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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2023-01-13
(45)【発行日】2023-01-23
(54)【発明の名称】空間分割多重化光通信システム及びそのための増幅器
(51)【国際特許分類】
H04B 10/291 20130101AFI20230116BHJP
H04J 14/04 20060101ALI20230116BHJP
H04B 10/2581 20130101ALI20230116BHJP
H04B 10/03 20130101ALI20230116BHJP
【ＦＩ】
H04B10/291
H04J14/04
H04B10/2581
H04B10/03
【請求項の数】
12
(21)【出願番号】P 2019533709
(86)(22)【出願日】2017-08-08
(65)【公表番号】
(43)【公表日】2019-10-17
(86)【国際出願番号】 IB2017054844
(87)【国際公開番号】W WO2018047029
(87)【国際公開日】2018-03-15
【審査請求日】2020-07-13
(31)【優先権主張番号】15/257,895
(32)【優先日】2016-09-06
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
(73)【特許権者】
【識別番号】502101180
【氏名又は名称】サブコム，エルエルシー
(74)【代理人】
【識別番号】100094112
【弁理士】
【氏名又は名称】岡部 讓
(74)【代理人】
【識別番号】100106183
【弁理士】
【氏名又は名称】吉澤 弘司
(74)【代理人】
【識別番号】100114915
【弁理士】
【氏名又は名称】三村 治彦
(74)【代理人】
【識別番号】100125139
【弁理士】
【氏名又は名称】岡部 洋
(72)【発明者】
【氏名】サン，ユ
(72)【発明者】
【氏名】シンキン，オレグ ヴイ
(72)【発明者】
【氏名】ボルシュタイアンスキー，マクシム エー．
(72)【発明者】
【氏名】ピリペツキ，アレクセイ エヌ．
(72)【発明者】
【氏名】フォーサ，ドミトリ
【審査官】対馬 英明
(56)【参考文献】
【文献】米国特許出願公開第２００４／００４２０６４（ＵＳ，Ａ１）
【文献】特開２０１６－１３９９３８（ＪＰ，Ａ）
【文献】国際公開第２０１３／１２１７４４（ＷＯ，Ａ１）
【文献】特開２００２－２２１７４２（ＪＰ，Ａ）
【文献】国際公開第２０１６／０４００８６（ＷＯ，Ａ１）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｈ０４Ｂ １０／００－１０／９０
Ｈ０４Ｊ １４／００－１４／０８
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
光通信システム（３００）であって、第１の複数の次元を有する第１の光ファイバー経路（３１０ｅ）であって、第１の空間分割多重化（ＳＤＭ）信号を第１の方向に搬送するように構成される、第１の光ファイバー経路（３１０ｅ）と、
第２の複数の次元を有する第２の光ファイバー経路（３１０ｗ）であって、第２のＳＤＭ信号を第２の方向に搬送するように構成される、第２の光ファイバー経路（３１０ｗ）と、
前記第１のＳＤＭ信号及び前記第２のＳＤＭ信号を増幅するために構成される少なくとも１つの光増幅器組立体（３０８－１．．．３０８ｎ）と、
を備え、前記少なくとも１つの光増幅器組立体（３０８－１．．．３０８ｎ）は、
第１の複数の光増幅器（３１４－１．．．３１４ｎ）であって、該第１の複数の光増幅器（３１４－１．．．３１４ｎ）のそれぞれは、前記第１の光ファイバー経路（３１０ｅ）の前記第１の複数の次元のうちの関連する次元に、前記第１の複数の次元のうちの前記関連する次元を増幅するために結合される、第１の複数の光増幅器（３１４－１．．．３１４ｎ）と、
第２の複数の光増幅器（３１６－１．．．３１６ｎ）であって、該第２の複数の光増幅器（３１６－１．．．３１６ｎ）のそれぞれは、前記第２の光ファイバー経路（３１０ｗ）の前記第２の複数の次元のうちの関連する次元に、前記第２の複数の次元のうちの前記関連する次元を増幅するために結合される、第２の複数の光増幅器（３１６－１．．．３１６ｎ）と、
前記第１の複数の光増幅器（３１４－１．．．３１４ｎ）及び前記第２の複数の光増幅器（３１６－１．．．３１６ｎ）をポンピングするために構成される光ポンプ組立体（３１８－１．．．３１８Ｎ）と、
を備え、前記光ポンプ組立体（３１８－１．．．３１８ｎ）は、
少なくとも第１のポンプ出力（２１２）及び第２のポンプ出力（２１４）を提供するように構成される複数のポンプ源（２０２、２０４、２０６）を備える光ポンプユニット（１１８－１．．．１１８ｎ）であって、前記複数のポンプ源（２０２、２０４、２０６）のそれぞれは、前記第１のポンプ出力（２１２）と前記第２のポンプ出力（２１４）の両方に結合されて、前記複数のポンプ源（２０２、２０４、２０６）のうちの１つのポンプ源が故障する場合に冗長性を提供し、前記複数のポンプ源（２０２、２０４、２０６）は、それぞれ、（ア）前記第１の複数の次元の数の和、及び（イ）前記第２の複数の次元の数の和より少ない数のポンプ源を備える、光ポンプユニット（１１８－１．．．１１８ｎ）と、
前記第１のポンプ出力を前記第１の複数の光増幅器（３１４－１．．．３１４ｎ）のそれぞれに分割するように構成される第１のスプリッター（３３０ａ）と、
前記第２のポンプ出力を前記第２の複数の光増幅器（３１６－１．．．３１６ｎ）のそれぞれに分割するように構成される第２のスプリッター（３３０ｂ）と、
を備える、光通信システム。
【請求項2】
前記第１の複数の次元上で第１の変調された光信号を多重化するように構成される空間多重化器（３１８）を更に備え、前記第１の変調された光信号のうちの少なくとも１つの第１の変調された光信号は、前記第１の変調された光信号のうちの少なくとも１つの他の第１の変調された光信号と異なる変調フォーマットで変調される、請求項１に記載の光通信システム。
【請求項3】
前記第１のスプリッター（３３０ａ）は、前記第１のポンプ出力（２１２）を、前記第１の複数の光増幅器（３１４－１．．．３１４ｎ）のうちの少なくとも１つの他の光増幅器と異なる分割比を持って、前記第１の変調された光信号のうちの前記少なくとも１つの第１の変調された光信号に関連する前記第１の複数の光増幅器（３１４－１．．．３１４ｎ）のうちの１つの光増幅器に分割するように構成される、請求項２に記載の光通信システム。
【請求項4】
前記システムは、前記第１の光ファイバー経路（３１０ｅ）及び前記第２の光ファイバー経路（３１０ｗ）に沿って離間した複数の光増幅器組立体（３０８－１．．．３０８ｎ）を備え、該複数の光増幅器組立体（３０８－１．．．３０８ｎ）の第１の光増幅器組立体の前記第１の複数の光増幅器（３１４－１．．．３１４ｎ）のうちの１つの光増幅器は、高出力パワーを提供するために前記光ポンプ組立体（３１８－１．．．３１８Ｎ）のうちの関連する光ポンプ組立体によってポンピングされるように構成され、前記光増幅器組立体（３０８－１．．．３０８ｎ）の前記第１の光増幅器組立体の前記第１の複数の光増幅器（３１４－１．．．３１４ｎ）のうちの前記１つの光増幅器の出力は、前記高出力パワーより低い低出力パワーを提供するために前記光ポンプ組立体（３１８－１．．．３１８Ｎ）のうちの関連する光ポンプ組立体によってポンピングされるように構成される前記光増幅器組立体（３０８－１．．．３０８ｎ）の第２の光増幅器組立体の前記第１の複数の光増幅器（３１４－１．．．３１４ｎ）のうちの１つの光増幅器に前記第１の光ファイバー経路（３１０ｅ）によって結合される、請求項１に記載の光通信システム。
【請求項5】
前記第１のスプリッター（３３０ａ）は、前記第１のポンプ出力を、前記第１の複数の光増幅器（３１４－１．．．３１４ｎ）の間で等しい分割比を持って、前記第１の複数の光増幅器（３１４－１．．．３１４ｎ）のそれぞれに分割するように構成される、請求項１に記載の光通信システム。
【請求項6】
前記第１のスプリッター（３３０ａ）は、前記第１のポンプ出力を、前記第１の複数の光増幅器（３１４－１．．．３１４ｎ）の間で異なる分割比を持って、前記第１の複数の光増幅器（３１４－１．．．３１４ｎ）のそれぞれに分割するように構成される、請求項１に記載の光通信システム。
【請求項7】
前記第１の光ファイバー経路（３１０ｅ）は、前記第１の複数の次元を有する第１の光ファイバーを備える、請求項１に記載の光通信システム。
【請求項8】
前記第１の光ファイバー経路（３１０ｅ）は第１の複数の光ファイバーを備え、前記第１の複数の光ファイバーのそれぞれは、関連する第１の複数の次元を提供する、請求項１に記載の光通信システム。
【請求項9】
第１の複数の次元を有する第１の光ファイバー経路（３１０ｅ）上で第１の方向に第１の空間分割多重化（ＳＤＭ）信号を送信する（６０２）ことと、第２の複数の次元を有する第２の光ファイバー経路（３１０ｗ）上で第２の方向に第２のＳＤＭ信号を送信する（６０４）ことと、
第１の複数の光増幅器（３１４－１．．．３１４ｎ）であって、該第１の複数の光増幅器（３１４－１．．．３１４ｎ）のそれぞれは、前記第１の光ファイバー経路（３１０ｅ）の前記第１の複数の次元のうちの関連する次元に結合されて、前記第１の複数の次元のうちの前記関連する次元を増幅するように構成される、第１の複数の光増幅器（３１４－１．．．３１４ｎ）と、第２の複数の光増幅器（３１６－１．．．３１６ｎ）であって、該第２の複数の光増幅器（３１６－１．．．３１６ｎ）のそれぞれは、前記第２の光ファイバー経路（３１０ｗ）の前記第２の複数の次元のうちの関連する次元に結合されて、前記第２の複数の次元のうちの前記関連する次元を増幅するように構成される、第２の複数の光増幅器（３１６－１．．．３１６ｎ）とを備える少なくとも１つの光増幅器組立体を設ける（６０６）ことと、
複数のポンプ源（２０２、２０４、２０６）を備える単一ポンプユニット（１１８－１．．．１１８ｎ）を使用して前記第１の複数の光増幅器（３１４－１．．．３１４ｎ）及び前記第２の複数の光増幅器（３１６－１．．．３１６ｎ）をポンピングする（６０８）ことと、
を含み、前記複数のポンプ源は、それぞれ、（ア）前記第１の複数の次元数の和、及び前記第２の複数の次元の数の和より少ない数のポンプ源（２０２、２０４、２０６）を備え、
前記単一ポンプユニット（１１８－１．．．１１８ｎ）は、前記複数のポンプ源（２０２、２０４、２０６）のそれぞれに少なくとも第１のポンプ出力（２１２）及び第２のポンプ出力（２１４）を提供するように構成され、前記複数のポンプ源（２０２、２０４、２０６）のそれぞれは、該複数のポンプ源（２０２、２０４、２０６）のうちの１つのポンプ源が故障する場合に冗長性を提供するために前記第１のポンプ出力（２１２）及び前記第２のポンプ出力（２１４）の両方に結合され、前記光ポンプユニット（１１８－１．．．１１８ｎ）は光ポンプ組立体（３１８－１．．．３１８Ｎ）内に設けられ、該光ポンプ組立体（３１８－１．．．３１８Ｎ）は、
前記第１のポンプ出力を前記第１の複数の光増幅器（３１４－１．．．３１４－ｎ）のそれぞれに分割するように構成される第１のスプリッター（３３０ａ）と、
前記第２のポンプ出力を前記第２の複数の光増幅器（３１６－１．．．３１６ｎ）のそれぞれに分割するように構成される第２のスプリッター（３３０ｂ）と、
を更に備える、方法。
【請求項10】
前記第１のＳＤＭ信号のうちの少なくとも１つのＳＤＭ信号を、前記第１のＳＤＭ信号のうちの少なくとも１つの他のＳＤＭ信号と異なる変調フォーマットで変調することを含む、請求項９に記載の方法。
【請求項11】
前記第１のＳＤＭ信号のうちの少なくとも１つのＳＤＭ信号を、前記第１のＳＤＭ信号のうちの少なくとも１つの他のＳＤＭ信号と異なる変調フォーマットで変調することを含み、前記第１のスプリッター（３３０ａ）は、前記第１のポンプ出力を、前記第１の複数の光増幅器（３１４－１．．．３１４ｎ）のうちの少なくとも１つの他の光増幅器と異なる分割比を持って、前記第１のＳＤＭ信号のうちの前記少なくとも１つのＳＤＭ信号に関連する前記第１の複数の光増幅器（３１４－１．．．３１４ｎ）のうちの１つの光増幅器に分割するように構成される、請求項９に記載の方法。
【請求項12】
前記第１の光ファイバー経路（３１０ｅ）及び前記第２の光ファイバー経路（３１０ｗ）に沿って離間した複数の光増幅器組立体（３０８－１．．．３０８ｎ）を設けることと、高出力パワーを提供するために前記光増幅器組立体（３０８－１．．．３０８ｎ）の第１の光増幅器組立体の前記第１の複数の光増幅器（３１４－１．．．３１４ｎ）のうちの１つの光増幅器をポンピングすることと、
前記高出力パワーより低い低出力パワーを提供するために前記光増幅器組立体（３０８－１．．．３０８ｎ）の第２の光増幅器組立体の前記第１の複数の光増幅器（３１４－１．．．３１４ｎ）のうちの１つの光増幅器をポンピングすることと、
前記光増幅器組立体（３０８－１．．．３０８ｎ）の前記第１の光増幅器組立体の前記第１の複数の光増幅器（３１４－１．．．３１４ｎ）のうちの前記１つの光増幅器の出力を、前記光増幅器組立体（３０８－１．．．３０８ｎ）の第２の光増幅器組立体の前記第１の複数の光増幅器（３１４－１．．．３１４ｎ）のうちの前記１つの光増幅器の入力に結合することと、
を含む、請求項９に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【背景技術】
【0001】
波長分割多重化（ＷＤＭ：wavelength division multiplexing）光通信システムにおいて、単一光ファイバーが複数の光信号を搬送するために使用することができる。複数の光信号は、多重化されて多重化信号又はＷＤＭ信号を形成し、複数の信号のそれぞれは別個のチャネル上で変調される。それぞれのチャネルは、関連付けられた波長に存在することができ、その波長は、例えば、国際電気通信連合（ＩＴＵ：International Telecommunications Union）によって制定されたチャネル計画に従って、規定されたチャネル間隔だけ隣接チャネルから分離される。システム上で送信することができる波長範囲は、システム帯域幅として知られている。システムは、そのシステム帯域幅を利用して、所望の変調フォーマット及びビットレートで所望の数のチャネルを搬送する。
【0002】
従来技術のＷＤＭ伝送システム１００の一例は図１に示される。示すＷＤＭシステム１００は、第１の送受信機１０２及び第２の送受信機１０４、光ケーブル１０６、及び光増幅器１０８－１．．．１０８－ｎを備える。光ケーブル１０６は、少なくとも一対の光ファイバー１１０ｅ、１１０ｗ及びケーブル１０６に結合された構成要素に電力を搬送するパワー導体１１２を備える。
【0003】
システム１００は、第１の送受信機１０２からファイバー１１０ｅを通じて「東」方向に第２の送受信機１０４まで光信号ＴＸ１、ＴＸ２、ＴＸ３を送信するのに役立ち、第２の送受信機１０４にて、光信号ＴＸ１、ＴＸ２、ＴＸ３は、受信信号ＲＸ１、ＲＸ２、ＲＸ３としてそれぞれ再生される。また、システム１００は、第２の送受信機１０４からファイバー１１０ｗを通じて「西」方向に第１の送受信機１０２まで光信号ＴＸ４、ＴＸ５、ＴＸ６を送信するのにも役立ち、第１の送受信機１０２にて、光信号ＴＸ４、ＴＸ５、ＴＸ６は、受信信号ＲＸ４、ＲＸ５、ＲＸ６としてそれぞれ再生される。
【0004】
増幅器１０８－１．．．１０８－ｎのそれぞれは、ファイバー１１０ｅ及び１１０ｗ上のＷＤＭ信号を増幅するために、「東」方向ファイバー１１０ｅにそれぞれ結合したエルビウム添加ファイバー増幅器（ＥＤＦＡ：erbium doped fiber amplifier）１１４－１．．．１１４－ｎ、及び、「西」方向ファイバー１１０ｗにそれぞれ結合したＥＤＦＡ１１６－１．．．１１６－ｎを含む。既知であるように、ＥＤＦＡ等の希土類添加光増幅器は、光信号を、添加ファイバーセグメントを通して通過させ、そのセグメントを、レーザー等の別の発生源からの光によって「ポンピングする（pumping）」ことによって動作する。ポンプ源は、添加セグメントにおいて、希土類原子、例えば、ＥＤＦＡの場合、エルビウム原子を励起し、希土類原子は、その後、ＥＤＦＡを通過する光信号を増幅するのに役立つ。
【0005】
それぞれの増幅器１０８－１．．．１０８－ｎ内で、ＥＤＦＡ１１４－１．．．１１４－ｎ及び１１６－１．．．１１６－ｎはそれぞれ、共通の光ポンプユニット（ＯＰＵ：optical pump unit）１１８－１．．．１１８－ｎによってポンピングされて、光ファイバー１１０ｅ、１１０ｗ上でＥＤＦＡ１１４－１．．．１１４－ｎ及び１１６－１．．．１１６－ｎを通過するＷＤＭ信号の増幅をもたらす。ＯＰＵ１１８－１．．．１１８－ｎのそれぞれは複数のポンプを含む。概して、ポンプの出力は、組合され、その後、それぞれのＯＰＵ１１８－１．．．１１８－ｎについて２つ以上のポンプ出力を提供するために分割される。そのため、ＯＰＵ１１８－１．．．１１８－ｎのそれぞれの出力における出力パワーは、ＯＰＵ１１８－１．．．１１８－ｎ内の複数のポンプのそれぞれによって提供されるポンプ出力の組合せ体である。有利には、ＯＰＵ１１８－１．．．１１８－ｎ内のポンプのうちの１つのポンプが故障する場合、ＯＰＵ１１８－１．．．１１８－ｎ内の他のポンプ（複数の場合もある）からのポンプパワーが、ＥＤＦＡ１１４－１．．．１１４－ｎ及び１１６－１．．．１１６－ｎをそれぞれポンピングするためにＯＰＵ１１８－１．．．１１８－ｎの出力に依然として提供される。そのため、それぞれの増幅器１０８－１．．．１０８－ｎにおける、ＥＤＦＡ１１４－１．．．１１４－ｎ及び１１６－１．．．１１６－ｎについての共通ＯＰＵ１１８－１．．．１１８－ｎのそれぞれの使用は、それぞれの増幅器１０８－１．．．１０８－ｎ内でＥＤＦＡ１１４－１．．．１１４－ｎ及び１１６－１…１１６－ｎをポンピングするためのポンプパワーの冗長性を提供する。
【0006】
ＯＰＵ１１８ａの一例は図２に示される。示すＯＰＵ１１８ａは、３つのポンプ２０２、２０４、２０６、例えば、連続波レーザー、コンバイナー２０８、及びカプラー２１０を備える。第１のポンプ２０２及び第２のポンプ２０４の出力は、別個の入力としてコンバイナー２０８に結合される。コンバイナー２０８は、例えば、偏波保持コンバイナーとすることができる。コンバイナー２０８は、第１のポンプ２０２及び第２のポンプ２０４の出力を組合せて、コンバイナー出力を提供する。コンバイナー出力は、カプラー２１０に対する第１の入力として結合され、ポンプ２０６の出力は、カプラー２１０に対する第２の入力として結合される。カプラー２１０は、例えば、既知の５０／５０の４ポート型カプラーとすることができる。カプラー２１０は、コンバイナー出力及びポンプ２０６の出力を組合せ、その後、組合せた出力を、ＯＰＵ１１８ａの第１の出力及び第２の出力として２つの別個の出力経路２１２、２１４上に分割する。そのため、ポンプ２０２、２０４、２０６のそれぞれは、ＯＰＵ１１８ａの第１の出力及び第２の出力の両方に結合される。これは、ポンプ２０２、２０４、２０６のうちの１つが故障する場合に冗長性を提供する。その理由は、ポンプ２０２、２０４、２０６のうちの１つ以上のポンプが故障する場合、ＯＰＵ１１８のそれぞれの出力が、残りのポンプ（複数の場合もある）２０２、２０４、２０６からのポンプパワーを含むからである。
【0007】
再び図１を参照すると、ＯＰＵ１１８－１．．．１１８－ｎ内のポンプを駆動するための電力は、ケーブル１０６内のパワー導体１１２を通してＯＰＵに結合される。示す例において、送受信機１０２内のパワー供給機器（ＰＦＥ：power feed equipment）１２０は、電力をパワー導体１１２に供給する。システム１００を、パワー制限システムとして述べることができる。その理由は、ＰＦＥ機器１２０がパワー導体１１２に送出することができる最大パワーＰｍａｘが、パワー導体１１２の長さ（送受信機間の距離によって決定される）及び構成（例えば、組成、直径等）によって制限されるからである。パワー導体１１２に送出される総パワーをＰｍａｘより大きい値まで増加させることは、パワー導体１１２及び／又はＰＦＥ１２０の完全性を損なう。システム１００がパワー制限システムであるため、ＯＰＵ１１８－１．．．１１８－ｎ内のポンプを駆動するために利用可能な電力は制限され、それは、ＯＰＵ１１８－１．．．１１８－ｎが提供することができる総ポンプパワーの量を制限する。
【発明の概要】
【0008】
解決されるべき問題の１つは、パワー制限システムにおいて利用可能な制限された電力が、伝送容量を増加することに対して非常な難題をもたらしていることである。例えば、マルチレベル変調技法及びコヒーレント受信機は、伝送レートを増加させ、チャネル間隔を減少させ、それにより、ＷＤＭシステム内のそれぞれのチャネルのスペクトル効率（ＳＥ：spectral efficiency）を増加させるために使用されてきた。マルチレベル変調フォーマットの使用はスペクトル効率及び伝送容量を増加させることができるが、こうしたフォーマットは信号対雑音比（ＳＮＲ）の増加を必要とする場合がある。高ＳＮＲで動作することは、特に広いシステム帯域幅について、高い光チャネル出力パワー及び高い増幅器ポンプパワーを必要とする。幾つかの構成において、必要とされる高いパワーレベルを送出することは、パワー制限システムにおいて技術的に及び／又は経済的に可能でない場合がある。
【0009】
スペクトル効率を増加させることに対する別のアプローチは、空間分割多重化（ＳＤＭ：spatial division multiplexing）を実装することである。ＳＤＭシステムにおいて、多次元ファイバー、例えば、マルチコア又はマルチモードファイバーを使用することができ、ＷＤＭ信号を、ファイバーの次元のそれぞれ上で分離することができる。例えば、単一コアファイバー上でＷＤＭ信号を伝送する代わりに、ＳＤＭシステムにおいて、信号は、マルチコアファイバーのコアのそれぞれ又はマルチモードファイバーのモードのそれぞれ上で分離され伝送することができる。
【0010】
残念ながら、長距離ＳＤＭシステムにおいて、伝送ファイバーの次元、例えば、コアのそれぞれは増幅されなければならない。ＷＤＭ信号が単一光ファイバー上で搬送され、それぞれの増幅器がファイバー上でシステム帯域幅全体を増幅する非ＳＤＭシステムと対照的に、ＳＤＭシステム内の次元のそれぞれを増幅することは、それぞれの次元について別個の光増幅器を必要とする。多次元ファイバーの次元のそれぞれをポンピングするために必要とされる光ポンプパワーは、パワー制限システムにおいて利用可能でない場合がある。
【0011】
ここで、添付の図面を参照しながら、例として、本発明が説明されることになる。
【図面の簡単な説明】
【0012】
【図1】従来技術の波長分割多重化（ＷＤＭ）光伝送システムのブロック線図である。
【図2】従来技術の光ポンプユニットのブロック線図である。
【図3】本開示に適合する空間分割多重化（ＳＤＭ）光伝送システムの一例のブロック線図である。
【図4】本開示に適合する光増幅器組立体の一例のブロック線図である。
【図5】本開示に適合するスプリッターの一例のブロック線図である。
【図6】本開示に適合する方法の一例を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【0013】
本開示は、光通信システムに関し、より具体的には、空間分割多重化光通信システム及びそのための増幅器に関する。
【0014】
概して、本開示は、空間分割多重化（ＳＤＭ）光通信システム及びＳＤＭシステムのための光増幅器に関する。それぞれの光増幅器組立体は、東方向に送信される信号を増幅するための第１の光ファイバー経路に結合した第１の複数の増幅器、及び、西方向に送信される信号を増幅するための第２の光ファイバー経路に結合した第２の複数の光増幅器を含む。第１の複数の光増幅器及び第２の複数の光増幅器のそれぞれは、第１の光ファイバー経路及び第２の光ファイバー経路の異なる関連する空間次元にそれぞれ結合される。
【0015】
それぞれの光増幅器組立体は、東方向及び西方向に移動する信号の増幅をもたらすために第１の複数の光増幅器及び第２の複数の光増幅器をポンピングするために構成される単一ポンプ組立体を含む。ポンプ組立体は、冗長性を提供するために複数のポンプを含む、既知の光ポンプユニット（ＯＰＵ）を含む。ＯＰＵの出力は、ＯＰＵの出力を別個の経路上に分割する１つ以上のスプリッターに結合され、別個の経路のそれぞれは、第１の複数の増幅器又は第２の複数の増幅器のうちの関連する１つの増幅器に結合されて、ポンプパワーを第１の複数の増幅器及び第２の複数の増幅器に提供する。
【0016】
ポンプ組立体におけるＯＰＵの使用は、システムが、システムのパワー導体に送出される電力を最大許容可能パワーより小さく維持することを可能にする。そのため、本開示に適合するＳＤＭ光伝送システムは、同じ伝送距離、電力導体構成、及びパワー供給構成の場合、パワー消費を、非ＳＤＭ光伝送システムのパワー消費以下に維持しながら、非ＳＤＭ光伝送システムのデータ容量と比較して増加した伝送容量を提供し得る。ポンプ組立体をＳＤＭ構成で使用することができ、ＳＤＭ構成において、第１及び第２の光ファイバー経路は、単一マルチコアファイバーであって、それぞれのコアに関連する増幅器を有する、単一マルチコアファイバー、単一マルチモードファイバーであって、それぞれのモードに関連する増幅器を有する、単一マルチモードファイバー、又は、単一コア、単一モードファイバーのバンドルであって、それぞれのファイバーに関連する増幅器を有する、単一コア、単一モードファイバーのバンドルである。
【0017】
本開示に適合するＳＤＭシステム３００の一例は図３に概略的に示される。示すＳＤＭシステム３００は、第１の送受信機３０２及び第２の送受信機３０４、光ケーブル３０６、並びに光増幅器組立体３０８－１．．．３０８－ｎを備える。光ケーブル３０６は少なくとも、第１の光ファイバー経路３１０ｅ及び第２の光ファイバー経路３１０ｗを備える。それぞれの光ファイバー経路３１０ｅ、３１０ｗは複数の次元を含む。
【0018】
本明細書で使用するとき、用語「次元（dimension）」は、識別可能な光データ経路を指す。例えば、単一モード及び単一コア光ファイバーは、１つの次元のみを有する。マルチコアファイバーは、それぞれのコアが関連する次元をサポートできるため、ファイバー内のコアの数に等しい数の次元を有する。マルチモードファイバー又はフューモードファイバーは、ファイバーによってサポートされるモードに等しい数の次元を有する。単一モード、単一コアファイバーのバンドルも、複数の次元を有し、複数の次元のそれぞれは、ファイバーの全く異なる１つのファイバーによってサポートされる。本開示に適合するＳＤＭシステムは、任意のタイプの任意の数の多次元光ファイバー経路を備えることができる。
【0019】
システム３００は、送受信機３０２から光ファイバー経路３１０ｅを通じて東方向に送受信機３０４まで光信号ＴＸ１、ＴＸ２、ＴＸ３を送信するのに役立ち、送受信機３０４にて、光信号ＴＸ１、ＴＸ２、ＴＸ３は、受信信号ＲＸ１、ＲＸ２、ＲＸ３としてそれぞれ再生される。また、システム３００は、送受信機３０４から光ファイバー経路３１０ｗを通じて西方向に送受信機３０２まで光信号ＴＸ４、ＴＸ５、ＴＸ６を送信するのにも役立ち、送受信機３０２にて、光信号ＴＸ４、ＴＸ５、ＴＸ６は、受信信号ＲＸ４、ＲＸ５、ＲＸ６としてそれぞれ再生される。方向に関して相対的な用語「東（east）」及び「西（west）」等は、光ケーブル内の光ファイバー経路に沿う異なる方向の伝送を記述するための説明の容易さのために本明細書で使用することができる。これらの用語は、地理的方向を指すことを意図されるのではなく、代わりに、単に異なる伝送方向を示す。
【0020】
示す実施形態において、送受信機３０２内の空間多重化器３１８は、変調された光信号ＴＸ１、ＴＸ２、及びＴＸ３を受信し、信号ＴＸ１、ＴＸ２、及びＴＸ３を光ファイバー経路３１０ｅの別個の次元上で多重化するように構成することができる。例えば、単一マルチコアファイバーの場合、空間多重化器３１８は、マルチコアファイバーの別個のコア上で光信号ＴＸ１、ＴＸ２、及びＴＸ３を提供することができ、マルチモード又はフューモードファイバーの場合、空間多重化器３１８は、マルチモード又はフューモードファイバーの異なるモード上で光信号ＴＸ１、ＴＸ２、及びＴＸ３を提供するように構成することができ、単一モード、単一コアファイバーのバンドルを含む光ファイバー経路の場合、空間多重化器３１８は、ファイバーのバンドルの別個のファイバー上で光信号ＴＸ１、ＴＸ２、及びＴＸ３を提供することができる。同様に、送受信機３０４内の空間多重化器３２４は、変調された光信号ＴＸ４、ＴＸ５、及びＴＸ６を受信し、信号ＴＸ４、ＴＸ５、及びＴＸ６を光ファイバー経路３１０ｗの別個の次元上で多重化するように構成することができる。
【0021】
光増幅器組立体３０８－１．．．３０８ｎは、光ファイバー経路３１０ｅ及び３１０ｗ上の信号を増幅するために光ケーブル３０６に結合される。信号は、空間多重分離器３２０、３２２によってそれぞれ受信されるまで、光ファイバー経路３１０ｅ及び３１０ｗ内を伝播し、光増幅器組立体３０８－１．．．３０８－ｎによって途中で周期的に増幅される。空間多重分離器３２０は、空間多重化器３１８によって当初適用された多重化の逆を行い、元の信号ＴＸ１、ＴＸ２、及びＴＸ３に対応する受信信号ＲＸ１、ＲＸ２、及びＲＸ３を提供する。空間多重分離器３２２は、空間多重化器３２４によって当初適用された多重化の逆を行い、元の信号ＴＸ４、ＴＸ５、及びＴＸ６に対応する受信信号ＲＸ４、ＲＸ５、及びＲＸ６を提供する。
【0022】
システム３００は、例証を容易にするために、「東」方向及び「西」方向のそれぞれにおいて、３つの信号のみを送受信するものとして示される。ＷＤＭシステムが最大１２８以上の光チャネル上で多数の信号を送信し得ることを当業者は認識するであろう。例示的なシステム１００は、５０００ｋｍ以上の距離にわたってチャネルを送信するために構成される長距離海底システムとすることができる。
【0023】
光ケーブル３０６は、光ケーブル３０６に結合された、光増幅器組立体３０８－１．．．３０８ｎ、光アドドロップ多重化器（add-drop-multiplexers）等に電力を運ぶように設計されたパワー導体３１２を備える。パワー導体３１２の構成は、パワーがひと続きの光ケーブル３０６に沿って搬送されなければならない海中光伝送システムにおいて一般的であり得る。示す実施形態において、送受信機３０２内のパワー供給機器（ＰＦＥ）１２０は、電力をパワー導体３１２に供給する。ＰＦＥ１２０は、例証を容易にするために送受信機３０２内に位置するものとして示される。パワー供給機器３０２が送受信機３０２、３０４のいずれか一方又は両方に位置することができることを当業者は認識するであろう。
【0024】
システム３００はパワー制限システムである。その理由は、ＰＦＥ機器１２０がパワー導体３１２に送出することができる最大パワーＰｍａｘが、パワー導体３１２の長さ（送受信機間の距離によって決定される）及び構成（例えば、組成、直径等）によって制限されるからである。パワー導体３１２に送出される総パワーをＰｍａｘより大きい値まで増加させることは、パワー導体３１２及び／又はＰＦＥ１２０の完全性を損なう。ＰＦＥ機器１２０が提供できる最大パワーＰｍａｘは、システム３００がＳＤＭシステム（図示する）として構成されるか、非ＳＤＭシステムとして構成されるかに無関係であり、ＷＤＭ信号は、図１に示すように単一コア、単一モードファイバーを通じて伝送される。
【0025】
増幅器組立体３０８－１．．．３０８－ｎのそれぞれは、「東」方向光ファイバー経路３１０ｅにそれぞれ結合された第１の複数の光増幅器３１４－１．．．３１４－ｎ、及び、「西」方向光ファイバー経路３１０ｗにそれぞれ結合された第２の複数の光増幅器３１６－１．．．３１６－ｎを備える。第１の複数の光増幅器３１４－１．．．３１４－ｎ及び第２の複数の光増幅器３１６－１．．．３１６－ｎ内のそれぞれの光増幅器は、第１の光ファイバー経路３１０ｅ及び第２の光ファイバー経路３１０ｗの異なる関連する次元にそれぞれ結合される。第１の複数の光増幅器３１４－１．．．３１４－ｎ及び第２の複数の光増幅器３１６－１．．．３１６－ｎ内のそれぞれの光増幅器は、１つ以上のポンプ源、例えば、任意の希土類添加増幅器、ラマン増幅器、及び／又はその組合せを必要とする任意のタイプの既知の光増幅器とすることができる。
【0026】
それぞれの増幅器組立体３０８－１．．．３０８－ｎ内で、第１の複数の光増幅器３１４－１．．．３１４－ｎ及び第２の複数の光増幅器３１６－１．．．３１６－ｎはそれぞれ、共通ポンプ組立体３１８－１．．．３１８－ｎによってポンピングされて、光ファイバー経路３１０ｅ、３１０ｗのそれぞれの次元上で第１の複数の光増幅器３１４－１．．．３１４－ｎ及び第２の複数の光増幅器３１６－１．．．３１６－ｎを通過するＳＤＭ信号の増幅をもたらす。それぞれのポンプ組立体３１８－１．．．３１８－ｎは、冗長性を提供するために複数のポンプを含む、例えば、図１及び図２に関連して述べるような、既知の光ポンプユニット（ＯＰＵ）１１８－１．．．１１８－ｎを備える。それぞれのＯＰＵ１１８－１．．．１１８－ｎ内のポンプの数は、第１の光ファイバー３１０ｅ内の空間次元の数と第２の光ファイバー３１０ｗ内の空間次元の数との和より少ない。幾つかの実施形態において、それぞれのＯＰＵ１１８－１．．．１１８－ｎ内のポンプの数は、第１の光ファイバー３１０ｅ又は第２の光ファイバー３１０ｗ内の空間次元の数より少ない。
【0027】
それぞれのＯＰＵ１１８－１．．．１１８－ｎの出力は、ＯＰＵ１１８－１．．．１１８－ｎの出力をＮ個の別個の経路上に分割する１つ以上のスプリッター（それぞれ複数の場合もある）３３０－１．．．３３０－ｎに結合され、Ｎ個の別個の経路のそれぞれは、第１の複数の増幅器３１４－１．．．３１４－ｎ及び第２の複数の増幅器３１６－１．．．３１６－ｎにポンプパワーを提供するために第１の複数の増幅器３１４－１．．．３１４－ｎ又は第２の複数の増幅器３１６－１．．．３１６－ｎのうちの関連する１つの増幅器に結合される。この構成によって、第１の複数の増幅器３１４－１．．．３１４－ｎ及び第２の複数の増幅器３１６－１．．．３１６－ｎ内の増幅器はそれぞれ、別個のポンプを必要としない。代わりに、ＯＰＵ１１８－１．．．１１８－ｎ内のポンプの数は、光ファイバー経路３１０ｅ及び３１０ｗの次元に結合された全ての増幅器３１４－１．．．３１４－ｎ及び３１６－１．．．３１６－ｎに依然としてポンピングしながら、システムパワー要件を最大パワーＰｍａｘ以下に維持するために選択され得る。これは、非ＳＤＭシステム増幅器とＳＤＭシステム増幅器との置換えが、非ＳＤＭシステムをＳＤＭシステムに変換することを可能にし、それにより、最大パワーＰｍａｘを超えてシステムパワー消費を増加させることなく、システム容量を増加させる。
【0028】
本開示に適合する光増幅器組立体３１８ａの一例は図４に示される。この示す実施形態は、第１の光ファイバー経路３１０ｅ－ａのセクション及び第２の光ファイバー経路３１０ｗ－ａのセクションを示す。第１の光ファイバー経路３１０ｅ－ａ及び第２の光ファイバー経路３１０ｗ－ａは、信号のそれぞれを搬送するために４つの次元４０２ｅ－１．．．４０２ｅ－４及び４０２ｗ－１．．．４０２ｗ－４をそれぞれ有する。次元４０２ｅ－１．．．４０２ｅ－４及び４０２ｗ－１．．．４０２ｗ－４は、マルチコアファイバーの異なるコア、マルチモード又はフューモードファイバーの異なるモード、単一モード、単一コアファイバーのバンドル内の異なるファイバー、又はその組合せによって確立することができる。示す実施形態は、それぞれが４つのコアを有するファイバー経路３１０ｅ－ａ及び３１０ｗ－ａを含むが、本開示に適合するシステム及び方法が任意の数の次元を有するファイバー経路によって動作することができることを当業者は認識するであろう。同様に、ファイバー経路は、同じ数の次元を有する必要はない。
【0029】
光増幅器組立体３０８ａは、第１の複数の光増幅器３１４ａ、第２の複数の光増幅器３１６ａ、及びポンプ組立体３１８ａを備える。第１の複数の光増幅器３１４ａは、４つのＥＤＦＡ４０４－１．．．４０４－４を備え、ＥＤＦＡ４０４－１．．．４０４－４のそれぞれは、光ファイバー経路３１０ｅ－ａの４つの次元４０２ｅ－１．．．４０２ｅ－４のうちの異なる関連する１つの次元に結合される。第２の複数の光増幅器３１６ａは、４つのＥＤＦＡ４０６－１．．．４０６－４を備え、ＥＤＦＡ４０６－１．．．４０６－４のそれぞれは、光ファイバー経路３１０ｗ－ａの４つの次元４０２ｗ－１．．．４０２ｗ－４のうちの異なる関連する１つの次元に結合される。
【0030】
ポンプ組立体３１８ａは、既知のＯＰＵ１１８並びに第１の１×４スプリッター３３０ａ及び第２の１×４スプリッター３３０ｂを備える。ＯＰＵ１１８は、例えば図１及び図２に関連して示し述べるように、冗長性を提供するために、２つの別個のポンプ出力を提供し、別個の出力に結合された複数のポンプを備える。ＯＰＵ１１８のそれぞれの出力は、１×４スプリッター３３０ａ、３３０ｂのうちの異なる１つの１×４スプリッターに結合される。１×４スプリッター３３０ａ、３３０ｂはそれぞれ、それにより４つの別個の出力経路上で受信されるＯＰＵ１１８出力を分割するために既知の構成をとることができる。スプリッター３３０ａの出力における４つの別個の経路のそれぞれは、ポンプパワーをＥＤＦＡ４０４－１．．．４０４－４に提供するためにＥＤＦＡ４０４－１．．．４０４－４のうちの関連する１つのＥＤＦＡに結合される。スプリッター３３０ｂの出力における４つの別個の経路のそれぞれは、ポンプパワーをＥＤＦＡ４０６－１．．．４０６－４に提供するためにＥＤＦＡ４０６－１．．．４０６－４のうちの関連する１つのＥＤＦＡに結合される。
【0031】
この構成によって、ＯＰＵ１１８は、第１の光ファイバー経路３１０ｅ－ａ及び第２の光ファイバー経路３１０ｗ－ａに結合されたＥＤＦＡ４０４－１．．．４０４－４及び４０６－１．．．４０６－４をポンピングして、第１の光ファイバー経路３１０ｅ－ａ及び第２の光ファイバー経路３１０ｗ－ａ内の次元の数（正：the number of dimensions）の和（すなわち、示す例では８）より少ない数のポンプをＯＰＵ１１８内で使用して、次元４０２ｅ－１．．．４０２ｅ－４及び４０２ｗ－１．．．４０２ｗ－４上で伝播する信号を増幅し得る。ＯＰＵ１１８が、例えば図２に示すように３つのポンプを備えるように構成される場合、ＯＰＵ１１８は、第１の光ファイバー経路３１０ｅ－ａ又は第２の光ファイバー経路３１０ｗ－ａ内の次元の数（すなわち、示す例では４）より少ない数（３）のポンプをＯＰＵ１１８内で使用して、第１の光ファイバー経路３１０ｅ－ａ内の４つの次元のそれぞれに関連するＥＤＦＡ４０４－１．．．４０４－４及び第２の光ファイバー経路３１０ｗ－ａ内の４つの次元のそれぞれに関連するＥＤＦＡ４０６－１．．．４０６－４をポンピングし得る。
【0032】
再び図３を参照すると、本開示に適合するポンプ組立体３１８内のスプリッター（複数の場合もある）３３０が、システム要件及び制約に応じて種々の方法で構成することができることを当業者は認識するであろう。例えば、本開示に適合する実施形態において、光ファイバー経路３１０ｅ及び／又は３１０ｗの異なる次元は、異なる変調フォーマットに従って変調された信号を搬送することができる。或る次元は、例えば、直交位相シフトキーイング（ＱＰＳＫ：quadrature phase shift keying）フォーマットに従って変調された信号を搬送することができ、一方、他の次元は、たとえ同じ光ファイバー経路においても、直交振幅変調（ＱＡＭ：quadrature amplitude modulation）変調フォーマットに従って変調された信号を搬送する。異なる次元上で異なる変調フォーマットについて同じ伝播距離を達成するために、次元に結合された増幅器に異なるポンプパワーを提供する（正：provide）ことが必要である場合がある。本開示に適合する実施形態において、スプリッター３３０は、異なる変調フォーマットで信号を搬送する次元に結合された増幅器に、必要とされる異なるポンプパワーを提供するように構成することができる。
【0033】
本開示に適合する光ポンプ組立体３１８内のスプリッター３３０は、カプラーカスケードとして構成することができる。カプラーカスケードを含むスプリッターの一例５０２は図５に示される。示す実施形態５０２は、第１の１×２カプラー５０４、第２の１×２カプラー５０６、及び第３の１×２カプラー５０８を備える１×４スプリッターである。スプリッター５０２に対する入力は第１のカプラー５０４に結合され、第１のカプラー５０４の出力は第２のカプラー５０６及び第３のカプラー５０８に結合される。第２のカプラー５０６及び第３のカプラー５０８の出力はスプリッター５０２の出力として設けられる。
【0034】
カプラー５０４、５０６、５０８の分割比は、スプリッター５０２の出力の所望のパワー分配比を提供するために選択することができる。スプリッター５０２の４つの出力の間における名目上等しい分配を提供するために、カプラー５０４、５０６、５０８のそれぞれの分割比は５０／５０とすることができる。カプラー５０４、５０６、５０８についての５０／５０以外の分割比の使用は、例えば、異なる次元が異なる変調フォーマットで信号を搬送する一実施形態において、異なるポンプパワーで異なる次元をポンピングするためにスプリッター５０２の４つの出力の間の不等のパワー分配をもたらすことになる。
【0035】
実際には、本開示に適合するスプリッター、例えば、スプリッター５０２内のカプラーの分割比は、名目上の分割比に等しくなく、スプリッターがその出力の間で不等のパワー分配を提供することをもたらす場合がある。結果として、第１の複数の増幅器３１４－１．．．３１４－ｎ及び第２の複数の増幅器３１６－１．．．３１６－ｎ内の増幅器は、わずかに異なる利得及び傾斜特性を示すことになる。これらの利得偏差を平均化して取去るために、第１の複数の増幅器３１４－１．．．３１４－ｎ及び第２の複数の増幅器３１６－１．．．３１６－ｎ内の増幅器は、一定利得制御下で又は傾斜制御によってではなく、一定ポンプ電流又は一定パワー制御又は一定信号パワー制御下で動作することができる。これらの利得偏差の更なる調整が所望される場合、スプリッター出力を第１の複数の増幅器３１４－１．．．３１４－ｎ及び第２の複数の増幅器３１６－１．．．３１６－ｎ内のそれぞれの増幅器に接続するときのオフセットスプライスを使用して調整を達成することができるため、スプリッターと増幅器との間の損失が調整される。
【0036】
付加的に又は代替的に、１つの光増幅器組立体３０８－１．．．３０８－ｎの出力は、後続の、例えば、次に隣接する光増幅器組立体３０８－１．．．３０８－ｎの相補的入力に整合され得る。例えば、光増幅器組立体３０８－１．．．３０８－ｎの第１の光増幅器組立体の第１の複数の増幅器３１４－１．．．３１４－ｎのうちの１つの増幅器は、高出力パワーを提供するために、その関連する光ポンプ組立体３１８－１．．．３１８－ｎによってポンピングすることができる。その増幅器の出力は、光増幅器組立体３０８－１．．．３０８－ｎの第２の光増幅器組立体の第１の複数の増幅器３１４－１．．．３１４－ｎのうちの１つの増幅器であって、その関連する光ポンプ組立体３１８－１．．．３１８－ｎによってポンピングされる、１つの増幅器の入力に第１の光経路３１０ｅによって結合されて、高出力パワーより低い低出力パワーを提供し、それにより、総合性能を平均化するのを支援することができる。
【0037】
図６は、本開示に適合する方法６００を示すフローチャートである。動作６０２は、第１の複数の次元を有する第１の光ファイバー経路上で第１の方向に第１の空間分割多重化（ＳＤＭ）信号を送信することを含み、動作６０４は、第２の複数の次元を有する第２の光ファイバー経路上で第２の方向に第２のＳＤＭ信号を送信することを含む。第１の複数の光増幅器であって、第１の複数の光増幅器のそれぞれが、第１の光ファイバー経路の第１の複数の次元のうちの関連する次元に結合されて、第１の複数の次元のうちの関連する次元を増幅するように構成される、第１の複数の光増幅器と、第２の複数の光増幅器であって、第２の複数の光増幅器のそれぞれが、第２の光ファイバー経路の第２の複数の次元のうちの関連する次元に結合されて、第２の複数の次元のうちの関連する次元を増幅するように構成される、第２の複数の光増幅器とを備える少なくとも１つの光増幅器組立体が設けられる（６０６）。動作６０８は、複数のポンプ源を含む単一ポンプユニットを使用して第１の複数の光増幅器及び第２の複数の光増幅器をポンピングすることを含み、複数のポンプ源は、第１の複数の次元及び第２の複数の次元の数の和より少ない数のポンプ源を備える。
【0038】
図６は、例示的な実施形態による種々の動作を示すが、本開示の他の実施形態において、図６に示す動作及び／又は本明細書で述べる他の動作を、図面のいずれかに具体的に示されないが、本開示に依然として完全に適合する方法で組合すことができることが本明細書で完全に企図される。したがって、１つの図面において正確に示されない特徴及び／又は動作を対象とする特許請求項は、本開示の範囲及び内容内にあると見なされる。
【0039】
したがって、一態様によれば、光通信システムが提供され、光通信システムは、第１の複数の次元を有する第１の光ファイバー経路であって、第１の空間分割多重化（ＳＤＭ）信号を第１の方向に搬送するように構成される、第１の光ファイバー経路と、第２の複数の次元を有する第２の光ファイバー経路であって、第２のＳＤＭ信号を第２の方向に搬送するように構成される、第２の光ファイバー経路と、第１のＳＤＭ信号及び第２のＳＤＭ信号を増幅するために構成される少なくとも１つの光増幅器組立体とを備える。光増幅器組立体は、第１の複数の光増幅器であって、第１の複数の光増幅器のそれぞれは、第１の光ファイバー経路の第１の複数の次元のうちの関連する次元に、第１の複数の次元のうちの関連する次元を増幅するために結合される、第１の複数の光増幅器と、第２の複数の光増幅器であって、第２の複数の光増幅器のそれぞれは、第２の光ファイバー経路の第２の複数の次元のうちの関連する次元に、第２の複数の次元のうちの関連する次元を増幅するために結合される、第２の複数の光増幅器と、第１の複数の光増幅器及び第２の複数の光増幅器をポンピングするために構成される光ポンプ組立体とを備える。光ポンプ組立体は、少なくとも第１のポンプ出力及び第２のポンプ出力を提供するように構成される複数のポンプ源を備える光ポンプユニットであって、複数のポンプ源のそれぞれは、第１のポンプ出力及び第２のポンプ出力の両方に結合されて、第１のポンプ源及び第２のポンプ源のうちの１つのポンプ源が故障する場合に冗長性を提供し、複数のポンプ源は、第１の複数の次元及び第２の複数の次元の数の和より少ない数のポンプ源を備える、光ポンプユニットと、第１のポンプ出力を第１の複数の光増幅器のそれぞれに分割するように構成される第１のスプリッターと、第２のポンプ出力を第２の複数の光増幅器のそれぞれに分割するように構成される第２のスプリッターとを備える。
【0040】
別の態様によれば、空間分割多重化（ＳＤＭ）光通信システムのための光増幅器組立体が提供され、空間分割多重化（ＳＤＭ）光通信システムは、第１の複数の次元を有する第１の光ファイバー経路であって、第１のＳＤＭ信号を第１の方向に搬送するように構成される、第１の光ファイバー経路と、第２の複数の次元を有する第２の光ファイバー経路であって、第２のＳＤＭ信号を第２の方向に搬送するように構成される、第２の光ファイバー経路とを備える。光増幅器組立体は、第１の複数の光増幅器であって、第１の複数の光増幅器のそれぞれが、第１の光ファイバー経路の第１の複数の次元のうちの関連する次元に結合されて、第１の複数の次元のうちの関連する次元を増幅するように構成される、第１の複数の光増幅器と、第２の複数の光増幅器であって、第２の複数の光増幅器のそれぞれが、第２の光ファイバー経路の第２の複数の次元のうちの関連する次元に結合されて、第２の複数の次元のうちの関連する次元を増幅するように構成される、第２の複数の光増幅器と、第１の複数の光増幅器及び第２の複数の光増幅器をポンピングするために構成される光ポンプ組立体とを備える。光ポンプ組立体は、少なくとも第１のポンプ出力及び第２のポンプ出力を提供するように構成される複数のポンプ源を備える光ポンプユニットであって、複数のポンプ源のそれぞれが、第１のポンプ出力及び第２のポンプ出力の両方に結合されて、第１のポンプ源及び第２のポンプ源のうちの１つのポンプ源が故障する場合に冗長性を提供し、複数のポンプ源が、第１の複数の次元及び第２の複数の次元の数の和より少ない数のポンプ源を備える、光ポンプユニットと、第１のポンプ出力を第１の複数の光増幅器のそれぞれに分割するように構成される第１のスプリッターと、第２のポンプ出力を第２の複数の光増幅器のそれぞれに分割するように構成される第２のスプリッターとを備える。
【0041】
別の態様によれば、第１の複数の次元を有する第１の光ファイバー経路上で第１の方向に第１の空間分割多重化（ＳＤＭ）信号を送信することと、第２の複数の次元を有する第２の光ファイバー経路上で第２の方向に第２のＳＤＭ信号を送信することと、第１の複数の光増幅器であって、第１の複数の光増幅器のそれぞれは、第１の光ファイバー経路の第１の複数の次元のうちの関連する次元に結合されて、第１の複数の次元のうちの関連する次元を増幅するように構成される、第１の複数の光増幅器と、第２の複数の光増幅器であって、第２の複数の光増幅器のそれぞれは、第２の光ファイバー経路の第２の複数の次元のうちの関連する次元に結合されて、第２の複数の次元のうちの関連する次元を増幅するように構成される、第２の複数の光増幅器とを備える少なくとも１つの光増幅器組立体を設けることと、複数のポンプ源を備える単一ポンプユニットを使用して第１の複数の光増幅器及び第２の複数の光増幅器をポンピングすることとを含み、複数のポンプ源は、第１の複数の次元及び第２の複数の次元の数の和より少ない数のポンプ源を備える、方法が提供される。
【0042】
「結合される／結合された（coupled）」という用語は、本明細書において用いられるとき、１つのシステム要素によって搬送される信号が「結合された」要素に与えられる任意の接続、結合、リンク又は同様のものを指す。そのような「結合された」デバイス、又は信号及びデバイスは、必ずしも互いに直接接続されておらず、そのような信号を操作又は変更することができる中間構成要素又は中間デバイスによって分離されている場合がある。同様に、「接続される／接続された（connected）」又は「結合される／結合された」という用語は、機械的接続若しくは物理的接続又は機械的結合若しくは物理的結合に関して本明細書において用いられるとき、相対語であり、直接の物理的接続を必要としない。
【0043】
本明細書において用いられるとき、「名目的な」又は「名目的に」という用語の使用は、或る量を指すときに、実際の量とは異なる場合がある指定量又は理論量を意味する。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】