特許 7274678 高性能光受信機を含む光通信システム、デバイス、および方法

(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】2023-05-09

(45)【発行日】2023-05-17

(54)【発明の名称】高性能光受信機を含む光通信システム、デバイス、および方法

(51)【国際特許分類】

   H04B 10/61 20130101AFI20230510BHJP

   H04B 10/077 20130101ALI20230510BHJP

【ＦＩ】

H04B10/61

H04B10/077 190

【請求項の数】 20

【外国語出願】

(21)【出願番号】P 2021045432

(22)【出願日】2021-03-19

(62)【分割の表示】P 2019552496の分割

【原出願日】2018-03-21

(65)【公開番号】P2021100283

(43)【公開日】2021-07-01

【審査請求日】2021-03-19

(31)【優先権主張番号】62/474,599

(32)【優先日】2017-03-21

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

(73)【特許権者】

【識別番号】519338016

【氏名又は名称】ビフレスト コミュニケーションズ アぺーエス

(74)【代理人】

【識別番号】110000659

【氏名又は名称】弁理士法人広江アソシエイツ特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】イェンセン，イェスパー

(72)【発明者】

【氏名】ペダーセン，ボ

【審査官】前田 典之

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１２－１７５３２３（ＪＰ，Ａ）

【文献】欧州特許出願公開第１３３００５４（ＥＰ，Ａ２）

【文献】特開平０２－０３９１３１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開昭６３－２００６３１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１４－１８３５５２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１６－２２５９２３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開昭６３－０２５６３２（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０４Ｂ １０／６１

Ｈ０４Ｂ １０／０７７

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

光通信システムであって、
複数の光送信器であって、それぞれの光送信器が、信号スペクトルと中心周波数とビットレートを有するデータを伝達する光信号を、チャネルの帯域幅を有する第１の波長チャネルで送信する光送信機と、
複数の前記光送信器からの前記光信号を受信するために、前記第１の波長チャネルに受信帯域を有する光受信機であって、当該光受信機が、
前記第１の波長チャネルのエッジに対して制御された局部発振器の周波数で局部発振器光を提供する少なくとも１つの局部発振器と、
前記光信号を前記局部発振器光と結合させて結合された光信号を提供する結合器と、
結合された信号を、中心周波数と局部発振器の周波数の差に基づくオフセット周波数でデータを伝送する電気信号に変換する少なくとも１つの光電気コンバータと、
を含む光受信機である、
システム。

【請求項2】

前記結合器が、前記光信号と前記局部発振器光とを結合して、直交偏光を有する第１の結合光信号および第２の結合光信号を提供し、
前記光受信機が、
第１の結合光信号を第１の電気信号に変換するための光電気コンバータと、第２の結合光信号を第２の電気信号に変換するための光電気コンバータと、からなる２つの光電気コンバータと、
前記第１の電気信号を整流し、第１の整流電気信号を提供する整流器と、前記第２の電気信号を整流し、第２の整流電気信号を提供する整流器と、からなる２つの整流器と、
前記第１の整流電気信号および第２の整流された電気信号を結合する結合器とを含む、請求項１に記載のシステム。

【請求項3】

２つの整流器が、
前記第１の電気信号を反転して反転データ信号に変換するための第１の整流器と、
前記第２の電気信号を非反転データ信号に非反転するための第２の整流器とを含み、
前記結合器が、前記データを復元するために前記非反転データ信号から前記反転データ信号を減算する減算器を含む、請求項２に記載のシステム。

【請求項4】

前記波長チャネルの帯域幅が４０～５０ＧＨｚ、前記光受信機の帯域幅が４０ＧＨｚ、前記信号のビットレートが最大２５Ｇｂｐｓである、請求項１に記載のシステム。

【請求項5】

前記波長チャネルの帯域幅が１００ＧＨｚ、前記光受信機の帯域幅が約４０ＧＨｚ、前記信号のビットレートが最大２５Ｇｂｐｓである、請求項１に記載のシステム。

【請求項6】

前記局部発振器からの光がディザー信号を含み、
前記ディザー信号が前記局部発振器光の前記周波数を制御するために使用される、請求項１に記載のシステム。

【請求項7】

前記局部発振器が前記ディザー信号で直接変調される、請求項６に記載のシステム。

【請求項8】

前記光送信機の少なくとも１つが信号周波数の光キャリアにデータを振幅変調しており、変調方式が少なくとも2つの振幅レベルを含む、請求項１に記載のシステム。

【請求項9】

前記変調方式が、デュオバイナリ、ＲＺおよびＮＲＺの１つである、請求項８に記載のシステム。

【請求項10】

少なくとも１つの前記光電気コンバータが、前記システムの波長チャネルの帯域幅に実質的に類似した帯域幅を有するフォトダイオードで、
前記局部発振器の周波数が、前記波長チャネルのエッジ近くに配置されて固定される、請求項１に記載のシステム。

【請求項11】

前記帯域幅と一致する少なくとも１つのローパスフィルタをさらに備える、請求項１０に記載のシステム。

【請求項12】

光結合器を介して、波長チャネルの帯域幅を有する少なくとも１つの波長チャネルを有する光学システムの光送信機から送信される中心周波数を有する光データ信号と、局部発振器周波数を有する少なくとも１つの局部発振器からの光と、を結合して、結合光データ信号を提供し、前記局部発振器周波数が前記波長チャネルのエッジに対して制御されており、
光電気コンバータを介して、結合光データ信号を、前記中心周波数と前記局部発振器周波数との差に基づくオフセット周波数で、対応する電気データ信号に変換し、
エンベロープ検出器を介して、前記電気データ信号を整流し、整流された電気データ信号を出力することを含む方法。

【請求項13】

変換することが、前記波長チャネルの前記帯域幅に実質的に類似した帯域幅を有する光電気コンバータを提供することが含まれ、
前記局部発振器周波数が、前記波長チャネルのエッジ近くに配置されて固定される、請求項１２に記載の方法。

【請求項14】

整流された前記電気データ信号に一致する少なくとも１つのローパスフィルタで、前記整流された電気信号をフィルタリングすることをさらに含む、請求項１２に記載の方法。

【請求項15】

前記局部発振器からの光がディザー信号を含み、
前記ディザー信号が前記局部発振器周波数を制御するために使用される、請求項１２に記載の方法。

【請求項16】

光受信機であって、
中心周波数を有するデータを伝送する光信号と、局部発振器周波数を有する局部発振器光とを、中心周波数と局部発振器周波数の差に基づくオフセット周波数でデータを伝送する電気信号に変換する、少なくとも1つの光電気コンバータであって、前記受信機の帯域幅を有する光電気コンバータと、
前記受信機の帯域幅のエッジに対して制御された局部発振器周波数で局部発振器光を提供する少なくとも１つの局部発振器と、
前記光信号を前記局部発振器光と結合させる結合器と、
データを含む電気信号をベースバンドのデータ信号に変換する整流器と、
を含む光受信機。

【請求項17】

前記光電気コンバータがフォトダイオードであり、前記受信機の前記帯域幅が波長チャネルの帯域幅と実質的に類似しており、
前記局部発振器周波数が、前記波長チャネルのエッジ近くに配置されて固定される、請求項１６に記載の受信機。

【請求項18】

前記ベースバンドのデータ信号と一致する少なくとも１つのローパスフィルタをさらに備える、請求項１６に記載の受信機。

【請求項19】

前記局部発振器からの光がディザー信号を含み、
前記ディザー信号が前記局部発振器光の前記局部発振器周波数を制御するために使用される、請求項１６に記載の受信機。

【請求項20】

前記局部発振器周波数が波長チャネルのエッジ近くに配置されて固定される、請求項１６に記載のシステム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

関連出願の相互参照

【0002】

本出願は、参照により本明細書に組み込まれる、２０１７年３月２１日に出願された米国仮特許出願第６２／４７４，５９９号の利益を主張するものである。

【0003】

発明の背景
発明の分野

【0004】

本発明は、一般に、性能が改善された光通信システムおよび受信機に関する。より具体的には、本発明は、コヒーレントおよび非コヒーレントシステムに対して改善された受信機およびシステム性能を提供するために局部発振器を採用する光通信システムおよび光受信機（ｏｐｔｉｃａｌ ｒｅｃｅｉｖｅｒ、光学的受信機）に関する。

【背景技術】

【0005】

通信システムには、送信機と受信機の間の情報の送信が含まれる。情報を伝達する信号の生成、送信、受信は、社会にとって非常に重要である。

【0006】

光通信システムでは、情報の伝達におけるシステムの効率は、システムの機器の光学的および電気的性能を制御する能力に関連している。

【0007】

例えば、直接変調されたレーザが使用される場合、周波数チャープが頻繁に発生して、光学波長（または周波数）が光電力に依存する場合がある。

【0008】

線幅の狭いレーザや外部変調器などの様々なソリューションは、光学システムのコストを事実上増大する。参照によりその全体が本明細書に組み込まれる同時係属中のアメリカ合衆国特許出願第１５／１１７，０４８号（特許文献１）は、より広い範囲の構成要素および条件の使用を可能にする受信機およびシステムでの局部発振器および光電気コンバータの使用の別のオプションを提供する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0009】

【文献】アメリカ合衆国特許出願第１５／１１７０４８号明細書

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0010】

しかし、より低コストでより高性能の光通信システムが引き続き必要とされている。このニーズは、高性能システムが経済的に実現不可能であるメトロおよびアクセスネットワークで特に切実である。

【課題を解決するための手段】

【0011】

本発明は、光信号検出システムにおける局部発振器レーザ周波数の制御、光偏光へのシステム性能依存性の低減、ならびに／あるいは、０／１、デュオバイナリ、その他のマルチレベルの高度な方式など、２つ以上のレベルを含む様々な変調方式を採用するＡＭ、ＦＭ、およびＡＭ／ＦＭ結合信号の広帯域幅に関して光信号検出の有効化を含む通信システム、デバイス、および方法を提供することにより、上記のニーズに対処する。

【0012】

本発明の光学システムは、以下を含むことができる光受信機を含む。
・それぞれが局部発振器周波数で光を提供する、１つまたは複数の局部発振器。
・エンコードされた光信号を局部発振器からの光と結合して、結合された光信号にする少なくとも１つの結合デバイス。
・エンコードされた光信号および場合によってはＬＯ光を直交偏光の結合信号に分割する偏光ビームスプリッタ／結合器。
・１つのタイプの状態が別のタイプの状態よりも高い発振周波数を有し得る、対応する２つ以上のエンコードされた信号電流を提供する、事前に定義された周波数帯域幅を有する２つ以上の光電気コンバータ。
・第１および第２の電気信号を整流し、第１および第２の整流電気信号を提供するための２つの整流器（エンベロープ検出器など）。ならびに
・第１およびと第２の整流された電気信号を結合する結合器。

【0013】

様々な実施形態において、局部発振器周波数オフセットは、前記周波数帯域幅に依存するように選択され、信号の電気的特性を監視することにより位相ロックループを使用することなく制御される。

【0014】

様々な実施形態において、光学システムは、ＴＤＭ、ＷＤＭ、およびＴＷＤＭシステムの複数の光送信機から信号を受信するために１つの受信機を採用するものであって、光受信機は、ビットレートおよび光信号の帯域幅より大幅に大きな帯域幅を有する光電気コンバータを含み、周波数チャープ、バーストモードスペクトル偏位、温度、経年劣化の原因となり、例えば、フォトダイオードおよび整流器は、１０Ｇｂｐｓビットレート信号に対して４０ＧＨｚの帯域幅を有する。局部発振器は、受動光ネットワークおよび増幅システムの１つまたは複数の波長チャネル全体で、受信機の帯域幅で信号を効率的に受信できるように制御される。

【0015】

したがって、本開示は、改善されたコストおよび性能を備えたシステムおよび受信機の継続的なニーズに対処する。

【図面の簡単な説明】

【0016】

添付の図面は、本発明の様々な態様の例示的な例証の目的で含まれており、本発明を限定する目的ではない。

【0017】

【図1】例示的な光学システムの実施形態を示す図である。

【図2】例示的な光回線終端装置／再生器の実施形態を示す図である。

【図3】例示的な光受信機の実施形態を示す図である。

【図4】例示的な光受信機の実施形態を示す図である。

【図5A】例示的な結合器および局部発振器の実施形態を示す図である。

【図5B】例示的な結合器および局部発振器の実施形態を示す図である。

【図6】例示的な性能データを示す図である。

【図7A】例示的な光受信機の実施形態を示す図である。

【図7B】例示的な光受信機の実施形態を示す図である。

【図8】例示的な性能データを示す図である。

【図9】例示的な光受信機の実施形態を示す図である。

【図10】システムにおける波長チャネルのチャネルウィンドウを備えた例示的な信号スペクトルおよびＬＯ位置を示す図である。

【図11】例示的な性能データを示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0018】

図面および詳細な説明において、同じまたは類似の参照番号は、同じまたは類似の要素を識別する場合がある。特定の図の実施形態に関して説明される実装形態（ｉｍｐｌｅｍｅｎｔａｔｉｏｎ）、特徴などは、明示的に述べられない限り、または他の方法で不可能でない限り、他の図面の他の実施形態に関して実装（実現）され得ることを理解していただきたい。

【0019】

発明の詳細な説明
本発明の光学システム１０は、ノードが線形、リング、メッシュ、および他のネットワークトポロジで展開されたポイントまたはマルチポイントツーポイントあるいはマルチポイント構成であり得る単方向または双方向システムの様々な既知の構成で採用され得る。一般に、システム１０は、自由空間および／または光ファイバを使用して展開され得るが、用途の多くは、光ファイバベースのシステムを含み得ることが理解され得る。

【0020】

さらに、光学システム１０は、一般に、光スペクトルの様々な範囲全体でチャネルグリッドに配置され得る１つまたは複数の波長チャネルをサポートし得る。例えば、単一チャネルシステムは、１３１０ｎｍおよび／または１５５０ｎｍ付近の波長チャネルで動作され得る。例えば、高密度波長分割多重（ｄｅｎｓｅ ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ ｄｉｖｉｓｉｏｎ ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｅｄ、ＤＷＤＭ）システムでは、システム１０の設計と用途に応じて、名目上１４９０～１６２５ｎｍ（Ｓバンド、Ｃバンド、Ｌバンド）の範囲の光スペクトルを、５０ＧＨｚ、１００ＧＨｚなどの、固定または可変の帯域幅を有する数十の波長チャネルに分割し得る。例えば、システムは、ＩＴＵグリッド、ｈｔｔｐｓ：／／ｗｗｗ．ｉｔｕ．ｉｎｔ／ｉｔｕ－ｔ／ｒｅｃｏｍｍｅｎｄａｔｉｏｎｓ／ｒｅｃ．ａｓｐｘ？ｒｅｃ＝１１４８２に基づく波長チャネルで定義され得る。光信号は、波長チャネルの１つ内にあたる波長でシステム１０を通して送信され得る。チャネルグリッドはチャネルエッジを共有する隣接チャネルに接続していてもよいが、システム１０はチャネルエッジの近くにガードバンドを提供してもよい。ガードバンドは、隣接するチャネルの信号間の干渉の数量を減らすために使用される、光信号が送信されるべきではないチャネルエッジに隣接する波長範囲である。

【0021】

図１Ａおよび図１Ｂは、ノード間のポイントツーマルチポイントリンク（１Ａ）およびポイントツーポイントリンク（１Ｂ）における光学システム１０の例示的な実施形態を図示する。リンクは、スタンドアロンの光通信リンクでも、前の段落で説明したように、光スイッチ、アド／ドロップマルチプレクサ（ａｄｄ／ｄｒｏｐ ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｅｒｓ，ＯＡＤＭ）、光増幅器（ＯＡ）などを含み得るより大きなネットワークの一部でもよい。

【0022】

図１Ａでは、例示的な光学システム１０の実施形態は、光回線終端装置または再生器（ＯＬＴ）１２を含み得る。ＯＬＴ１２は、１つまたは複数の光ネットワークユニット（ＯＮＵ）１６を備えた１つまたは複数の光ファイバ１４を介して単方向または双方向の光通信を行い得る。ＯＬＴ１２およびＯＮＵ１６は、ネットワーク実装形態に応じて光学的および／または電気的であり得る、１つまたは複数の入力／出力回線１８に接続され得る。

【0023】

図１Ｂは、２つのＯＬＴ１２間のポイントツーポイントリンクを含む例示的な光学システム１０の実施形態を示す。図１Ａおよび図１Ｂの実施形態は、ネットワーク構成に応じて光増幅器２０を含んでも含まなくてもよい。

【0024】

図１Ａおよび図１Ｂの実施形態は、ネットワークのメトロ層およびアクセス層を含むネットワーク内のさまざまな層に展開されることができる。フロントホール、バックホール、およびアグリゲーションを含むアクセスネットワークでは、システム１０は受動光ネットワーク（「ＰＯＮ」）として動作され得るか、ノード間の増幅を提供する回線増幅器２
０（ｌｉｎｅ ａｍｐｌｉｆｉｅｒｓ ２０）を含むことができる。

【0025】

図２は、システム１０で複数の送信機または受信機、（ＯＴＲｘ）２４が使用されるときに光信号を結合および／または分割することができる光結合器／スプリッタ２２を含み得る例示的なＯＬＴ１２およびＯＮＵ１６ノードの実施形態を示す。

【0026】

光結合器／スプリッタ２２は、光学システムが単一波長および／または波長分割多重システムとして展開されるかどうかに応じて、受動カプラおよび波長固有のマルチプレクサおよびデマルチプレクサを含み得る。例えば、光学システム１０は、本明細書でさらに説明するように、ＯＬＴ１２と通信する各ＯＮＵ１６が同じまたは異なる波長を使用し得る、時分割多重化（「ＴＤＭ」）、波長分割多重化（「ＷＤＭ」）、または時間と波長分割多重化（ｔｉｍｅ＆ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ ｄｉｖｉｓｉｏｎ ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｅｄ「ＴＷＤＭ」）システムとして展開され得る。システムのノードが１つのチャネルのみを送信および／または受信し、ノードを接続するファイバリンク１４上に１つのチャネルのみが存在する場合には、ノードで光結合器／スプリッタ２２が使用され得ることを理解していただきたい。

【0027】

送信機または受信機（ＯＴＲｘ）２４は、システム構成に応じて、送信機または受信機のみ、別個の送信機および受信機、またはトランシーバを含み得る。様々な実施形態では、統合トランシーバ（ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ ｔｒａｎｓｃｅｉｖｅｒ）を採用してコストを削減することが、費用対効果が高い場合があるが、他の実施形態では、別個の送信機および受信機を採用することのほか、単方向通信を提供するだけのことがより望ましい場合がある。

【0028】

ＯＴＲｘ２４の光送信機は、一般に、狭いまたは広い線幅のレーザなどの１つまたは複数の固定またはチューニング可能な波長の光源を含む。１つまたは複数の情報ストリームの情報は、光、すなわち光源を直接変調する、外部変調器を使用して光を変調する、および／または情報を伝達する電気搬送波を１つまたは複数の波長／周波数に関する情報を伝達する光信号の生成にアップコンバートする光源によって放射される光搬送波に伝え得る。

【0029】

情報は、振幅変調（ＡＭ）、周波数変調（ＦＭ）、またはＡＭとＦＭの組み合わせを含む１つまたは複数の変調技術を使用して伝えられ得る。さらに、情報は、２つ以上の変調レベル、例えば、「０」状態と「１」状態、ＲＺ、ＮＲＺなどをサポートする様々な変調方式を採用するアナログまたはデジタル方式で伝えられ得る。
デュオバイナリやその他の高次コンステレーションなどの高度／高次／マルチレベル変調方式を使用して、送信されるシンボルごとにより多くの情報ビットを有効にしたり、同等のバイナリ信号帯域幅よりも小さい帯域幅の構成要素の使用を可能にし得る。例えば、４つの振幅レベルを採用するシステムはシンボルごとに２ビットをエンコードでき、４つの周波数レベルを採用するシステムはシンボルごとに２ビットをエンコードでき、４つの振幅および４つの周波数レベルを独立して採用するシステムはシンボルごとに４ビットをエンコードでき、デュオバイナリまたは高次のその他のパーシャルレスポンスシステムは低減された周波数スペクトルを使用してシンボルごとに１つまたは複数のビットをエンコードできる。振幅および周波数とは別に、情報は、パルス幅の変動またはパルス位置の変動として、搬送波の位相、搬送波の偏光でエンコードされてもよい。

【0030】

さらに、順方向誤り訂正（ＦＥＣ）などの追加の信号処理を、光信号として送信する前に情報で実行できることも理解していただきたい。様々な実施形態では、システム１０の様々な送信機および受信機を制御するフィードバックを提供するために、誤り訂正および／またはテスタが使用されてもよい。

【0031】

さまざまな実施形態において、信号は、周波数チャープレーザ（ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ ｃｈｉｒｐｅｄ ｌａｓｅｒ）、直接変調レーザ（ｄｉｒｅｃｔｌｙ ｍｏｄｕｌｅｄ ｌａｓｅｒ，ＤＭＬ）、外部変調レーザ（ｅｘｔｅｒｎａｌｌｙ ｍｏｄｕｌａｔｅｄ ｌａｓｅｒ，ＥＭＬ）、垂直共振器面発光レーザ（ｖｅｒｔｉｃａｌ ｃａｖｉｔｙ ｓｕｒｆａｃｅ ｅｍｉｔｔｉｎｇ ｌａｓｅｒ，ＶＣＳＥＬ）など、１つまたは複数の同時ＡＭおよび／またはＦＭデバイスによってエンコードされ得る。ＤＭＬとＶＣＳＥＬの両方の線幅は広く、一般に低コストである。様々な実施形態では、当技術分野で知られているように、多種多様なレーザを備えた外部変調器を使用することにより、信号変調に純粋なＡＭを使用することができる。

【0032】

ＡＭおよび／またはＦＭ信号の生成方法に関係なく、周波数変調は異なる状態が異なる周波数に変換されるようにするのに対し、振幅変調は振幅の異なる状態を分離するようにするので、従来のシステムのように異なる状態のさらなる情報を便利に提供することは含まれていない。

【0033】

異なる周波数、すなわち異なる状態は、周波数分離によって分離され、ＦＭシフトとも呼ばれる。したがって、ＦＭシフトは、周波数変調（ＦＭ）信号の２つの状態間の周波数分離として定義される。一例として、ＦＭシフトは、結合されたＡＭ－ＦＭ信号、すなわち光信号の「０」状態と「１」状態との間の差である。

【0034】

図３は、光送信機とは別個に、またはトランシーバの一部としてＯＴＲｘ２４で採用され得る光受信機３０の例示的な実施形態を示す。光学システム１０の他の光受信機は、図３に示される実施形態とは異なり得ることを理解していただきたい。

【0035】

光受信機３０は、一般に、様々な線幅のレーザなどの１つまたは複数の固定またはチューニング可能な局部発振器（「ＬＯ」）光源３２を含むことができ、１つまたは複数の局部発振器周波数でＬＯ光を提供し、それは光信号の周波数からオフセットする、すなわちＬＯ周波数オフセットである場合がある。周波数オフセットまたは周波数差（ｄＦ）だけ信号中心周波数（Ｆｃ）からオフセットされた光周波数（Ｆｌｏ）で光を放射する光局部発振レーザ（ＬＯ）。

【0036】

結合器／スプリッタ３４は、入力光信号をＬＯ光と組み合わせ、少なくとも２つの組み合わされた光信号、例えば、ＣＯＳ１とＣＯＳ２を、フォトダイオードなどの対応する数の光－電気（ＯＥ）コンバータ３６に出力する。例えば、２ｘ２ＰＭカプラを使用することも、結合器とスプリッタを個別に使用することもできる。ＯＥコンバータ３６は、ＬＯ周波数オフセットの周波数、例えばＥＳ１とＥＳ２で対応する電気信号を出力する。対応する電気信号は、受信機でのさらなる信号処理ならびに／あるいはシステム１０へのまたはシステム１０からのさらなる送信のために、情報を整流して出力回線１８上の電気信号として出力し得る電気処理ユニット３８に提供され得る。

【0037】

図４は、結合器／スプリッタ３４が受信機３０の別個の結合器４０およびスプリッタ４２として提供され得る光受信機３０の実施形態の様々な実施形態を示す。

【0038】

結合器４０は、５０／５０カプラなどの受動カプラとして提供されてもよいが、他の結合比が採用されてもよい。スプリッタ４２は、カプラ３８によって提供される結合光信号を直交偏光結合光信号に分割する偏光ビームスプリッタ（ＰＢＳ）であってもよい。したがって、各軸で、光データ信号およびＬＯ信号は偏光調整される。入力光信号の未知の偏光を考えると、入力光信号によって伝達された情報を完全に回復するために、光検出後に検出信号を結合する必要がある。

【0039】

ＰＢＳ４２の２つの出力ブランチ間に分配される光信号パワーは等しくてもよく、等しくなくてもよい。その理由は、入力光信号の偏光方向が未知の場合があるからである。入力光信号の偏光が既知の様々な実施形態では、結合器４０は偏光結合器であり得、ＬＯ光および光信号の偏光は既知の方法で組み合わされ得るので、組み合わされた光信号（入力信号およびＬＯ光）は、５０／５０の偏光間、または当業者が所望する他の比率で分割され得る。

【0040】

様々な実施形態では、ＬＯ光の偏光は、ＰＢＳの２つのアーム間でＬＯ電力を均等に分配するために、ＰＢＳの主角間で４５度に向けられる。信号の偏光が変化すると、信号電力が２つのアーム間でそれに応じて分配される。したがって、２つのフォトダイオードの出力は同じように変化する。信号が一方のアームに沿って完全に調整されると、このＰＤのオフセット周波数ｄＦ付近の出力が高くなり、もう一方のアームのｄＦ付近の出力がゼロになる。信号が２つのアームに均等に分配されると、ｄＦ付近のＰＤ出力は等しくなる。２つの出力を組み合わせることにより、入力信号の偏光のシステム全体の依存性が低減されている。

【0041】

図５Ａおよび図５Ｂに示されるような様々な実施形態では、偏光ビームスプリッタ４２を使用して光信号が別のＰＢＳ４２を使用する、２つの光信号ＯＳ１およびＯＳ２に分割された後、ＬＯ光を入力光信号と組み合わせることができる。結合は、偏光維持結合器４４（ｐｏｌａｒｉｚａｔｉｏｎ ｍａｉｎｔａｉｎｉｎｇ ｃｏｍｂｉｎｅｒ）を使用して実行され得る。結合された光信号間のＬＯ光の分配を制御するために、ＬＯ３２、偏光スプリッタ４２、および偏光結合器４４の間で偏光維持ファイバを使用してもよい。各光信号にほぼ同じ数量のＬＯ光を提供することが望ましい場合があるが、通常の１つは提供される相対数量を変える場合もある。

【0042】

図５Ａは、１つのＬＯ光源３２からのＬＯ光が５０／５０比または所望の他の比で偏光ビームスプリッタ４２を使用して分割され得、分割されたＬＯ光が、第２の（図示せず）偏光ビームスプリッタ４２を使用して分割された、光信号ＯＳ１およびＯＳ２と組み合わされた実施形態を示す。

【0043】

図５Ｂは、２つ以上のＬＯ光源３２からのＬＯ光が、偏光ビームスプリッタ４２を使用して分割された光信号ＯＳ１およびＯＳ２と組み合わされ得る実施形態を示す。２つ以上のＬＯ光源３２からのＬＯ光は、示されるように分割光信号と別々に結合され得るか、またはＬＯ光は結合され、次いで光信号と結合する前に図５Ａのように分割され得ることを理解していただきたい。

【0044】

図６は、図４に示すようなものなど、受信機３０の実施形態を使用して、一方のアームに調整された（０／１００－オレンジ）または２つのアームの中間に調整された（５０／５０－赤）偏光による、－ｌｏｇ（ＢＥＲ）と受信機入力電力のプロットを示す。ほぼ同じパフォーマンスが観察される。

【0045】

偏光の独立性を取得する他の方法は、偏光スクランブルと自動または手動の適応偏光制御を使用することであり得る。

【0046】

様々な実施形態において、局部発振器３２は、ＶＣＳＥＬ、ＤＦＢ、ＤＢＲ、ＥＣＬまたは他のタイプのレーザなどの冷却または非冷却レーザであってもよい。局部発振器３２は、信号の周波数または波長にチューニングされてもよい。これは、インバンドまたはアウトオブバンド構成のいずれかで可能である。インバンド構成では、ＬＯは信号のスペクトル内の周波数または波長にチューニングされる。アウトバンド構成では、ＬＯ３２は信
号のスペクトル外の周波数または波長にチューニングされる。このようにして、局部発振器３２を使用して波長選択性を達成することができる。局部発振器３２を波長セレクタとして使用することにより、システムは光学フィルタの有無にかかわらず動作できる。

【0047】

局部発振器３２を、１つのタイプの状態が位置する周波数にチューニングすることにより、その状態は、別のアップコンバートされた状態よりも低い可能性のある周波数にアップコンバートされ得る。一般に、信号は、信号の周波数とＬＯ３２の間の瞬時周波数差に等しい周波数にアップコンバートされ得る。いくつかの実施形態では、チューニングはシステムに依存し得る。特に、チューニングは温度に依存する場合がある。したがって、特定の状態へのチューニングは、ＬＯ３２をスペクトルの内側または外側の周波数または波長にチューニングすることを含み得る。

【0048】

ＦＭを採用する様々な実施形態では、局部発振器３２は、状態の１つよりも高い周波数を有する。様々なＡＭおよび／またはＦＭの実施形態では、光電気コンバータが予測される信号帯域幅に基づいて決定されるとき、局部発振器周波数オフセットｄＦは光電気コンバータの帯域幅より大きい。例えば、局部発振器の周波数オフセットｄＦは、光電気コンバータおよび／または電気整流器の帯域幅の１から１．５倍になるように選択され得る。

【0049】

局部発振器周波数オフセット、または周波数差ｄＦは、所望の発振器周波数オフセットを維持するように局部発振器周波数を監視およびチューニングすることにより、所望の値に制御され得る。例えば、整流器およびローパスフィルタの後に電気信号の特定の周波数構成要素を分離し、これらの特定の周波数構成要素が最大になるように局部発振器の周波数をチューニングすることにより、局部発振器をチューニングできる。最適な性能は、所望の周波数構成要素を分離し、それを局部発振器チューニングシステムの制御信号として使用することにより、この手段で達成され得る。これは、例えば、フィルタリングによって実行できる。

【0050】

特に、本発明は、位相ロックループ（ＰＬＬ）またはＬＯ光および信号をロックするための他の従来技術を介して、ＬＯ光および信号の位相または周波数をロックすることなく、信号でＬＯ周波数を追跡することを可能にする。むしろ、波長チャネルの周波数に対するＬＯ光と光信号の間の周波数オフセットまたはＬＯ光の位置を制御することができる。さらに、システムは、様々な用途で最も重要な場合のある、信号をチューニングするのではなく、ＬＯをチューニングすることで動作し得る。

【0051】

図７Ａおよび図７Ｂは、光受信機３０の様々な実施形態を示し、そこではディザリングが信号に適用されて、ＬＯ光周波数の追跡および制御を可能にし得る。ディザリングは、ＬＯ光および／または入力光信号に適用され、クロック回復回路４６から抽出され、および／または信号からの所望のＬＯオフセット周波数でまたはその近くで動作するＲＦ局部発振器を使用し得る。

【0052】

図７Ａの実施形態では、回復クロックのタップを使用して、ＬＯ３２に制御信号を提供することができる。ディザリング信号をＬＯバイアスおよび／または温度制御に適用することにより、ＬＯ制御信号（すなわち、回復されたクロック）の電力の対応する変化で、ＬＯをチューニングアップまたはダウンする必要があるかどうか、またはＬＯが最適であるかどうかが識別される。

【0053】

図７Ｂの実施形態では、ＯＥコンバータ３６の後の受信信号のタップは、信号とＬＯレーザ光との間の所望の「目標」周波数オフセットｄＦに対応する周波数ＦｏｐｔでＲＦトーンと電気的に混合することができる。ミキサーの出力は、瞬時ｄＦとＦｏｐｔの間の中間周波数Ｆｉを中心とする信号になる。ｄＦ＝Ｆｏｐｔの最適化では、ミキシング後の信
号は強いＤＣ項を持つベースバンド信号になる。ミキサー、ｄＦの所望の許容範囲に等しいカットオフ周波数のローパスフィルタ（例：＋／？１ＧＨｚの許容範囲がｄＦで受け入れ可能な場合、１ＧＨｚのローパスフィルタ）の後、単純な電力、電圧、または電流検出器は、最適なｄＦのＬＯ周波数を制御するために使用できる制御信号を提供する。ディザリング信号をＬＯバイアスおよび／または温度制御に適用することにより、ＬＯ制御信号の電力の対応する変化で、ＬＯをチューニングアップまたはダウンする必要があるかどうか、またはＬＯが最適であるかどうかが識別される。

【0054】

ＬＯチューニングシステムの他の潜在的な変形形態には、次のものも含まれる。
ａ）エンベロープ検出器（ｅｎｖｅｌｏｐｅ ｄｅｔｅｃｔｏｒ）でＤＣ電流または電圧を使用する、
ｂ）ＤＣから信号のシンボルレートを下回る周波数までの周波数帯域で電力を積分する。この積分の上限周波数は、検出された信号のアイオープニングと積分された周波数帯域の電力との相関を最大化するように選択される、
ｃ）信号のシンボルレートで狭い周波数ピークを選択する。クロックリカバリシステムを使用する場合、リカバリクロックを制御信号として使用できる。

【0055】

ＬＯチューニングシステムを動的に使用して、バイアス電流、温度の変更、またはその他のレーザ波長変更技術を含むＬＯ周波数を監視および変更するために、上記の３つの変形形態の１つまたは複数を使用することで、ゆっくり（ナノ秒から数年）変化する光信号周波数に続くＬＯ信号周波数を追跡および調整できる。

【0056】

特定のタイムスロットなど、追跡は継続的または定期的に行い得る。様々な実装形態において、動的トラッキングは、オフ／オン操作によりレーザチャープが発生する時間領域多重化（ｔｉｍｅ ｄｏｍａｉｎ ｍｕｌｔｉｐｌｅｘ，ＴＤＭ）通信での信号レーザ周波数スイング（ｃｈｉｒｐ，チャープ）を補償するために使用される。

【0057】

本発明の別の実装形態において、追跡システムは、バイアス電流または温度の経年変化または変動による信号レーザ周波数／波長の変化を補償するために使用される。

【0058】

本発明の第３の実装形態である追跡システムは、再構成可能なＷＤＭシステムのチャネル切り替え時間を制御するために使用される。

【0059】

本発明の第４の実装形態は、ＷＤＭシステムのチャネル波長ウィンドウとして指定された所定の光周波数／波長範囲内で信号周波数／波長を追跡することを含む。

【0060】

図８は、ｄＦがそれぞれ１０ＧＨｚおよび１８ＧＨｚに等しくなるように選択された周波数のＬＯ光を使用する光検出器の光ビートを通して受信機アンプによって検出される、１０Ｇｂｐｓの非ゼロ復帰オン／オフキーイング光信号が検出された場合に、エンベロープ検出器として実装された、ダウンコンバージョンシステム（後述）後のアイダイアグラム（ａ－ｂ）とパワースペクトル（ｃ－ｄ）の例を示す。エンベロープ検出器（ダウンコンバージョンシステム）に入る電力は、２つの場合で同じである。アイダイアグラムがよりオープンであり、したがって、Ｆｃ＝１０ＧＨｚの場合に元のデータがより良く回復されたことは明らかである。２つのスペクトルを比較すると、Ｆｃ＝１０ＧＨｚの場合、５ＧＨｚより下にさらに多くのコンテンツがあることがわかる。したがって、低周波数での電力は、最適なＬＯチューニングの指標として直接使用できることがわかる。

【0061】

様々な実施形態において、光電気コンバータ３６は、第１および第２の結合光信号を第１および第２の電気信号に変換するフォトダイオード（ＰＤ）として実装されてもよい。様々な実施形態において、ＰＤ３６および電気処理ユニット３８は、入力光信号の帯域幅
にほぼ等しいかまたはそれよりも大きくなるように適合され得る関連する動作帯域幅を有する。例えば、様々な単一チャネルまたはＷＤＭシステム１０では、ＰＤ３６帯域幅および電気処理ユニット３８は、光信号帯域幅の１．５から２倍に設定され得る。

【0062】

様々な実施形態において、光受信機は波長チャネル受信機であってもよく、そこで電気光学コンバータ３６および電気処理ユニット３８は、信号帯域幅ではなく、システム１０の波長チャネルの帯域幅に基づいて定義または設定される帯域幅を有してもよい。波長チャネルは、しばしば、検出される信号帯域幅よりも大幅に大きくなる。そのような波長チャネル受信機の実施形態は、複数のＯＮＵの複数の送信機から光信号を受信するために、ＯＬＴ１２などの１つの光受信機を採用する光源および／またはＴＷＤＭシステム構成の周波数制御なしの送信機を採用するシステム１０で特に有用である。例えば、５０ＧＨｚ波長チャネルグリッドを有するシステム１０では、光信号の帯域幅が大幅に低い場合であっても、ＯＥコンバータおよび電気処理ユニット３８の帯域幅は４０ＧＨｚであり得、例えば、ビットレート２．５Ｇｂｐｓ、１０Ｇｂｐｓ、２５ＧｂｐｓのＮＲＺエンコード化光信号、または割り当てられた波長チャネルの帯域幅内に含まれる他のいずれかの光信号である。さまざまな単一チャネルおよびＷＤＭシステムでは、波長チャネルの受信機帯域幅は、波長チャネル帯域幅に基づいて定義され得、波長チャネル帯域幅に実質的に類似おり、例えば、４０～５０ＧＨｚグリッドで約４０ＧＨｚの受信機帯域幅、または波長チャネルに基づく異なる帯域幅で、例えば１００ＧＨｚ波長チャネルグリッドで１０Ｇｂｐｓ信号の４０ＧＨｚの受信機であり得る。

【0063】

そのような実施形態では、ＬＯは、信号ではなく、割り当てられた波長チャネル、すなわちシステムで定義されたチャネルの帯域幅によって定義された固定周波数を有し得る。信号は割り当てられた波長チャネル内を移動できるが、ＬＯはガードバンド内またはその付近の高周波チャネル境界または低周波チャネル境界の概ね前後のいずれかに概ね固定された周波数のままである。

【0064】

図９は、１０Ｇｂｐｓ（ＮＲＺ）ビットレートのＯＥコンバータ３６および電気処理ユニット３８が４０ＧＨｚ帯域幅で実装され得る様々な光受信機３０の実施形態を示す。ＯＥコンバータ３６の帯域幅は、受信機のチャネル帯域幅と呼ばれる場合がある。光信号の周波数は、割り当てられた波長チャネル内のどこでもかまわない。これにより、経年変化および温度変化による信号のビットレートと帯域幅、チャープ、ドリフトによる変動、ならびにＴＤＭ、ＷＤＭ、ＴＷＤＭシステムの送信機間の変動が許容される。

【0065】

図１０は、波長チャネルの波長の範囲内の光信号の例示的な波長位置を示す。光信号の中心周波数は波長チャネル内で大幅に変化する可能性があるが、ＬＯ周波数は概ねガードバンド内またはその付近のチャネルのエッジ近くで固定されたままになる場合がある。様々な実施形態では、ＬＯ周波数を変えることが所望され得る。

【0066】

特定の波長または周波数チャネルウィンドウが光信号に割り当てられているシステム１０の場合、広帯域光電気コンバータを使用して、ＬＯを離調することなく様々な中心周波数の信号に対応できる。様々な実施形態では、ＬＯ信号周波数オフセットは、信号に関してなど一意的に定義されないが、波長チャネルウィンドウに関して定義されてもよい。図１０でさらに示すように、チャネルウィンドウの境界は、信号がその内の３つの異なる位置にある状態で示されている。示されている信号はＡＭ／ＦＭ結合信号を図示しているが、当該説明は純粋なＡＭまたは純粋なＦＭ信号にも同様に適用可能である。これらの実施形態では、ＬＯは、チャネル帯域幅のエッジのすぐ外側の位置に固定され、高周波数側または低周波数側のいずれかに配置され得る。ＡＭ／ＦＭ結合信号の場合、ＬＯ周波数を信号の最大振幅周波数構成要素に向けることがより望ましい場合がある。

【0067】

ＬＯ周波数の最適な配置は、チャネルウィンドウエッジからの周波数オフセットであり得る。このオフセット、またはガードバンドは、信号帯域幅よりわずかに狭いことが望ましい。ＬＯ電力が信号よりも大幅に高い場合、ガードバンドを避け、ＬＯをチャネルウィンドウのエッジの非常に近くに配置することが望ましい場合がある。

【0068】

局部発振器周波数は、設定されたＬＯ周波数オフセットを維持するように、またはオフセット範囲内に制御するか、あるいは波長ロッカーを使用するなどして、波長チャネルのエッジの１つに対してロックし得る。局部発振器および信号の光学的ビーティングは、光電気コンバータによって生成されるビーティング生成物をもたらす場合がある。このビーティング生成物は、ベースバンドと定義された波長チャネルの帯域幅に等しい上限周波数との間の周波数に配置される。電気処理ユニット３８に提供される電気信号の結合帯域幅（チャネル帯域幅）は信号帯域幅よりはるかに大きい場合があるが、ノイズ帯域幅は名目上、信号帯域幅および／またはしきい値検出／決定回路に一致する（同じまたは同様の帯域幅）電気ローパスフィルタの使用により管理し、チャネル全体のノイズを低減し得る。したがって、電気信号対雑音比は、信号よりもはるかに大きい受信機帯域幅から生じる累積ノイズによって劣化しない可能性がある。ローパスフィルタは、結合器の前（図９）または後に提供され得ることを理解していただきたい。

【0069】

図１１は、ＬＯの光周波数をチューニングすることによってのみ４つの異なる波長チャネルのそれぞれが選択される単一の光受信機を使用した４ｘ１０Ｇｂｐｓ信号の受信を示している。この場合、波長チャネル帯域幅の受信は、信号波長をチューニングするのではなく、各波長チャネルでＬＯを微調整することによって示され、これらが１００ＧＨｚグリッドでの動作のための市販の送信機（ＮＧ－ＰＯＮ２ ＯＮＵ準拠）であったため実行できなかった。３ｄＢ帯域幅（ＢＷ）は約２０ＧＨｚであり、これにより、信号ＢＷを含む約３０～３５Ｇｈｚの波長チャネルウィンドウの帯域幅が提供される（信号はチャネルウィンドウのエッジに近づくと切断される。

【0070】

ＴＷＤＭ ＰＯＮ（ＮＧ－ＰＯＮ２など）などの様々なシステム１０では、各波長チャネルに対して特定のチャネル波長ウィンドウが存在する場合がある。ウィンドウ外側の浮遊信号は切断され、隣接するＷＤＭチャネルを中断する可能性がある。波長チャネル受信機の実施形態におけるＯＥコンバータ３６のより広い帯域幅は、これらのシステムにおけるいくつかの課題に対処する。たとえば、様々なシステム実装形態では、複数の加入者（ＯＮＵ－光ネットワークユニット）からセントラルオフィス（ＯＬＴ－光回線終端）へのアップストリーム送信に対して、各ＯＮＵには送信する特定のタイムスロットが与えられる。これにより、次の課題が生じる。ａ）各ＯＮＵ送信機はわずかに異なる中心周波数／波長を有する場合がある、ｂ）ＯＮＵ送信機のバーストモードとも呼ばれるオフ／オンターンオンは周波数チャープを引き起こす場合がある、ｃ）各ＯＮＵの経年変化および動作条件の光源により、信号周波数／波長が時間とともに変化する場合がある。性能に関しては、各ＯＮＵが波長をチャネルウィンドウ内に送信する限り、ＯＬＴはそれを受信することが期待される。

【0071】

様々な実施形態において、電気信号プロセッサ３８は、整流器４８および結合器５０を含み得る。整流は、デジタルまたはアナログで適用され得る。整流器を使用すると、計算の複雑さおよび／またはハードウェアが削減され、それに応じて全体的なコストも削減され得る。例えば、整流器はアナログ／デジタル（Ａ／Ｄ）コンバータなしで使用できる。したがって、本発明の別の利点は、アナログ／デジタル（Ａ／Ｄ）コンバータのニーズを排除する能力である。整流は、信号の正または負の部分のいずれかが除去されるように、半波整流として実行され得る。非線形伝達関数を備えたゲートでは、半波整流が可能な場合がある。ゲートは、例えば、信号の負の部分がゲートのしきい値よりも低くなるようにバイアスをかけることができる。整流は、すべての負の値が正の値に変換される二乗要素
などの全波整流としても実行され得る。説明したように、整流は二乗する場合がある。これは、ハードウェアまたはソフトウェアで実装され得る。この場合、ソフトウェアで実装される場合、アナログ／デジタルコンバータは、デジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）で処理される前に実装され得る。信号をヒルベルト変換することにより、二乗の代替物を取得できる。しかし、他の様々な解決策も可能である。アナログ整流器の例には、ＸＯＲゲート、およびダイオードブリッジが含まれる。ＸＯＲゲートとダイオードブリッジの両方により、ＤＳＰなしでリアルタイムの信号処理が可能になるため、ＤＳＰよりも優先される場合がある。

【0072】

図３、図７Ａ、および図７Ｂで示すように、整流器４８はエンベロープ検出器４８として実装されてもよい。第１のエンベロープ検出器／整流器４８Ａは、フォトダイオードの１つからの第１の電気信号を非反転非ゼロ復帰（ＮＲＺ）データ信号に変換する。第２のエンベロープ検出器／整流器４８Ｂは、他のフォトダイオードからの第２の電気信号を反転ＮＲＺデータ信号に変換する。反転および非反転電気信号を結合して、電気データ信号を提供する。結合器５０は、減算を実行して信号を再結合する差動増幅器にし得る。

【0073】

エンベロープ検出器の後に信号を結合することにより（すなわち、ＲＦではなくベースバンドで）、２つのアームの信号間の相対的な光学位相は重要ではなくなる。信号がＰＤの後で、しかしエンベロープ検出器の前で結合された場合、２つのアームの光信号の位相を一致させる必要がある。

【0074】

出力ＮＲＺ信号を反転するようにエンベロープ検出器の１つ（および１つのみ）を構成することにより、２つのアームを、例えば差動増幅器で互いに減算することにより、損失なく結合できる。両方のアームが反転または非反転のいずれかであり、抵抗性電力結合器または他の追加回路を使用して信号を結合する場合がある。

【0075】

次いで、結合された電気信号は、光受信機３０によってさらに処理され、および／またはシステム１０の内外にさらに送信され得る。

【0076】

前述の開示は、本発明の例、図および説明を提供するが、網羅的であること、または実装形態を開示された正確な形態に限定することを意図していない。上記の開示に照らして修正および変形は、可能であり、または実装形態の実施から取得することができる。本発明のこれらおよび他の変形および修正は可能であり、検討されており、前述の明細書および添付の特許請求の範囲はそのような修正および変形を包含することが意図されている。

【0077】

本明細書で使用される場合、構成要素という用語は、ハードウェア、ファームウェア、および／またはハードウェアとソフトウェアの組み合わせとして広く解釈されることを意図している。本明細書で説明されるシステムおよび／または方法は、異なる形式のハードウェア、ファームウェア、またはハードウェアとソフトウェアの組み合わせで実装できることが明らかであろう。これらのシステムおよび／またはメソッドを実装するために使用される実際の特殊な制御ハードウェアまたはソフトウェアコードは、実装形態を制限するものではない。したがって、システムおよび／または方法の動作および挙動は、特定のソフトウェアコードを参照せずに本明細書で説明された。つまり、ソフトウェアおよびハードウェアは本明細書の説明に基づいてシステムおよび／または方法を実装するように設計できることが理解される。

【0078】

システムの様々な要素は、様々なレベルのフォトニック、電気、および機械的統合を使用できる。システム１０の１つまたは複数の棚またはラックに収容されている１つまたは複数のモジュールまたはラインカードに複数の機能を統合することができる。

【0079】

ハードウェアプロセッサモジュールは、例えば、汎用プロセッサおよびＣＰＵから、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）にまでに及び得る。ソフトウェアモジュール（ハードウェアで実行）は、Ｃ、Ｃ＋＋、Ｊａｖａ（登録商標）、Ｊａｖａｓｃｒｉｐｔ、Ｒｕｓｔ、Ｇｏ、Ｓｃａｌａ、Ｒｕｂｙ、Ｖｉｓｕａｌ Ｂａｓｉｃ（登録商標）、ＦＯＲＴＲＡＮ、Ｈａｓｋｅｌｌ、Ｅｒｌａｎｇ、ならびに／あるいはその他のオブジェクト指向、手続き型、またはその他のプログラミング言語および開発ツールを含む、多種多様なソフトウェア言語（例えば、コンピュータコード）で表現され得る。コンピュータコードは、マイクロコードまたはマイクロ命令、コンパイラによって生成されるようなマシン命令、Ｗｅｂサービスを生成するために使用されるコード、ならびにインタープリタを使用してコンピュータによって実行され、制御信号、暗号化コード、および圧縮コードを採用する高レベルの命令を含むファイルを含み得る。

【0080】

いくつかの実装形態は、しきい値に関連して本明細書で説明される。本明細書で使用されるように、しきい値を満たすことは、しきい値より大きい、しきい値より多い、しきい値より高い、しきい値以上、しきい値より小さい、しきい値より少ない、しきい値より低い、しきい値以下、しきい値に等しいなどの値を指し得る。

【0081】

特定のユーザインタフェースが本明細書で説明され、および／または図に示されている。ユーザインタフェースには、グラフィカルユーザインタフェース、非グラフィカルユーザインタフェース、テキストベースのユーザインタフェースなどが含まれ得る。ユーザインタフェースは、表示用の情報を提供し得る。いくつかの実装形態では、ユーザは、表示用のユーザインタフェースを提供するデバイスの入力構成要素を介して入力を提供するなどして、情報と対話できる。いくつかの実装形態では、ユーザインタフェースは、デバイスおよび／またはユーザによって構成可能であり得る（例えば、ユーザは、ユーザインタフェースのサイズ、ユーザインタフェースを介して提供される情報、ユーザインタフェースを介して提供される情報の位置などを変更できる）。追加または代替として、ユーザインタフェースは、標準構成、ユーザインタフェースが表示されるデバイスのタイプに基づく特定の構成、ならびに／あるいはユーザインタフェースが表示されるデバイスに関連付けられた機能および／または仕様に基づく構成のセットに事前に構成し得る。

【0082】

特徴の特定の組み合わせが特許請求の範囲に記載され、および／または明細書に開示されているけれども、これらの組み合わせは、可能な実装形態の開示を限定することを意図していない。実際、これらの特徴の多くは、特許請求の範囲に具体的に記載されていないおよび／または明細書に開示されていない方法で組み合わせることができる。下記の各従属特許請求の範囲は１つの特許請求の範囲のみに直接依存する場合があるが、可能な実装形態の開示には、特許請求の範囲セットの他のすべての特許請求の範囲と組み合わせた各従属特許請求の範囲が含まれる。

【0083】

本明細書で使用されている要素、行為、または指示は、明示的に説明されていない限り、重要または必須と解釈されるべきではない。また、本明細書で使用される場合、冠詞「ａ」および「ａｎ」は、１つまたは複数の項目を含むことを意図しており、「１つまたは複数と互換的に使用することができる。その上、本明細書で使用される場合、「セット」という用語は、１つまたは複数の項目を含むことを意図しており、「１つまたは複数と互換的に使用することができる。１つの項目のみを意図する場合、「１つ」という用語または同様の言葉が使用される。また、本明細書で使用される場合、「有する」、「有する」、「有している」などの用語は、無制限の用語であることを意図している。さらに、「基づく」というフレーズは、他に明示的に述べられていない限り、「少なくとも部分的に基づいて」を意味することを意図している。

【0084】

本出願における要約、概要、または特許請求の範囲の有無は、本明細書に開示された発明の範囲を制限するものと決して見なされるべきではない。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5A】

【図5B】

【図6】

【図7A】

【図7B】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】