2の副信号光のビームとに分解するように構成されることと、
前記第2のPSRが、前記第2の局部発振光を別の前記第1の副信号光のビームと別の前記第2の副信号光のビームとに分解するように構成されることと、
を含み、
前記偏光光分割ユニットが、前記局部発振光を、少なくとも1つの第1の副局部発振光のビームと少なくとも1つの第2の副局部発振光のビームとに分解し、前記第1の副局部発振光が前記第1の偏光モードにあり、前記第2の副局部発振光が前記第2の偏光モードにある、ように構成されることが、
前記第2のBSが、前記局部発振光を第1の局部発振光と第2の局部発振光とに分解するように構成されることと、
前記第3のPSRが、前記第1の信号光を1つの前記第1の副局部発振光のビームと1つの前記第2の副局部発振光のビームとに分解するように構成されることと、
前記第4のPSRが、前記第2の信号光を別の前記第1の副局部発振光のビームと別の前記第2の副局部発振光のビームとに分解するように構成されることと、
を含む、請求項3に記載のコヒーレント光受信装置。 - 前記光ハイブリッドユニットが少なくとも1つの光ハイブリッドを備え、前記光ハイブリッドが、第1の光スプリッタと、第2の光スプリッタと、第3の光スプリッタと、第4の光スプリッタと、90度移相器とを備え、
前記第1の光スプリッタが、1つの前記第1の副信号光のビームを2つの第1のビーム分割副信号光のビームに均等に分割するように構成され、前記第3の光スプリッタが、1つの前記第1の副局部発振光のビームを、2つの第1のビーム分割副局部発振光のビームに均等に分割するように構成され、
前記90度移相器が、1つの前記第1のビーム分割副局部発振光のビームを90度移相するように構成され、
前記第2の光スプリッタが、一方の前記第1のビーム分割副信号光のビームを一方の前記第1のビーム分割副局部発振光のビームと合成し、次いで2つのハイブリッド光のビームを出力する、ように構成され、
前記第4の光スプリッタが、他方の前記第1のビーム分割副信号光のビームを、90度移相が行われた前記第1のビーム分割副局部発振光と合成し、次いで2つの別のハイブリッド光のビームを出力する、ように構成される、
請求項2から5のいずれか一項に記載のコヒーレント光受信装置。 - 前記偏光光分割ユニットが、第1の光ファイバコリメータと、第2の光ファイバコリメータと、第1のレンズと、第2のレンズと、反射アセンブリと、偏光回転子とを備え、
前記偏光光分割ユニットが、任意の偏光モードの信号光および局部発振光を受け取り、前記信号光を複数の副信号光のビームに分解し、前記局部発振光を複数の副局部発振光のビームに分解する、ように構成されることが、
前記第1の光ファイバコリメータが、前記信号光を受け取り、コリメートするように構成されることと、
前記第2の光ファイバコリメータが、前記局部発振光を受け取り、コリメートするように構成されることと、
前記第1のレンズが、前記信号光を第1の副信号光と第2の副信号光とに分割するように構成されることと、
前記第2のレンズが、前記局部発振光を第1の副局部発振光と第2の副局部発振光とに分割するように構成され、前記偏光回転子が、前記第2の副局部発振光に対して偏光回転を行うように構成されることと、
前記反射アセンブリが複数の反射器を備え、前記反射アセンブリが、前記第1の副信号光、前記第2の副信号光、前記第1の副局部発振光、または前記第2の副局部発振光を前記光ハイブリッドユニットに反射するように構成されることと、
を含む、請求項1に記載のコヒーレント光受信装置。 - 前記光ハイブリッドユニットが、第1の光ハイブリッドと第2の光ハイブリッドとを備え、
前記第1の光ハイブリッドが、前記第1の副信号光と前記第1の副局部発振光とに対して光ハイブリダイゼーションを行う、ように構成され、前記第2の光ハイブリッドが、前記第2の副信号光と偏光回転された前記第2の副局部発振光とに対して光ハイブリダイゼーションを行うように構成され、
前記第1の光ハイブリッドおよび前記第2の光ハイブリッドが、前記複数のハイブリッド光のビームを出力するようにさらに構成される、
請求項7に記載のコヒーレント光受信装置。 - 前記偏光制御ユニットが、複数の第3のBSと、位相変調器と、光・電気変換モジュールと、信号処理モジュールとを備え、
前記複数の第3のBSが、結合によって前記局部発振光の一部を取得し、複数の光監視信号のビームを取得するためにビーム分割を行う、ように構成され、
前記光・電気変換モジュールが、前記光監視信号を電気監視信号に変換するように構成され、
前記信号処理モジュールが、前記電気監視信号に基づいてフィードバック制御電気信号を生成し、前記フィードバック制御電気信号が、前記第1のDSPが前記複数のコヒーレント電気信号に基づいて前記サービスデータを取得するように、前記局部発振光の前記偏光を調整するよう前記位相変調器を制御するために使用される、ように構成される、
請求項5から8のいずれか一項に記載のコヒーレント光受信装置。 - 前記偏光制御ユニットが、第3のPSRと第1の偏光回転子コンバイナ(PRC)とをさらに備え、前記第1のPRCの出力端子が前記第2のBSの入力端子に接続され、
前記第3のPSRが、前記局部発振光を受け取り、前記局部発振光を第3の局部発振光と第4の局部発振光とに分解し、前記第3の局部発振光が第1の偏光モードにあり、前記第4の局部発振光が第2の偏光モードにある、ように構成され、
前記複数の第3のBSが、結合によって前記局部発振光の一部を取得し、複数の光監視信号のビームを取得するためにビーム分割を行う、ように構成されることが、
前記複数の第3のBSが、分割によって前記第3の局部発振光および前記第4の局部発振光から前記局部発振光の前記一部を別々に取得し、前記複数の光監視信号のビームを取得するためにビーム分割を行う、ように構成されること
を含み、
前記フィードバック制御電気信号が、前記第1のデジタル信号プロセッサ(DSP)が前記複数のコヒーレント電気信号に基づいて前記サービスデータを取得するように、前記局部発振光の前記偏光を調整するよう前記位相変調器を制御するために使用されることが、
前記フィードバック制御電気信号が、前記第1のDSPが前記複数のコヒーレント電気信号に基づいて前記サービスデータを取得するように、前記第3の局部発振光または前記第4の局部発振光の位相を調整するよう前記位相変調器を制御するために使用されることと、
前記第1のPRCが、前記第3のBSを通過する前記第3の局部発振光と前記第4の局部発振光とに対して偏光ビーム合成を行うように構成されることと、
を含む、請求項9に記載のコヒーレント光受信装置。 - 前記コンバイナユニットが、複数の第2のPRCと、複数の第2の光・電気変換モジュールとを備え、
前記第2のPRCが、前記複数のハイブリッド光のビームのうちの2本に対してビーム合成を行うように構成され、
前記複数の第2の光・電気変換モジュールが、前記第2のPRCがビーム合成を行う複数のハイブリッド光のビームを前記複数のコヒーレント電気信号に変換するように構成される、請求項1から10のいずれか一項に記載のコヒーレント光受信装置。 - 前記コンバイナユニットが、第3の光・電気変換モジュールを備え、前記第3の光・電気変換モジュールが、複数の光検出器(PD)と、複数の電気ドメイン加算器/減算器と、複数のトランスインピーダンスアンプ(TIA)と、複数のアナログ・デジタル変換器(ADC)とを備え、
前記PDが、前記複数のハイブリッド光のビームを複数のハイブリッド電気信号のビームに変換するように構成され、
前記複数の電気ドメイン加算器/減算器が、前記複数のコヒーレント電気信号を取得するために前記複数のハイブリッド電気信号のビームを合成するように構成され、
前記TIAが、前記複数のコヒーレント電気信号を増幅するように構成され、
前記ADCが、前記複数のコヒーレント電気信号に対してアナログ・デジタル変換を行うように構成される、請求項1から10のいずれか一項に記載のコヒーレント光受信装置。 - 前記信号処理モジュールが、第2のDSPと、デジタル・アナログ変換器(DAC)と、電力増幅器とを備え、
前記第2のDSPが、前記電気監視信号に基づいて前記フィードバック制御電気信号を生成するように構成され、
前記DACが、前記フィードバック制御電気信号に対してデジタル・アナログ変換を行うように構成され、
前記電力増幅器が、デジタル・アナログ変換が行われる前記フィードバック制御電気信号に対して電力増幅を行うように構成される、
請求項1から4、9、および10のいずれか一項に記載のコヒーレント光受信装置。 - 前記コヒーレント光受信装置が前記第1のDSPをさらに備え、前記第1のDSPが、前記複数のコヒーレント電気信号に基づいて前記サービスデータを取得するように構成される、請求項13に記載のコヒーレント光受信装置。
- 光学システムであって、前記光学システムが、光送信デバイスと、光ファイバと、請求項1から14のいずれか一項に記載のコヒーレント光受信装置とを備え、前記コヒーレント光受信装置が、前記光ファイバを使用して、前記光送信デバイスによって送信された信号光を受信し、前記コヒーレント光受信装置が局部発振光を受信するか、または前記コヒーレント光受信装置が前記局部発振光を生成することが、
前記コヒーレント光受信装置が、前記光ファイバを使用して、前記光送信デバイスによって送信された前記局部発振光を受信すること、または前記コヒーレント光受信装置が前記局部発振光を生成すること
を含む、光学システム。
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